水電站調速器的系統改造論文

2022-09-04 論文

　　摘要：本研究針對現有水電站調速器的特點及出現故障的原因展開探討，對水電站調速器系統進行改造。結果表明由于水電站調速器動作過程復雜，因此產生故障的原因多樣，調速器自身穩定性差、死區大、靈敏度低、抗干擾能力差和電氣元件老化都會造成調速器故障。因此采用電路保護和新調速器來解決所發生的故障。

　　關鍵詞：水電站：調速器;電力系統;系統改造

　　中圖分類號：TU238 文獻標志碼：A 文章編號：1674-8646(2014)02-0120-01隨著社會的進步和科技的發展，目前為止，人類的生產與生活已經離不開電力資源，電力資源的社會地位已經開始體現。水電站作為電力系統的基礎設施，其故障分析和處理直接影響著整個電力系統的供電質量，調速器是水電站保證各電力系統協調工作的電氣設備，它的故障分析、處理和系統改造直接關系到水電站電氣工作的正常運行。

　　1 水電站調速器

　　1.1 水電站調速器的論述

　　水輪機調速器是水電廠直接控制水輪發電機的專有設備，用于控制水輪發電機組的開機、空載、并網、增減負荷、停機等各個環節，在機組并網前能保證機組頻率在50Hz士0.2Hz內調節，并網后根據負荷設定值調整機組負荷和按預先設定的參數參與系統的一次調頻。調速器作為水輪發電機組的核心，直接關系到水電站輸出的電能質量和供電可靠性，要時刻進行調整、試驗和檢查，才能避免故障的發生，保證日后安全地運行。

　　1.2水電站調速器的特點

　　1.2.1操作力大

　　水輪發電機組屬于重型機械設備，因此具有外形大、質量重的特點。當水輪機工作時，由于通過的水流量比較大，因此在控制進水門時就需要很大的操作力。

　　1.2.2影響因素多，動作過程復雜

　　調速器主要的作用是進行由水流、水輪發電機和電能用戶組成的能量轉換體系。引水管中的水體慣性較大，調速器控制過程中形成的水錘產生反調效應，使水輪機調速器系統穩定困難，控制復雜化，調節過程中各部分工作情況的變化，都會影響調節過程。由于影響調速器因素過多，所以造成運行過程復雜。

　　1.2.3 調速器具有多種功能

　　第一，動作及時。在負載發生變化后，調速器反應快，動作及時，使機組在短時間內重新獲得穩定。第二，動作準確。調速器對導葉開度的控制要與負載的變化一致。第三，過程平穩。調節過程中機組轉速會發生波動，波動的次數少、幅度小，使過程平穩。

　　1.3水電站調速器出現的問題

　　1.3.1調速器穩定性差，靈敏度低，抗干擾能力差

　　主要體現在檢修、調試過程中使用對講機時，容易出現雜音。系統油壓操作力差，經常有漏油和主配發卡的現象。由于雜質進入調速器導致主配引導閥動作遲鈍，使調速器頻率調節不穩。電液轉換器由永久磁鋼、線圈、十字彈簧、控制套、閥塞、旋轉電機等組成，同時又設有節流孔，節流孔常因被油污堵塞而引起抽動，導致機組有功加不上去。

　　1.3.2電氣元件易老化，故障率高

　　電機經常因旋轉而被燒壞，導葉由于回路故障而無法自動打開或關閉。由于導葉接力器反饋信號不穩定，還會使出現位移反饋用的鋼圈尺發卡、甚至出現折斷現象。調速器觸摸屏經常發生屏幕顯示亂碼，不能正常顯示數據的情況。調速器電柜電源發生直流系統接地時，無法正確判斷接地點，電源開關跳閘將會導致機組事故，當電源消失時，停機電磁閥將無法正常工作，導致機組不能正常停機，使事故擴大。

　　1.3.3系統結構復雜，維護量大，可靠性差

　　主配壓閥控制油路是明管連接，油路走向復雜，帶有節流孔，在運行過程中易發生卡阻故障而引發機組事故。機械柜內明管多，泄漏嚴重，保壓能力低。

　　2 水電站調速器系統改造

　　2.1水電站調速器系統改造進程

　　調速器系統結構的不斷變革，從早期的緩沖式系統結構發展到中間接力器式系統結構，再到電子調節式系統結構。電子調節式轉速死區較小，其動態、靜態性能較好，調節規律準確簡單，維護檢修方便，便于實現標準化。微機技術的應用，便于進行信息交互，實現調節規律和運行狀態的查詢，提高了水電廠的自動化水平。

　　2.2水電站調速器系統改造

　　現行的舊式小型水電站水輪機調速器多為機械液壓型，為了保證運行調速器獲得不間斷壓力油源，其壓力設備的油泵須頻繁啟動。但其自動控制系統大多較簡單，技術落后，保護也不全面、不可靠，給運行人員帶來許多不便，也給機組運行帶來很多不安全因素，因此對水電站調速器系統進行改造勢在必行。為了解決水電站調速器容易出現的故障，應對電路進行低壓啟動保護、熱繼電器保護、油壓過高保護和其他保護等，保證調速器系統的正常運行，防止造成事故，給生產和生活造成損失。當正常輸入回路有故障，到了啟動壓值而沒有啟動時，油壓下降到故障低壓值，故障低壓回路就會啟動并發出信號。當油泵電動機回路電流過大時，熱繼電器將接通油泵，繼電器切斷油泵主回路雙向晶閘管，發出信號，并啟動備用泵。當油壓上升到最高值而油泵仍在工作，油壓設備的安全閥動作，并啟動保護，切斷工作泵電源。

　　2.3改造的效果

　　無論是對電路進行保護還是采用新式調速器，都能夠達到穩定性好、可靠性高，使水電站工作效率有明顯的提高，減少故障的發生率，使工作質量得到保證。由于省去了工作人員頻繁地巡視檢查，從而實現“無人值班，少人值守”，達到改造的目的。

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