水電廠調(diào)速器頻繁抽動(dòng)問題的解決

1、水電廠調(diào)速器頻繁抽動(dòng)問題的解決1 背景介紹黃龍灘水力發(fā)電廠2號(hào)機(jī)組裝機(jī)容量85mW在湖北省電力 系統(tǒng)中 承當(dāng)著調(diào)峰、 調(diào)相等重要任務(wù)。 水輪機(jī)調(diào)速器是水電站發(fā) 電機(jī)組的 重要輔助設(shè)備之一， 它與電站二次回路或計(jì)算機(jī)監(jiān)控系 統(tǒng)相配合，完 成水輪發(fā)電機(jī)組的開機(jī)、停機(jī)、增減負(fù)荷、緊急停 機(jī)等任務(wù)。水輪機(jī) 調(diào)速器還可以與其他自動(dòng)裝置一起完成自動(dòng)發(fā) 電控制AGC成組控制、 按水位調(diào)節(jié)等任務(wù)。2 調(diào)速器抽動(dòng)表現(xiàn)和影響 調(diào)速器抽動(dòng)是在機(jī)組空載或并網(wǎng)運(yùn)行工 況、自動(dòng)平衡狀態(tài) 下，導(dǎo)葉接力器等幅或非等幅周期性快速往復(fù)移動(dòng)， 嚴(yán)重時(shí)動(dòng)幅 較大，其結(jié)果影響調(diào)速器對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)速的正常調(diào)節(jié)， 出力波 動(dòng)較大， 嚴(yán)重危及機(jī)組

2、、電網(wǎng)的平安和穩(wěn)定運(yùn)行。其表現(xiàn)為：調(diào)速器 主配 壓閥不停上下抽動(dòng)， 壓油裝置油泵啟動(dòng)頻繁， 機(jī)組有功功率不 能 穩(wěn)定運(yùn)行在某一給定值，而且一直在波動(dòng)。黃龍灘水力發(fā)電廠 2號(hào)機(jī)調(diào)速器于 2021年通過技改將原來 的步 進(jìn)電機(jī)式調(diào)速器更換為新型比例數(shù)字式冗余可編程控制水輪機(jī)調(diào)速器，采用PLC加比例閥和數(shù)字閥控制。2 號(hào)機(jī)組新調(diào)速器在投運(yùn)后頻繁出現(xiàn)抽動(dòng)現(xiàn)象，機(jī)組有功輸 出忽 高忽低， 達(dá)不到電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行要求， 給電廠平安生產(chǎn)和系統(tǒng) 平安運(yùn) 行帶來極大隱患。 并且在出現(xiàn)抽動(dòng)后， 調(diào)速器只能由伺服 比例閥切 至數(shù)字閥或手開工況運(yùn)行。 切至手動(dòng)運(yùn)行情況下， 運(yùn)行 值班人員只 能根據(jù)調(diào)度命令手動(dòng)調(diào)整負(fù)荷，

3、在當(dāng)前自動(dòng)化水平較 高早已實(shí)現(xiàn)少人 值班無人值守的情況下運(yùn)行人員根本沒有精力 一直守在調(diào)速器柜旁手 動(dòng)操作； 如果切至數(shù)字閥控制， 由于數(shù)字 閥控制屬于粗調(diào)節(jié)， 不能 實(shí)現(xiàn)伺服比例閥的精細(xì)調(diào)節(jié)。 在調(diào)整過 程中調(diào)速器壓力油管路震動(dòng)較 大， 長(zhǎng)時(shí)間頻繁調(diào)節(jié)容易出現(xiàn)管路 固定螺栓松動(dòng)， 甚至更嚴(yán)重的會(huì) 造成壓力油管路破裂。 綜上所述， 每次當(dāng)出現(xiàn)調(diào)速器抽動(dòng)時(shí)吧， 運(yùn) 行和檢修維護(hù)人員必須趕到現(xiàn)場(chǎng) 將調(diào)速器切至手動(dòng)運(yùn)行。 在機(jī)組并網(wǎng) 發(fā)電工況下對(duì)調(diào)速器的主配 反響電位器進(jìn)行更換， 待更換完畢通過觸 摸屏觀察主配反響電位 器輸出信號(hào)穩(wěn)定后， 再切至伺服比例閥自動(dòng)運(yùn) 行。 由于整個(gè)更換 過程是在機(jī)組并網(wǎng)

4、發(fā)電過程中進(jìn)行的， 因此危險(xiǎn) 性較高， 一個(gè)小 小的過失就可能導(dǎo)致機(jī)組事故停機(jī)。 并且每次在更 換完畢正常運(yùn) 行一、兩個(gè)月以后又會(huì)再次出現(xiàn)抽動(dòng)， 這不僅給運(yùn)行維 護(hù)人員帶 來較大的心里負(fù)擔(dān)，也對(duì)機(jī)組甚至電網(wǎng)的平安運(yùn)行帶來危害。3 調(diào)速器抽動(dòng)原因分析查找、分析為了解決這一難題， 消除機(jī)組運(yùn)行的重大隱患， 我們對(duì)造成 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器抽動(dòng)動(dòng)作情況進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)查和分析，對(duì)所有 可能出 現(xiàn)的原因羅列如下：1) 電氣測(cè)頻回路有電磁干擾信號(hào)串入；2) 2 號(hào)機(jī)組周圍有較大震動(dòng)，造成主配反響裝置因震動(dòng)而 輸 出異常；3) 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器主配反響電位器為接觸式不能滿足運(yùn)行要求；4) 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器油路或

