水轮机调速器作业指导书

合面狮电厂水轮机调速器作业指导书编码：BDDQ-03审查：编写：八月批准：日期：技术审核：日期：安监审核：日期：项目部审核：日期：编写：日期：目录TOC\o"1-2"\h\z\u1. 适用范围 12. 编写依据 13. 作业流程 24. 作业准备 34.1 人员配置 34.2 工器具及仪器仪表配置 35. 工期定额 46. 作业方法 46.1 作业准备 46.2 电气作业前检验 46.3 调速器屏柜仪表、通电检验 46.4 调速器静态试验 56.5 检验是否具备开机 66.6 调速器动态试验 76.7 机组甩负荷试验 86.8 机组调速器各参数检验 96.9 结束 97. 安全及预控方法 97.1 安全预控方法 97.2 危险点辨识 98. 质量控制方法及检验标准 99. 作业中可能出现主要异常现象及对策 1010. 调速器运行中故障分析及处理 1211. 常见故障及处理方法 14适用范围本作业指导书适适用于本厂DKST（A）-100型交流电机控制式可编程水轮机调速器调试作业。DKST（A）-100型交流电机控制式可编程水轮机调速器参数：转速死区ix≤0.04%静态特征曲线线性度误差ε＜5%随动系统不准确度ia＜0.8%自动空载三分钟转速摆动相对值≤±0.15%接力器不动时间Tq ＜0.2s平均故障间隔时间≮8000h主要调整参数整定范围：百分比系数（KP） 0.5～20积分系数（KI） 0.05～10（1/S）微分系数（KD） 0～5(S)永态转差系数（bp） 0～10%频率人工死区（△f）0～1.0%频率给定范围（fG） 50±5HZ功率给定范围（PG）0～100%其它技术数据：工作油压： 2.5MPa主配压阀直径： φ100（mm）工作电源：AC220V≯200WDC110V或220V≯200W编写依据表2－1引用标准及规范名称序号标准及规范名称颁发机构1《水轮机调速器与油压装置技术条件》（GB9652.1—1997）中华人民共和国国家标准管理委员会2《水轮机调速器与油压装置试验验收规程》GB/T9652.2—1997中华人民共和国国家标准管理委员会3《电控设备

第二部分装有电子器件电控设备》GB3797—1988中华人民共和国国家标准管理委员会4《电磁兼容性试验和测量技术》GB/T17626.4-1998中华人民共和国国家标准管理委员会5《水轮机电液调整系统及装置技术规程》DL/T563—1995中华人民共和国国家标准管理委员会6《电业安全工作规程》中华人民共和国能源部7厂家说明书及技术资料厂家作业流程3.1作业（工序）流程图作业准备作业准备电气作业前检验电气作业前检验调速器屏柜仪表、通电检验调速器屏柜仪表、通电检验调速器静态试验调速器静态试验是否具备开机条件是否具备开机条件否否完成完成是是调速器动态试验调速器动态试验机组甩负荷试验机组甩负荷试验机组调速器各参数检验机组调速器各参数检验图3－1作业流程图作业准备人员配置表4－1作业人员配置工序名称提议工作人数责任人数监护人数电气作业前检验21-调速器屏柜仪表、通电检验21-调速器静态试验311检验是否具备开机21-调速器动态试验311机组甩负荷试验311机组调速器各参数检验311注:作业人数依照详细工程量规模配置。工器具及仪器仪表配置表4－2主要工器具及仪器仪表配置序号名称规格/编号单位数量备注1变频器台13#、4#机组使用2万用表只13手电筒只24惯用工具若干56789101112注:工器具及仪器仪表依照详细工程量规模配置。工期定额调速器电气调试作业工期为2天。作业方法作业准备技术准备：按规程、厂家安装说明书、图纸、设计要求及作业方法对作业人员进行技术交底，交底要有针对性；人员组织：技术责任人、安装责任人、安全质量责任人和技术工人；机具准备：按作业要求准备机具并对其性能及状态进行检验和维护；试验设备准备：万用表、变频器等。