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水輪機調速器抽動故障及解決措施探討

時間:2016-12-13 09:26來源:www.ywngxq.tw 作者:王志強 點擊:
[摘 要]抽動故障是水輪機調速器運行中最常見的,受到系統設計、運行環境等因素的影響,無法保障調速器處于正常的狀態。抽動故障對水輪機調速器的影響較大,降低了水輪調速的準確性,為了保障水輪機調速器的安全與穩定,應該及時解決抽動故障。本文以水輪機調

  [摘 要]抽動故障是水輪機調速器運行中最常見的,受到系統設計、運行環境等因素的影響,無法保障調速器處于正常的狀態。抽動故障對水輪機調速器的影響較大,降低了水輪調速的準確性,為了保障水輪機調速器的安全與穩定,應該及時解決抽動故障。本文以水輪機調速器為研究對象,分析抽動故障及對應的解決措施。 論文網站

  [關鍵詞]水輪機;調速器;抽動故障;解決措施 

  水輪機調速器抽動故障,對整個水輪操作的影響較為明顯,嚴重時還會引起其他故障,而且抽動故障具有偶發性、突發性的特征,增加了調速器的運行壓力,進而為水輪機的運行埋下安全隱患。為了提高水輪機的性能,深入研究調速器的抽動故障,解決抽動故障后,完善調速器的運行環境,確保水輪機的運行能夠達到國家的標準,由此提供穩定、優質的電能。 

  一、 水輪機調速器抽動故障分析 

  調速器在水輪機運行中起到調節、控制的作用,決定了水輪機的運行狀態。水輪機調速器的抽動故障,基本可以表現在三個方面,分別是:引導閥、主配壓閥、液壓系統,均以上下抽動的方式表現出來。水輪機調速器運行期間,受到外界因素以及內在性能的干擾,較容易發生抽動故障[1]。調速器發生抽動故障時,頻率是3~10Hz,振動幅值是0.5~2.0mm,一旦出現抽動故障,維修人員采用更換或移動傳感器的方法,只能短時間改善調速器的運行,并不能完全解決抽動故障,所以無法在根本上解決調速器抽動故障,還需根據水輪機調速器抽動故障的具體原因,落實相關的措施。 

  二、 水輪機調速器抽動故障的原因 

  以某水電站的混流式水輪機為例,分析調速器抽動故障的原因。該水輪機調速器在運行一段時間后,有明顯的抽動現象,根據該水輪機調速器的振動現象,分析實際的原因。該混流式水輪機為組裝機,容量4.5W,調速器設置在發電機層,距離接力器管路10多米,該水輪機運行幅度很大,但是導葉、接力器之間為拉桿式連接,導葉調速的過程中發生振動,導致信號輸出無規律,引起主配壓閥抽動,據維修人員檢查,具體的抽動位置是閥芯位置,變化值為0.3%~0.8%。該水輪機調速器的主配壓閥抽動,還引起了一系列的抽動故障,如:受到主配壓閥的抽動影響,比例伺服閥控制部分與正常值相比,輸出過快,進而影響到導葉反饋,此時調速器的電氣控制系統,已經不能控制整個調速器的運行,引起了抽動故障。根據上述案例可以發現,導葉反饋信號發生波動,直接就會引起調速器的抽動故障,表明導葉反饋是調速器抽動故障的一大原因。 

  三、 水輪機調速器抽動故障的解決措施 

  結合水輪機調速器抽動故障和故障發生的原因,掌握水輪機調速器的運行狀態。維修人員在研究調速器抽動故障的過程中,對其做了全面的分析,重點控制容易引起抽動故障的系統結構,積極改進調速器的系統設計,目的是完善水輪機調速器的運行。維修人員在解決水輪機調速器抽動故障方面,先要掌握故障的發生原因,再提出相關的控制措施,以便提高故障處理的效率,保障水輪機調速器的運行效率。例舉水輪機調速器抽動故障的解決措施,具體如下: 

  1、 設置壓緊行程 

  設置壓緊行程主要是針對水輪機調速器的主閥結果,在水輪機調速器安裝或調試時采取壓緊行程方式[2]。設置壓緊行程的處理措施,必須在停機的狀態下才能完成,以免影響調速器的整體結構。例如:在水輪機調速器設置壓緊行程時,設置主閥伺服控制信號,維修人員主動控制伺服信號,以此來平衡信號波動,待運行信號平穩后,即可防止主配壓閥的閥芯抽動,有利于提升調速器的運行性能。壓緊行程是水輪機調速器解決抽動的基本方法,也是最簡單的調控方法,此類方法僅應用在主閥引起的抽動故障中,需要由專業的維修人員進行設置操作,控制信號的同時,促進信號波動平衡,尤其是信號波動頻率,避免影響調速器的性能,一方面改善水輪機調速器的壓緊行程,另一方面優化主閥的運行與控制,排除調速器抽動故障的影響。 

