水轮机调速器常见故障分析与处理.doc

水轮机调速器常见故障分析与处理2016-09-18 05:50水轮机调速系统故障诊断技术服务推荐107次 为便于今后阐述水轮机调速器的故障案例，本文归纳了以下六种基本的故障类别，并分析了其故障发生的原因及相关的处理措施。一、机组自动空载频率摆动值大 其现象分为以下四种情况：1、机组手动空载频率摆动达0.51.0HZ，自动空载频率摆动为0.30.6HZ分析：机组手动空载频率扰动大，调速器参数整定不当处理：进一步调整PID调节参数（bt、Td、Tn或Kp、Ki、Kd）和调整接力器反应时间常数Ty，尽量减小机组自动空载频率摆动值2、机组手动空载频率摆动0.30.4HZ，自动空载频率摆动达0.30.6HZ，且调整PID调节数bt、Td、Tn或Kp、Ki、Kd无明显效果分析：接力器反应时间常数Ty值过大或过小处理：调整电液（机械）随动系统放大系数，从而减小或加大接力器反应时间常数Ty，当调节过程接力器高频抽动，则Ty过小，当接力器动作迟缓且过调，则Ty过大3、机组手动空载频率摆动0.20.3HZ，自动空载频率摆动大于等于上述数值，调PID参数无明显改善分析：接力器至导水机构和/或导水机构机械/电气反馈有过大的死区处理：处理机械液压系统和减小反馈机构死区4、微机调速器使被控机组频率跟踪于待并电网频率，后者摆动大而导致机组频率摆动大分析：被控机组待并入的电网是小电网，电网频率摆度大 处理：调整微机调速器的PID调节参数：Tn向稍大的方向改变二、机组并网运行接力器开度自行减小 机组并网自动运行时，出现导叶接力器开度自行减少（又称“溜负荷”），其现象分为以下四种情况：1、接力器开度（机组所带负荷）与电网频率的关系正常，调速器由开度/功率调节模式自动切至频率调节模式工作分析：电网频率升高，调速器按静态特性（bp）减小负荷处理：如果被控机组并入大电网运行，且不起电网调频作用，可取较大的bp值，并使调速器在开度模式或功率模式下工作2、由三个因素构成YPID在较大位置电液转换器平衡电流（电压）在开启方向导叶向关闭方向运动 分析：电液转换器卡阻于关闭侧处理：检查并处理电液转换器切换并清洗滤油器检查电液转换器并排除卡阻现象3、由三个因素构成YPID与导叶实际开度Yg一致机组所带负荷在空载附近机组二次回路电源消失或切换分析：机组油开关误动作处理：检查送入微机调速器的机组油开关辅助接点，保证机组二次回路电源不间断。有的微机调速器在机组油开关断开时，即将电气开限以一定速度减至空载，或者立刻将其关至空载位置4、由三个因素构成YPID与导叶实际开度反馈指示表基本一致导叶实际开度明显小于YPID调速器发出“导叶故障”信号分析：导叶行程电气反馈移位处理：将调速器切至手动运行，检查导叶接力器位移，调整并可靠固定开度变送器锁紧定位螺钉三、导叶接力器呈现跳跃式运动或抖动现象 调速器接力器抖动现象分为以下四种情况：1、由两个因素构成调速器外部功率较大的电气设备启动/停止调速器外部直流继电器或电磁铁动作/断开分析：机频与接力器出现抖动调速器受外部干扰处理：检查并妥善处理微机调速器的机柜和微机调节器壳体的接地 外部直流继电器或电磁铁线圈加装反向并接（续流）二极管；接点两端并接阻容吸收器件（100电阻与630V，0.1F电容器串联）2、开机过程中，机组转速未达到额定转速，残压过低；或机组空载，未投入励磁；机组大修后第一次开机，残压过低，机频信号出现跳动，接力器跟随抖动分析：机组频率信号源受干扰处理：机组频率信号（残压信号和/或齿盘信号）均应采用各自的带屏蔽的双绞线接至微机调速器，屏蔽层应可靠地在一点接地。