电气作业前检验检验工作安全方法完善，二次隔离方法符合作业安全要求。检验调速器屏柜及二次电缆安装接线完好，符合试验条件。试验人员熟悉相关资料、试验步骤和技术要求。试验仪器符合要求。调速器屏柜仪表、通电检验上电前首先应确保接线正确，尤其是厂用交流、厂用直流和开关电源输出有没有短路现象，为防止干扰信号，应尽可能做到强、弱电分开，机、网频信号应用屏蔽线。上电后用万用表测量以下电源电压值：厂用AC220V电源：电压偏差不超出额定值-15%～+15%；厂用DC220V电源：电压偏差不超出额定值-15%～+15%；DC24V：参考范围20.4V～26.4V；DC±12V：参考范围为10.5V～14.5V；DC5V：参考范围为4.95V～5.25V。零位幅值调整导叶接力器在全关位置，操作电手动按钮或手轮将导叶接力器全关，调整接口功效板上调零电位器W2，用万用表监测放大板输出脚J0-3对J0-14（模拟地）电压，将其电压调至0.05V；然后将导叶全开，调整接口功效板调幅电位器W3，使J0-3对J0-14电压为10.0V。轮叶调零调幅方法与导叶类似，调整接口功效板调零电位器为W5，调幅电位器为W6，需监测电压为放大板J0-7对J0-14电压。注意：1#、2#机组导叶调零电位器为W1，调幅电位器为W2，监测电压为DCZ导叶放大板DCZ-7(导叶反馈出)对DCZ-3（虚拟地）电压；轮叶调零电位器为W1，调幅电位器为W2，监测电压为LCZ导叶放大板LCZ-7（轮叶反馈出）对LCZ-3（虚拟地）电压。模拟表计调整导叶开度表调整导叶全开，调整导叶开度表后调整电位器使其指向100%。轮叶开度表调整轮叶全开，调整轮叶开度表后调整电位器使其指向100%。调速器静态试验当机械、电气动作基本正常后，就可做机组协联试验、静态特征试验，详细步骤以下：6.4.1机组协联试验1、将调速器电柜上机频端子外部线甩出。2、在机频端子引两线与网频端子短接，作模拟机频，手动调整导叶开度，观察轮叶开度改变，统计对应开度值：S导叶α0（%）S轮叶ψ0（%）与机组设定协联曲线基本一致。6.4.2静态特征试验1、3#、4#机组：将调速器电柜ZD端子上“静态测试”（E：15）端子与“GD”端子短接，模拟并网令将“GD”端子与“并网”（E:9）端子短接。1#、2#机组：将调速器电柜ZD端子上“静态测试”（X02：12）端子与“GD”端子短接，模拟并网令将“GD”端子与“并网”（X02:3）端子短接。2、3#、4#机组：用频率信号发生器模拟机频信号接入电柜ZD端子“机频”输入端子（E：26、27），对应外部接线甩掉，设定机频为50.00Hz，设定△F=0.1Hz。1#、2#机组：使用自带频率信号模拟器,设定机频为50.00Hz，设定△F=0.1Hz。3、将调速器切自动，功给设定为50%，水头设定为设计水头值，依照以下表格，对调速器在接力器全行程进行双向开关机试验，统计数据填入下表。f(Hz)51.551.250.950.650.350.049.749.449.148.848.5S导叶S导叶S轮叶S轮叶快速工程计算方法：统计同一发频值最大接力器开关位置偏差为Δymax，接力器全行程为ymax，则试验最大转速死区为ix＝（Δymax/ymax）×bp。标准要求大调转速死区ix≤0.04%，轮叶随动系统不准确度≤1.5%。检验是否具备开机调速系统检验(1)调速系统及其设备已安装完工，并调试合格。油压装置压力、油位正常，透平油化验合格。各部表计、阀门、自动化元件均已整定符合要求。(2)油压装置油泵在工作压力下运行正常，无异常振动和发烧。集油槽油位继电器动作正常。高压补气装置手动、自动操作时动作正确。漏油装置手动、自动调试合格。(3)由手动操作将油压装置压力油通向调速系统，检验各油压管路、阀门、接头及部件等均无渗油现象。