水电站调速器的系统改造论文

关于水电站调速器的系统改造论文

　　摘要：本研究针对现有水电站调速器的特点及出现故障的原因展开探讨，对水电站调速器系统进行改造。结果表明由于水电站调速器动作过程复杂，因此产生故障的原因多样，调速器自身稳定性差、死区大、灵敏度低、抗干扰能力差和电气元件老化都会造成调速器故障。因此采用电路保护和新调速器来解决所发生的故障。

　　关键词：水电站：调速器;电力系统;系统改造

　　中图分类号：TU238 文献标志码：A 文章编号：1674-8646(2014)02-0120-01随着社会的进步和科技的发展，目前为止，人类的生产与生活已经离不开电力资源，电力资源的社会地位已经开始体现。水电站作为电力系统的基础设施，其故障分析和处理直接影响着整个电力系统的供电质量，调速器是水电站保证各电力系统协调工作的电气设备，它的故障分析、处理和系统改造直接关系到水电站电气工作的正常运行。

　　1 水电站调速器

　　1.1 水电站调速器的论述

　　水轮机调速器是水电厂直接控制水轮发电机的专有设备，用于控制水轮发电机组的开机、空载、并网、增减负荷、停机等各个环节，在机组并网前能保证机组频率在50Hz士0.2Hz内调节，并网后根据负荷设定值调整机组负荷和按预先设定的参数参与系统的一次调频。调速器作为水轮发电机组的核心，直接关系到水电站输出的电能质量和供电可靠性，要时刻进行调整、试验和检查，才能避免故障的发生，保证日后安全地运行。

　　1.2水电站调速器的特点

　　1.2.1操作力大

　　水轮发电机组属于重型机械设备，因此具有外形大、质量重的特点。当水轮机工作时，由于通过的水流量比较大，因此在控制进水门时就需要很大的操作力。

　　1.2.2影响因素多，动作过程复杂

　　调速器主要的作用是进行由水流、水轮发电机和电能用户组成的能量转换体系。引水管中的水体惯性较大，调速器控制过程中形成的水锤产生反调效应，使水轮机调速器系统稳定困难，控制复杂化，调节过程中各部分工作情况的变化，都会影响调节过程。由于影响调速器因素过多，所以造成运行过程复杂。

　　1.2.3 调速器具有多种功能

　　第一，动作及时。在负载发生变化后，调速器反应快，动作及时，使机组在短时间内重新获得稳定。第二，动作准确。调速器对导叶开度的控制要与负载的变化一致。第三，过程平稳。调节过程中机组转速会发生波动，波动的次数少、幅度小，使过程平稳。

　　1.3水电站调速器出现的问题

　　1.3.1调速器稳定性差，灵敏度低，抗干扰能力差

　　主要体现在检修、调试过程中使用对讲机时，容易出现杂音。系统油压操作力差，经常有漏油和主配发卡的现象。由于杂质进入调速器导致主配引导阀动作迟钝，使调速器频率调节不稳。电液转换器由永久磁钢、线圈、十字弹簧、控制套、阀塞、旋转电机等组成，同时又设有节流孔，节流孔常因被油污堵塞而引起抽动，导致机组有功加不上去。

　　1.3.2电气元件易老化，故障率高

　　电机经常因旋转而被烧坏，导叶由于回路故障而无法自动打开或关闭。由于导叶接力器反馈信号不稳定，还会使出现位移反馈用的钢圈尺发卡、甚至出现折断现象。调速器触摸屏经常发生屏幕显示乱码，不能正常显示数据的情况。调速器电柜电源发生直流系统接地时，无法正确判断接地点，电源开关跳闸将会导致机组事故，当电源消失时，停机电磁阀将无法正常工作，导致机组不能正常停机，使事故扩大。

　　1.3.3系统结构复杂，维护量大，可靠性差

　　主配压阀控制油路是明管连接，油路走向复杂，带有节流孔，在运行过程中易发生卡阻故障而引发机组事故。机械柜内明管多，泄漏严重，保压能力低。

　　2 水电站调速器系统改造

　　2.1水电站调速器系统改造进程

　　调速器系统结构的不断变革，从早期的缓冲式系统结构发展到中间接力器式系统结构，再到电子调节式系统结构。电子调节式转速死区较小，其动态、静态性能较好，调节规律准确简单，维护检修方便，便于实现标准化。微机技术的应用，便于进行信息交互，实现调节规律和运行状态的查询，提高了水电厂的自动化水平。

　　2.2水电站调速器系统改造

　　现行的旧式小型水电站水轮机调速器多为机械液压型，为了保证运行调速器获得不间断压力油源，其压力设备的油泵须频繁启动。但其自动控制系统大多较简单，技术落后，保护也不全面、不可靠，给运行人员带来许多不便，也给机组运行带来很多不安全因素，因此对水电站调速器系统进行改造势在必行。为了解决水电站调速器容易出现的故障，应对电路进行低压启动保护、热继电器保护、油压过高保护和其他保护等，保证调速器系统的正常运行，防止造成事故，给生产和生活造成损失。当正常输入回路有故障，到了启动压值而没有启动时，油压下降到故障低压值，故障低压回路就会启动并发出信号。当油泵电动机回路电流过大时，热继电器将接通油泵，继电器切断油泵主回路双向晶闸管，发出信号，并启动备用泵。当油压上升到最高值而油泵仍在工作，油压设备的安全阀动作，并启动保护，切断工作泵电源。

　　2.3改造的效果

　　无论是对电路进行保护还是采用新式调速器，都能够达到稳定性好、可靠性高，使水电站工作效率有明显的提高，减少故障的发生率，使工作质量得到保证。由于省去了工作人员频繁地巡视检查，从而实现“无人值班，少人值守”，达到改造的目的。