水轮机调速器故障案例分析及维护

2022-06-14

       水轮机调速器是水轮发电机组非常重要的辅 助控制设备之一.它的运行品质的好坏直接决定了 机组的安全和稳定运行。降低水轮机调速器的故障 率是提高机组运行可靠性的最行之有效的手段。
 
        水轮机调速器作为轮机的重要构成部分,也是实现对水轮机进行调节的关键部分。为保证水轮机的正常运转,并据此保障水电站的正常、稳定运行,水轮机调速器一般具备两种功能:并网功能和调节功能。其中,并网功能是实现对水轮机运转状态进行自动调整的重要条件。在水轮机正常运转过程中,工作人员通过电脑向水轮机下达运转状态调整指令,随后水轮机调速器具备的并网功能可依据相关指令,对水轮机的运转状态进行自动调整,有利于保障水轮机的稳定运转。调节功能作为水轮机调速器的主要功能,也是体现水轮机调速器价值的功能,其的作用是对水轮机运转速度、水流量、功率等进行调节。即在水轮机运转过程中,工作人员可依据需求,利用调速器所具备的调节功能,将水轮机的转速、功率、水流量等调节至恰当的数值,以此保证水轮机运转的安全性和稳定性,进而为水电站的安全、稳定运行提供保障。
 
MRO采购
 
故障案例:
 
故障情况描述
 
        电站1#机组停机消缺,电站维护人员对1#调速器进行了常规安全措施处理,断开调速器电柜、机柜的交、直流电源。第二天,维护人员恢复了对1#调速器所做的安全措施。刚恢复电源时,调速器就报“调速器A套液压故障”,调速器B套则正常。按下“复归”按钮,调速器故障依旧,掉电再上电故障依然不能消除。由于本次消缺,除了掉电,并没有对调速器进行更多操作,掉电前调速器一直运行正常,维护人员感觉棘手,随即对电调设备进行了全面排查。
 
故障原因分析
 
        调速器液压故障是调速器严重故障之一,该故障主要与导叶给定、导叶反馈、电液转换单元密切相关。首先检查了电液比例伺服阀,通过强制电气柜到电液伺服阀放大器的电压信号,测量比较伺服阀的位移反馈和配套放大器的输入电压,两者比例关系方向正确,大小合适,放大器本身的报警也没有动作,表明伺服阀动作正常,可以排除液压系统故障原因。其次我们检查了导叶给定环节,导叶给定主要和机组工况有关,停机时为-1%左右,主要考虑输出一个较小的关机电压,防止机组开启,空载时导叶给定等于设定的空载开度(与水头相关)加上频差PID计算值,发电时,导叶给定等于设定的空载开度加上频差PID计算值,再加上监控系统脉冲增减的有功给定量。经过检查,导叶给定在机组停机、开机、发电工况时均显示正常。最后我们检查导叶反馈环节,首先检查了导叶位置变送器,通过滑动位移变送器感应块,测量变送器的4~20mA电流输出,基本与滑块位置成比例线性关系,可以排除变送器本身的问题。
 
       再仔细检查调速器电气柜人机界面显示的导叶开度,发现A套与B套不一致,仔细对比发现,A套测量值与导叶实际位置误差较大,B套基本正常,由于该调速器A套、B套都是公用机械液压柜及导叶行程传感器,因此怀疑A套电柜导叶开度测量回路有异常。
 
设备长期维护
 
一、调速器的常规检查
 
       调速器的常规检查内容主要有:确保调速器工作环境整洁,防止液压管道中有灰尘进入,影响液压系统的正常运行;防止液压油受潮气影响,液压油水分过高一方面会对设备造成腐蚀,同时一旦液压油在管道中快速运动有大量气泡产生,则会造成油路不畅,甚至造成液压油外溢;检查导阀活塞是否有卡阻现象,一旦发现应尽快进行处理观察机组在运行过程中不仅电机动作是否频繁、温度变化是否在规定范围以内;检查各部件安装是否牢靠、计量表和监控画面指示是否正常;检查监控界面的各项数值是否与设备实际运行状态相符;注意监控系统是否有故障报警信息发出。
 
二、调速器的常规维护
 
       调速器维护注意是调速油路和电气系统的检查。其主要内容有:调速器润滑油应定期进行处理或更换,正常情况下每年进行一次,新装或大修设备应在两个月内至少进行一次。滤油器每周要进行一次清洁,当前后压差过大时应立即进行更换或清理。工作油泵和备用油泵每周进行一次轮换。定期检查电气部分的设备运行情况,对电气设备的输出数据与历史数据和实验数据进行比较,判断其运行状态是否正常,及时发现故障隐患并提前进行处理。对事故停机电磁阀的动作情况每月进行一次检查,以保证动作发生时,保护器的有效性。
 
三、调速器的状态监测
 
        水轮机调速器状态监测主要是通过计算机实现对调速器状态的实时监测,掌握设备运行状态,主要包括各种检测、测量、监视、分析、判别方法,结合系统历史与现状,综合考虑环境因素,评估设备运行状态,判断其是否处于正常状态,并对状态加以显示、记录,对异常状态做出报警,以便运行人员及时处理,为设备故障分析、性能评估、合理使用与安全工作提供基础数据。
 
典型水轮机组调速系统状态监测系统主要包括四大组成部分:
 
①传感及变送器;②调速器控制柜;③工控机及人机界面;④后台综合诊断监测系统。整套系统采用分层分布式结构,各种传感器安装于被监测设备上,调速器控制柜负责数据采集,并进行一般数据处理、换算与报警,通过通信和工控机相接。
 
        工控机负责复杂数据处理、存储,以统一信息平台为基础,实现水轮机组调速系统相关状态数据的采集、特征计算、实时监测、故障录波、性能试验数据记录,为后台机组综合在线诊断和状态检修辅助决策系统提供可靠数据源。
 
        水轮机组调速器运行性能的好坏,除与本身的设计和制造工艺有关外,还与其日常维护情况有着密切的关联,良好的维护可以保证调速器的运行长期保持在比较好的状态,促使其使用寿命延长。水轮机的日常维护工作主要有以下几方面:
 
一、调速器良好工作条件的保持
 
(1)确保水轮机组的运行状况正常。在水轮机空载运行状态下,大型调速器的转速偏差值应保持在±0.2%以内;中型调速器应保持在±0.3%以内;小型调速器应保持在±0.4%以内。
 
(2)调速器在储存和运输过程中的环境温度应保持在-5~40℃之间,相对湿度在90%以内,不应有酸碱盐等腐蚀性气体,并且应预防粉尘、雨雪的损害。
 
(3)调速系统所用润滑油的油质应选用与国标GB11120中46号机油相同或相近的机油,运行油温保持在10~50℃之间。
 
(4)调速器在运行过程中,其润滑油油压的变动值应保持在工作油压的±5%以内,在调节过程中的油压变动值应保持在工作油压的±10%以内。
 
 
 
 
 
广州市广镒机电有限公司

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