(4)调速器电调柜已安装完工并调试合格，电气机械(液压转换器工作正常)。(5)调速器锁定装置调试合格，信号指示正确，充水前应处于锁定状态。(6)进行调速系统联动调试手动操作，并检验调速器、接力器及导水机构联动操作灵活可靠和全行程内动作平稳性。检验导叶开度、接力器行程和调速器柜导叶开度指示器等三者一致性，并录制导叶开度与接力器行程关系曲线，应符合设计要求。(7)事故配压阀和分段关闭装置等均已调试合格。用紧急关闭方法初步检验导叶全开到全关所需时间，应符合设计要求。(8)转桨式水轮机，经过调整器操作检验桨叶转动指示器和实际开度一致性。模拟设计水头下导叶和桨叶协联关系曲线正常。(9)对调速器自动操作系统进行模拟操作试验，检验自动开机、停机和事故停机各部件动作准确性和可靠性。(10)测速装置安装完成检验合格，继电器接点已按要求初步整定。调速器动态试验手动开停机将调速器导叶切至手动，手动操作导叶电手动按钮，开启机组，使机组处于额定转速下运行。稳定一段时间后观察机组频率摆动值，每次三分钟，共三次。最大值最小值F(Hz)F(Hz)F(Hz)一段时间后手动停机。标准要求手动空载摆动值≤±0.2%。自动开机调速器切自动，发开机令，机组开至额定转速。机组运行稳定后观察机组频率摆动值，每次三分钟，共三次。最大值最小值F(Hz)F(Hz)F(Hz)标准要求自动空载摆动值≤±0.15%。空扰试验(8%)和自动停机操作调速器电柜触摸屏，置频给为52.00Hz，按一下“ENT”键，机组稳定后置频给为48.00Hz，按一下“ENT”键，统计频率最低值、稳定时间、调整次数；稳定后将频给置52.00Hz，按“ENT”键，统计频率最高值、调整次数、稳定时间。上扰最高值(Hz)调整次数(次)调整时间(s)超调量(%)下扰最低值(Hz)调整次数(次)调整时间(s)超调量(%)做完空扰试验后发停机令自动停机。手自动切换，紧急停机试验自动运行，并网带一定负荷稳定后，进行手自动切换，接力器无显著冲击。模拟事故发紧急停机信号，动作应正常，机组完成停机后，复归紧停电磁阀，动作应正常。机组甩负荷试验机组自动开启，并网带上一定负荷，进行以下甩负荷试验：1、甩25%负荷自开工况并网运行后，负荷量增至25%，断开油开关，测量接力器不动时间，要求Tq＜0.2s；

2、甩75%负荷自开工况运行，并网后负荷量增至75%左右，断开油开关，观察转速、水压上升情况，若无异常，则做甩满负荷试验；3、甩100%负荷自开工况运行，并网后负荷量增至100%左右，断开油开关，观察转速上升最高值及超出3%额定转速值波峰次数。观察从接力器第一次向开启方向移动起，到机组转速摆动值不超出±0.5%为止所经历时间；标准要求：超出3%额定转速次数≤2次，转速最高≤140%，调整稳定时间≤40s。机组调速器各参数检验机组调试作业结束，进行试投运，检验调速器设置参数值是否正确，状态信号显示是否正确，机组运行各项指标有没有异常。结束机组试运行72小时，调速器及相关设备运行一切正常后，移交运行车间。安全及预控方法安全预控方法作业前，技术责任人应向全部参加作业人员进行现场安全、技术方法交底，作业人员应熟悉调速器关于图纸和资料。现场作业必须严守安全工作规范，禁止非参试人员进入水导层，无关人员远离试验区。动态试验开始前，要双重确认接力器锁定已拔出。参试人员试验过程中注意观察机组运行情况，发觉异常紧急情况，随时做好紧急停机方法。危险点辨识表7-1危险点辨识及预控方法序号危险点预控方法12345质量控制方法及检验标准标准要求大调转速死区ix<0.04%，轮叶随动系统不准确度≤1.5%。标准要求手动空载摆动值≤±0.2%。标准要求自动空载摆动值≤±0.15%。标准要求：超出3%额定转速次数≤2次，转速最高≤140%，调整稳定时间≤40s。