梁春太

广州市李溪拦河坝灌区管理处 广东广州

摘要：水电行业属于我国的基础能源设施，在近几年的发展中其生产过程的自动化已经相当完善。要想保证水电站的发电工作能够安全有效地进行，首先就要保障调速系统的正常运行。调速系统的应用以及故障的维修和排查对水电站的安全生产和提高发电效益至关重要。本文首先介绍了在我国的水电行业中水轮机调速系统的应用情况，其次针对在实际应用过程中发生的各种故障，进行了相应的维修探究。

关键词：水轮机；调速系统应用；故障维修

在科学技术日益发达的现代化社会，各种工业生产设备的规模越来越大，效益也不断提高。这种发展在一定程度上促进了工业的快速发展，为整个社会带来了巨大的经济效益，另一方面也向人们提出机器运行的安全性的新课题。在水电行业中虽然经过多年的发展各种设施已经相当完善，但是对于设备的维护方面还是有很大的欠缺。电力生产设备的维修费用的比例已经相当高，因此在保障安全性的前提下减少设备维护费用已经是人们不可避免的难题。

1水轮机调速系统的应用

1.1水轮机调速系统的基本结构

水轮机调速器是整个水电系统中最重要的结构，在整个电厂中起着非常重要的调节作用。水轮机调速器主要由测量元件、放大元件、反馈元件和执行元件构成。水轮机过流部件属于控制的对象。在实际中人们常常把调速器以及其所控制的对象称为水轮机调速系统，该系统的结构相当复杂。水轮机调速器的主要作用是调节水轮机导水叶的开度，在并入电网前调节机组频率，并网后通过感知电网负荷的变化，对电厂的有功功率输出进行及时的调节，同时要保证机组的正常转速（对调相机组），只有这样才能使发、供电网络处于一个相对稳定的状态。水轮机调速器的运行可靠与否不但直接影响所产电能的质量，甚至还会危及整个电力网的安全。

1.2水轮机调速系统的发展历程

作为水轮发电机组中的重要组成部分，水轮机调速系统的性能直接影响到整个发电机组的正常工作以及发电厂的经济效益。现代社会的科学技术日新月异的发展，在水电行业中也逐渐普及了微机调速系统的应用。从水轮机调速系统研发至今，我国的水轮机调速系统的应用也经历了一系列的发展变化，其中最主要的变化体现在水轮机调速器的变化中。就我国的情况来看，水轮机调速器的变化主要有一下几个阶段：纯机械液压式调速器（俗称机调）、电动液压式调速器（俗称电调）、可编程控制器电液式调速器（俗称微机调）等，其中按照转轮叶结构不同控制方式还可以进一步进行分类。调速器中的液压随动系统也由原来复杂繁琐的多级液压系统升级成了简单明了的一级液压系统。所有的这些变化在为在为电厂中调速器的选择和革新方面提供了新型思路的同时，也为水电行业的发展带来前所未有的便利。

1.3水轮机调速系统的工作机制

水轮机调速系统是水电站主要的控制设备之一，其主要的作用是根据一定的控制规律改变水轮机导叶开度以及轮叶的转角，进而对于进入水轮机的水流进行相应的控制，从而达到保障机组正常运转及与电网同步的目的。水轮机调速系统是一个比较完善的闭环系统，其主要构成有水轮机控制设备以及被控制系统。工作过程是：特定的测量元件将机组的转速和有效功率测量出来，然后将这些测量结果与给定的信号和反馈回来的信号进行综合，再将这些信息经过一系列内部机构的处理，最后把综合的信息反映到液压执行元件，作出调节导水叶和转轮叶的动作。

水轮机调速系统的工作效果主要是通过机械液压装置来实现的，机械液压装置主要是由压力罐和接力器构成的。首先向压力罐气囊中充入一定压力的气体，根据调速器的规格不同选择性的充入空气或者氮气，之后利用螺杆泵或者是齿轮泵把压力油抽入压力罐中。在这个过程中，原本充入的高压气体的气囊得到进一步的压缩产生一定的压强，这种力量施加在油面上产生压力油，进而积蓄相应的能量。