频率信号线不要与强动力电源线或脉冲信号线平行、靠近布置3、抖动现象无明显规律，似乎与机组运行振动区、运行人员操作有一定联系分析：接线松动、接触不良处理：检查微机调速器接线端子、电液转换器等电/机转换装置、导叶接力器变送器、机组功率变送器、水头变送器及调速器内部接线的连接情况，并加以相应的处理4、调节器输出作较大幅度变动时主配压阀跳动、油管抖动、接力器运动出现过头现象分析：导叶接力器反应时间常数Ty值偏小处理：减小电液（机械）随动系统的放大系数，从而使接力器反应时间常数Ty取较大数值四、运行中调节模式自动切换 调节模式自动切换现象分为以下两种情况：1、机组并网运行调速器在功率调节模式下工作，自动切换至开度调节模式下工作分析：机组功率变送器有故障或断线处理：检查切换后的开度调节模式下的微机调速器读入的机组功率值，若与机组实际功率有较大差别，与导叶实际开度不相适应，则可确认为机组功率变送器有故障或断线，应检查并排除其故障2、机组并网运行调速器在功率调节或开度调节模式下工作，自动切换至频率调节模式工作分析：电网频率变化过大或测频环节有故障处理：机组并入小电网或带孤立负荷，这种切换是合理的，若电网频率变化过大，不必强行切换至功率调节或开度调节模式下工作。 机组并入大电网，若电网频率十分稳定，则这种切换应足够重视，应观察电网频率变化情况，并检查微机调速器的频率测量及显示结果。可将其切换至开度调节/功率调节模式工作，观察一段时间，以确认频率测量环节的工作是否正常。五、甩负荷过程中出现的不正常现象 其现象分为以下六种情况：1、甩100%负荷过程中，导叶接力器关闭到最小开度后，开启过于迟缓，或重启过快，使调节时间过长分析：PID调节程序中负限幅整定不当处理：合理设定负限幅值2、甩75%额定负荷过程中的水压上升值过大分析：导叶接力器关闭时间过短处理：检查是否接力器最短关闭时间过短，若是，按调节保证计算，加长导叶接力器关闭时间值3、甩75%额定负荷过程中的机组转速上升值过大分析：导叶接力器关闭时间过长处理：检查是否接力器最短关闭时间过长，若是，按调节保证计算，缩短导叶接力器关闭时间4、甩75%额定负荷过程中的水压上升和/或机组转速上升值过大分析：两段关闭特性不合要求处理: 按调节保证计算，调整两段关机速度及拐点，或重新进行过渡过程仿真计算，寻求合理的两段关闭速度及拐点，重新进行整定5、甩25%额定负荷时，导叶接力器的不动时间过长分析：调速器转速死区ix偏大处理：检查并减小机械液压系统死区 适当增大综合放大系数 适当加大Tn或KD值6、机组油开关未动作，仍在“合上”位置，但送给调速器的机组油开关接点断开，导致甩负荷或减负荷分析：机组油开关接点误动作（断开）处理：完善机组二次回路电源接线，防止机组油开关辅助继电器误动作微机调速器程序中对油开关辅助接点进行断开延时处理（但应慎重）六、与水头有关的故障现象 水头有关的故障现象分为以下四种情况：1、开机过程中，机组频率到不了额定频率50Hz分析：空载开度运行值偏小处理：人工设定的水头值高于实际水头值，使查表插值得到的空载开度值小于应有的空载开度，需人工设定正确水头值 程序中的设定的空载开度值偏小，应根据水电站实际空载开度修正 2、导叶接力器增大不到合理的最大开度分析：电气开限增大不到应有的最大值导叶反馈调整偏大处理：人工设定的水头值高于实际水头值，使查表插值得到的电气开限最大值偏小，应人工设定正确水头值程序中的电气开度限制最大值的节点值小于应有的值，应修正上述节点值重新调整导叶反馈，使其开度反馈值与导叶的实际开度一致 3、开机过程中，机组过速，频率甚至达到60Hz分析：空载开度运行值偏大处理：人工设定的水头值低于实际水头值