作业中可能出现主要异常现象及对策微机调速器因为采取高可靠性可编程控制器等作为调整器，并设计了少许合理外围电路，电气部分故障率比较低，偶然出现异常现象，大部分是因为接触不良和设置有误造成，所以调试中出现问题后，应先检验对应电源和信号电缆是否连接正确，端子、插座是否牢靠连接，测量信号是否正确等。详细可能碰到故障主要有以下情况：机频显示为零，调速器机频测量故障对这种故障首先应依照详细测频方式进行故障排查：1、对于采取可编程高速输入口及软件测频微机调。应检验输入信号灯是否闪烁，如无闪烁，说明无测频信号输入，这时需检验接口功效板上整形及分频电路输出，以及其输入接口，以判断是信号连线未连接好，还是元件损坏所至。2、对新安装机组或大修机组因长时间停机，发电机剩磁消失，可能致使机端电压低于0.2V，造成测频单元整形电路不能正常工作，故人机界面上机频显示为零，且出现机频故障报警信号。对此，应适当给发电机充磁。3、还可能是机组电压互感器（PT）断线或机频测频隔离变压器断线等造成没有机组频率信号。这种情况可经过测量测频输入端有没有信号、再逐步排查。给上电源后电气故障灯亮这种故障可能原因有：1、可编程控制器运行开关未置于“RUN”位置，因而发生电气故障灯亮。此时可观察可编程“运行”（RUN）灯是否亮。假如“RUN”灯未亮，说明可编程没有投入运行，出现电气故障灯亮是可能，只要把运行开关切到“运行”即可。2、可编程控制器故障，此时可编程故障灯亮，造成这种故障还有多个原因，其中主要有可编程各模块故障，程序运行超时，状态RAM故障，时钟故障等。此时通常应先切手动，暂停运行，过一会儿再重新开启，假如不是常驻性故障，可能是瞬时受异常干扰所致，通常重启后恢复正常。假如是常驻性故障，应检验相关模块运行指示灯是否正常，对不正常模块应进行更换。3、也可能是“电气故障”继电器接点粘连或继电器损坏。此时可检验可编程控制器“电气故障”端子是否有“电气故障”信号输出（即可观察对应可编程输出端口指示灯是否亮）即可判断是否继电器问题。4、也可能是测频故障造成“电气故障”灯亮，不过这种情况多半伴有“测频故障”信号报警。自动开机接力器不能开启这种故障可能有以下几个原因:1、对于自动/手动控制需要由手/自动切换开关控制微机调速器,是否手/自动切换开关未切换到自动位。2、是否因事故（或模拟事故）造成紧急停机电磁阀动作，而开机前，没有复位紧急停机电磁阀，因而自动开机接力器不能开启。3、开机信号未送至调速器。对此应检验调速器开机令输入端是否有开机信号（即可编程控制器开机令输入端口指示灯是否亮）即可判断。若指示灯亮未亮，应检验其连接电缆是否未接牢或者断线。4、检验引导阀是否卡住。比如导叶配压阀引导阀卡阻而造成无法开机，假如是因为引导阀卡阻造成，可先将调速器上导叶手/自动转换开关切换到手动位置，手动用操作手柄轻轻往关方向带动，使引导阀恢复正常，在切到自动位。调速器不能紧急停机调试中模拟机组事故或运行中机组事故，但调速器不能紧急停机。这种事故主要原因可能有：1、紧急停机令没有送到微机调速器对应输入端。这可能是信号连线不正确或接线松动所致，可观察可编程控制器对应输入端指示灯是否亮即可判断。2、可编程控制器紧急停机信号未送达紧急停机电磁阀线圈。这中间有可能是紧急停机继电器故障（如触点粘合、继电器损坏）或继电器输出至紧急停机电磁阀连线故障（断线或接线不牢），此时测量紧急停机电磁阀线圈插头应不带电。3、紧急停机电磁阀故障或损坏。当测量紧急停机电磁阀线圈插头有电，而接力器不关机，则多半原因是紧急停机电磁阀故障，有可能是线圈断线（可检测线圈电阻加以判断）或者是电磁阀芯卡阻。电磁阀阀芯卡阻通常是因为油质太脏或者运行中长久没有发生事故紧急停机，运行人员又没有在机组停机时定时操作紧急停机电磁阀造成。对此应解体、清洗后重新组装。