5、液壓元件有堵塞或摩擦增大；52 號(hào)機(jī)組調(diào)速器反響電位器輸出不正確。對(duì)照每條可能造成調(diào)速器抽動(dòng)的原因我們進(jìn)行逐條分析、 確 認(rèn)： 確認(rèn) 1電氣測(cè)頻回路有電磁干擾信號(hào)串入經(jīng)示波器觀察并記錄 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器測(cè)頻回路輸入、 輸出波 形 進(jìn)行比照分析 , 發(fā)現(xiàn)波形正常無其它干擾信號(hào)竄入，排除信號(hào) 造成調(diào) 速器抽動(dòng)。確認(rèn) 2 2 號(hào)機(jī)組周圍有較大震動(dòng)，造成主配反響裝置因震動(dòng)而輸出異常經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的檢查核實(shí)， 發(fā)現(xiàn) 2 號(hào)機(jī)組周圍震動(dòng)并不大， 調(diào)速 器 控制柜在機(jī)組運(yùn)行期間柜內(nèi)震動(dòng)較小， 主配反響裝置固定局部 固定良 好。排除因震動(dòng)造成的調(diào)速器抽動(dòng)。確認(rèn) 3 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器主配反響電位器為接觸式不能滿足運(yùn)行

6、要求經(jīng)過認(rèn)真的觀察和分析， 2 號(hào)機(jī)調(diào)速器在改造投運(yùn)后，其主 配 反響電位器由于采用單邊固定接觸電阻式電位器， 在機(jī)組運(yùn)行 一段時(shí) 間后由于電位器的接觸面磨損或接觸面偏心造成電位器 阻值出現(xiàn)跳變， 且跳變幅度隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸加大。 主 配反響信號(hào)作為一個(gè) 重要的反響信號(hào)， 它的不穩(wěn)定將直接導(dǎo)致調(diào) 速器的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能故障，是造成調(diào)速器抽動(dòng)的主要原因。確認(rèn) 4 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器油路或液壓元件有堵塞或摩擦增大經(jīng)調(diào)速器機(jī)械維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真檢查和觀察， 2 號(hào)機(jī)調(diào)速 器引 導(dǎo)閥及濾油器等元件均無堵塞或摩擦增大現(xiàn)象， 排除因堵塞 或摩擦增大造成調(diào)速器抽動(dòng)確認(rèn) 5 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器主配反響電位器輸出

7、不正確 經(jīng)維護(hù) 人員用萬用表和示波器檢查 , 在調(diào)速器抽動(dòng)時(shí) , 發(fā)現(xiàn) 2 號(hào)機(jī)調(diào)速器主 配壓閥在中間位置時(shí) , 反響值波動(dòng)超出了設(shè)定允許 范圍, 導(dǎo)致調(diào)速器 PLC認(rèn)為調(diào)速器主配壓閥沒有回復(fù)到中間位置一直有調(diào)節(jié)信號(hào)輸出，致使主配壓閥一直動(dòng)作 , 調(diào)速器產(chǎn)生抽動(dòng)。 這與第 3條所述原因 一致，由于主配反響電位器為接觸式在 運(yùn)行一段時(shí)間后由于摩擦和位 移造成輸出信號(hào)不準(zhǔn)確， 出現(xiàn)跳變 從而引起調(diào)速器抽動(dòng)。通過以上對(duì)可能造成調(diào)速器抽動(dòng)的原因進(jìn)行逐一的分析和排除，最終找出了造成 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器頻繁抽動(dòng)原因： 2 號(hào)機(jī)組 調(diào)速器主 配位置反響電位器為單邊固定接觸電阻式電位器，其工 作方式類似劃線變阻

8、器。調(diào)速器主配壓閥調(diào)節(jié)時(shí)帶動(dòng)觸片移動(dòng)，通過接觸電阻改變引起的微弱電壓變化來反響位移， 作為調(diào)速器 小閉環(huán)調(diào)節(jié)重要的反響 信號(hào)， 對(duì)信號(hào)的精度和準(zhǔn)度有著極高的要 求，調(diào)速器原配接觸電阻式 電位器在運(yùn)行過程中隨著磨損和偏移 的不斷累積造成線性度越來越差， 不能真實(shí)反映主配壓閥的實(shí)際 位移，自開工況下調(diào)速器根據(jù)不準(zhǔn)確的 主配位移信號(hào)計(jì)算出跳變 的輸出控制信號(hào)從而導(dǎo)致了調(diào)速器的抽動(dòng)。4 調(diào)速器抽動(dòng)問題的解決 在確定了調(diào)速器抽動(dòng)問題的最終原因?yàn)?原配主配反響電位 器性能不可靠后， 我們開始著手選擇替代品。 經(jīng) 過認(rèn)真的比對(duì)和 分析最終選擇了德國(guó)博世電磁感應(yīng)非接觸式主配反響 電位器， 由 于該型電位器采用非接觸的電磁感應(yīng)來反映主配的位移變 化， 從 根本上有效的防止了接觸式電位器容易產(chǎn)生的磨損偏差， 并 且該 電位器固定方式為雙邊固定， 相比單邊更加垂直、 牢固，能夠?yàn)?調(diào) 速器自動(dòng)控制提供可靠、準(zhǔn)確的主配位移信號(hào)。在對(duì) 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器主配反響電位器進(jìn)行改造更換， 并經(jīng)過 一 系列的參數(shù)調(diào)整及相應(yīng)試驗(yàn)正常后， 2 號(hào)機(jī)調(diào)速器正式投入運(yùn) 行。通 過一年時(shí)間的運(yùn)行檢驗(yàn)， 證明此次調(diào)速器抽動(dòng)問題的解決 是非常成功 的，自 5 月份改造以來 2 號(hào)機(jī)組調(diào)速器抽動(dòng)現(xiàn)象沒有 再出現(xiàn)，有力的 保證了 2 號(hào)機(jī)組正常運(yùn)行。5 結(jié)論 主配反