  2、 修改和優化參數 

  水輪機調速器抽動故障分析中,表明了信號振蕩對抽動的影響,通過修改并優化數字閥的控制參數,在數字閥輸出方面實現延時操作,由此可以避免數字閥的輸出信號振蕩,防止調速器振動[3]。修改和優化參數,在調速器振動故障控制中,起到預防的作用,隨著水輪機調速器的應用與發展,在數字閥控制中引入PID算法,增強PID算法,有利于快速實現數字閥的參數優化,消除參數設置中的偏差。PID算法能夠優化數字閥的參數,調節數字閥參數后,促使其接近于調速器的目標參數。例如:當水輪機調速器數字閥的參數控制不明顯時,如果沒有PID算法的參與,數字閥本身的參數變化根本起不到任何作用,瞬時引起調速器抽動,但是PID算法參與下的數字閥,能夠隨時調整參數設置,驅動調速器朝向穩定的方向運行,進而有效預防抽動故障。 

  3、 濾波處理 

  濾波在水輪機調速器中引起了抽動故障,維修人員對濾波的處理方式,分為兩種狀態,分析如:(1)空載狀態下的濾波處理,此狀態的濾波處理較為簡單,維修人員調整主配壓閥,調整后可以過濾掉影響輸出信號的干擾波,為主配壓閥信號傳輸提供非干擾的環境,保障主配壓閥信號準確,才能排除干擾源的影響,防止調速機抽動;(2)運行狀態下的濾波處理,不受增減信號的干擾,維修人員在濾波處理方面,先將比例伺服閥控制中的信號做清零處理,再根據調速器的抽動狀態,實行濾波處理,采取非頻率調節的方法,直至伺服閥的工作狀態達到穩定,既可以解決調速器的抽動故障,又可以延長比例伺服閥的使用壽命,體現了濾波處理的效益和效率。水輪機調速器的濾波處理過程中,以工作實況為調節對象,以此來提高調速器的工作性能,排除干擾信號的影響,營造穩定的信號輸出環境。 

  4、 改變安裝位置 

  水輪機調速器抽動故障處理中,改變安裝位置措施主要是針對導葉反饋提出的,因為導葉反饋振幅較大,影響了反饋信號的正常傳輸,所以為了消除振動引起的信號波動,改變導葉反饋的安裝位置,機械轉換裝置改在水輪機層的位置,防止信號振動造成調速器抽動。除此以外,水輪機調速器抽動故障的維修人員,深入考慮差動變壓器概念,更改了傳感器的設置,采取移動鐵芯的方法,利用位置促進主閥閥芯平衡,解決了平衡點磨損的問題,即使調速器處于長期運行的狀態,也能規避抽動風險[4]。水輪機運行中,對調速器的主配壓閥閥芯提出了要求,閥芯的動作行程不能有過大的殺局,特別是小行程的位置,所以按照水輪機調速器的現場運行狀態,改進主配壓閥閥芯的傳感器設計,更改為非接觸的使用方法,精準的控制閥芯位移,進而完善調速器的運行環境,促使水輪機調速器保持高效率的運行狀態,排除了抽動故障的影響。 

  結束語 

  水輪調速器抽動故障的解決過程中,維修人員需要了解抽動故障及發生原因,根據調速器的需求,排除抽動故障。水輪調速器的抽動故障,影響了運行可靠性,解決抽動故障后,還需進行試運行,確保調速器達到穩定、可控制的狀態,才能正常應用到水輪機內,保障水輪機運行的整體性,進而提高水輪機的運行效益。 論文范文

  參考文獻 

  [1]蘇劍.水輪機調速器抽動故障及消除措施[J].黑龍江科學,2015,02:54+63. 

  [2]關君.水輪機調速器抽動故障及消除措施[J].科技創新與應用,2015,28:137. 

  [3]林繁鑫.水輪機調速器系統抽動故障及其消除措施[J].科技與企業,2015,09:238. 

  [4]蔣志照,王珍明.水輪機調速器系統抽動故障及其消除措施[J].水電自動化與大壩監測,2012,02:43-46. 


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