电手动调整导叶或轮叶不能全关和全开出现不能全关或全开有很多个情况，其中主要可能原因有：导叶、轮叶位移传感器安装位置与导叶、轮叶实际位置不对应；调速器导叶、轮叶配压阀机械中位与电气中位出现偏差，应核实机械中位准确可靠，在重新调整电气导叶、轮叶零位和满偏。导叶反馈故障及处理调速器出现导叶反馈故障在微机调也有多个原因，其中主要有：1、导叶反馈断线（2号机组已经出现过因为导叶反馈信号中止事故停机，原因就是导叶反馈信号一个接头脱落）；2、导叶反馈传感器供电电源故障或电源线掉线；3、导叶反馈信号线屏蔽不好，受到强电磁干扰；4、对导叶反馈进可编程控制器微机调，也可能是A/D转换模块故障或信号连线未接牢。对原因（1）和（2）只要检验反馈信号线和电源线就可确定；对于原因（3）应检验屏蔽线是否单端接地，接地是否接牢；对原因（4）可检验A/D转换器输入及微机调导叶开度指示值是否一致就可判定。调速器运行中故障分析及处理水轮机调速器即使在出厂前进行了厂内调试，到电站安装后又进行了电站现场调试，应该说大多都能安全稳定运行。不过因为水轮机调整系统是一个由调速器和被控对象组成一个时变、非线性和含非最小相位系统，因而还可能发生这么或那样故障，下面就运行可能发生一些主要故障作深入分析。自动空载时机组频率和接力器发生摆动机组转速和接力器发生非周期性摆动1、调速器反馈系统存在非线性，或反馈传感器在某区域接触不良反馈系统存在非线性，相当于反馈信号强弱伴随接力器行程不是线性改变；而反馈传感器在某区域接触不良，可能造成反馈信号时有时无。这些都将造成产生不正常调整信号，假如这种情况恰好在空载开度范围内，则将引发空载接力器和机组频率非周期摆动。处理对策是：重新进行整机静态特征测试，检验非线性和反馈传感器工作情况，找出详细原因，加以处理。故障案例：3月30日运行人员进行转网操作，#2F停机，#1F带厂用负荷，#1F机组调速器主配压阀出现抽动现象，机组转速和接力器发生非周期性摆动，经检验发觉自复中位移传感器与主配压阀连接杆松脱，造成产生不正常调整信号，出现上述故障现象。处理经过：将调速器切手动状态，自复中位移传感器停顿动作，调整位移传感器连接杆，使其反馈电压等于总电压二分之一，紧固连接螺丝，调速器切回自动，故障现象消失，调速器恢复正常工作。2、调速器伺服系统油路（尤其是主配至接力器油管路）中存在空气因为伺服系统油路中存在空气，使调整中空气受压缩，而调整结束时，受压缩空气膨胀，造成压力下降，致使接力器活塞两腔压力不平衡，引发接力器摆动。对此，可在机组停机和主阀关闭情况下将调速器切为手动控制，然后手动操作使接力器活塞往返移动几次，以排除油路中残余空气。机组自动开机后，转速达不到额定值机组自动开机后，转速达不到额定转速，对不一样调速器，可能有不一样原因：1、水头监测值不正确或水头人工设定值不准确当水头监测值或水头人工设定值高于实际水头值时，将造成自动按水头整定空载开度比实际空载开度小，致使机组开机后，转速达不到额定值（对微机调）。对此主要是要改进水头监测准确性；对人工设定水头值，应依照实际水头正确整定。进水口拦污栅严重堵塞2、进水口拦污栅严重堵塞，造成水轮机实际工作水头下降，造成整定空载开度比实际空载开度小，造成机组开机后转速达不到额定值。对此，在当初运行中可适当增大空载开度，以确保机组达成额定转速。但要根本上处理问题，还要及时清污以预防拦污栅堵塞。同时要随时依照实际水头，重新设定空载开度。机组并网运行发生自动溜负荷所谓溜负荷是指在系统频率稳定，也没有操作减负荷情况下，机组原先所带负荷全部或部分自行卸掉。这种情况可能原因有：1、电液转换元件卡阻于偏关侧当电液转换元件卡阻于偏关侧时，此时平衡表通常有开调整信号，而接力器却一直往关方向运动，造成机组所带负荷全部卸掉（对电调和微机调）。这种情况应该先切至机械手动，再检验并排除电液转换元件卡阻现象（如对电液伺服阀解体清洗，组装调试），同时还应切换并清洗滤油器。2、综合放大器开启方向功率放大器损坏当微机调或电调综合放大器开启