受到电气信号控制的电液转换装置产生一定的机械位移，借助压力油产生的能量将液压放大，进而产生一股强大的力来改变接力器的开度。进而改变导叶的开度和浆叶的角度，以达到控制导水机构的水流量的目的。

2水轮机调速系统的故障维修

2.1水轮机调速系统故障的主要类型

在水轮机调速系统中的设备形式多样，因此每种形式设备所具有的故障类型也是多种多样的，对于不同的故障类型我们应该采取不同的应对方式才能使整个系统的工作更加流畅。一般情况下，按照故障对于设备的影响时间可以分为永久性故障和暂时性故障；按照故障对于系统的正常工作的影响程度来看可以分为破坏性故障和非破坏性故障；按照故障发生的原因又可以分为内因故障和外因故障。总的来说，按照以往的故障发生和发展的过程可以将所有的故障分为突发性和渐变性两大类故障。突发性的故障主要是指在故障发生之前整个系统并没有特殊的征兆，故障的发生到产生相应的影响之间没有相应的过渡阶段，并且一般具有较强的破坏性，很难通过早期的实验或者反映来进行故障的预防工作。渐变性故障指的是在进行实际工作的过程中，由于种种原因使得设备的性状遭到一定的破坏，并最终超过设备自身的允许范围发生相应的故障。

突发性故障与渐变性故障虽然有一些区别，但是在实际中这两种故障可以在一定程度上进行转化。当一些渐变故障达到某种程度之后就可以瞬间程度恶化，引起突发性故障。

2.2及时对系统中设备状态的监测结果进行分析

对水轮机调速系统的设备状态进行分析是建立在对其进行了全面监测的基础之上的。要想真正掌握水轮机调速系统中设备的健康情况，就要用多种手段对调速系统设备进行检测，进而对检测结果进行全面分析。同时建立详尽的设备档案，在检测过程中可以获得大量的与系统设备分析和故障诊断方面有关的信息，对这些信息进行详细的分析能够可以在对设备的优化过程中起到重要的帮助。在对设备进行检测的时候应该包括停机状态和运行状态两个状态，在对于处于停机状态下的设备进行检测的结果一般情况下能够比较直观的反映出设备的健康状况，因此不需要进一步的深入分析。

2.3具体的故障维修方法

要想真正从维护方面提高设备的使用寿命就应该做到以下几点：第一，注意保护油液的性能以及清洁。油液是水轮机调速器的主要工作载体，在运行过程中水轮调速器对于油液的粘度要求非常严格，粘度偏低会使设备转动部分润滑性变差，而粘度过高又会使设备在低温时磨损增大。但是目前在水电行业中普遍使用的油液，其粘度非常容易受到周围环境的影响。因此一定要注意保护好油液的相关性能以及其清洁度。第二，及时对泄漏情况进行处理。调速器在运行过程中的高速动性很容易造成一定范围内的液压冲击进而造成一定的泄漏。要及时发现泄漏问题并给出相应的解决方法。第三，及时处理设备故障。在水轮机调速系统的运行初期是各种故障的多发期，这些故障都是由在进行设备安装的过程中产生的细小误差引起的，所以其发现和解决都是一件相当费时间的过程。要在系统运行初期对各种故障的產生进行特别的关注。其次在调速器运行的过程中也经常会发生各种事故，为了减少这类突发事故的发生就要定期进行相应的检查，掌握各方面设备的实际情况。第四，加强工作人员的专业素质。虽然近年来我国的维修人员的技术、素质等都有很大的提高，但是相对于正真需要掌握的技能而言还是相差甚远，由此造成有些电厂水轮机调速系统有时会出现一些“死故障”，提早报废设备，造成不必要的损失。因此要不断对维修人员进行相应的专业知识的培训，提高其处理问题的综合能力。

3总结

水电行业在我国的发展已经取得了令人骄傲的成绩，并且随着现代科学技术的进步，微机调速系统也已经被引入我国众多的水电厂得以应用，自主研发的设备也获得了很大程度的发展。但是尽管水轮机调速系统的发展态势总体呈现良好的状态，实际上还是存在许多亟待解决的现实问题。对于设备的故障维修就是其中最值得我们去研究的课题，相信经过各界的努力，水轮机调速系统将会更加完善。

参考文献：

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