一、水輪機調速器的作用是什么

水(shui)(shui)輪機(ji)調速器(qi)作(zuo)(zuo)為(wei)水(shui)(shui)輪機(ji)的重要構(gou)成部分，也是實現對水(shui)(shui)輪機(ji)進行(xing)調節的關鍵部分。為(wei)保證水(shui)(shui)輪機(ji)的正常運轉，并(bing)據(ju)此保障水(shui)(shui)電(dian)站(zhan)的正常、穩定運行(xing)，水(shui)(shui)輪機(ji)調速器(qi)一般具(ju)備(bei)兩種作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)：并(bing)網作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)和調節作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。

1、并網作用是實現對水輪機運轉狀態進行自動調整的重要條件。在水輪機正(zheng)常(chang)運轉(zhuan)過(guo)程中(zhong)，工作人員通過(guo)電(dian)腦向水輪機(ji)下達運轉(zhuan)狀態(tai)調整指令，隨(sui)后水輪機(ji)調速器具(ju)備的并網(wang)功能可依據相(xiang)關指令，對(dui)水輪機(ji)的運轉(zhuan)狀態(tai)進行自動調整，有利于保(bao)障水輪機(ji)的穩定(ding)運轉(zhuan)。

2、調節作(zuo)用(yong)作(zuo)為水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(ji)調速器的(de)(de)(de)(de)(de)主要功(gong)(gong)能，也是(shi)體(ti)現水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(ji)調速器價(jia)值的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)能，其的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)是(shi)對水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(ji)運(yun)轉速度、水(shui)(shui)(shui)流量、功(gong)(gong)率等進行(xing)調節。即在水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(ji)運(yun)轉過程中(zhong)，工作(zuo)人員可依據需求，利用(yong)調速器所(suo)具備的(de)(de)(de)(de)(de)調節功(gong)(gong)能，將(jiang)水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)轉速、功(gong)(gong)率、水(shui)(shui)(shui)流量等調節至恰當的(de)(de)(de)(de)(de)數值，以此保(bao)(bao)證水(shui)(shui)(shui)輪機(ji)(ji)運(yun)轉的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)(quan)性(xing)(xing)和(he)穩(wen)定性(xing)(xing)，進而為水(shui)(shui)(shui)電站的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)(quan)、穩(wen)定運(yun)行(xing)提(ti)供保(bao)(bao)障。

二、水輪機調速器常見故障和原因有哪些

1、機組自動空載頻率擺動值大

其現象分為以(yi)下三(san)種情況(kuang)：

（1）機組手動(dong)(dong)空載頻(pin)率擺(bai)動(dong)(dong)達0.5~1.0HZ，自動(dong)(dong)空載頻(pin)率擺(bai)動(dong)(dong)為0.3~0.6HZ

原因(yin)：機組手動(dong)(dong)空載頻率(lv)擾(rao)動(dong)(dong)大，調(diao)速器參(can)數整(zheng)定不當(dang)。

處理：進一步調整PID調節(jie)參(can)數（bt、Td、Tn或(huo)Kp、Ki、Kd）和(he)調整接力器反(fan)應時間(jian)常數Ty，盡量減小機組自動空載頻(pin)率擺(bai)動值。

（2）機組手動(dong)(dong)空(kong)載頻率(lv)(lv)擺動(dong)(dong)0.3~0.4HZ，自動(dong)(dong)空(kong)載頻率(lv)(lv)擺動(dong)(dong)達0.3~0.6HZ，且調整(zheng)PID調節數bt、Td、Tn或Kp、Ki、Kd無明顯(xian)效果

原因(yin)：接力器(qi)反應時間常數Ty值過大或過小。

處理：調整電液（機械）隨動(dong)系統放大系數(shu)，從而減小或加大接(jie)力器反應時(shi)間(jian)常數(shu)Ty，當調節(jie)過(guo)程(cheng)接(jie)力器高(gao)頻(pin)抽動(dong)，則(ze)Ty過(guo)小，當接(jie)力器動(dong)作(zuo)遲(chi)緩且(qie)過(guo)調，則(ze)Ty過(guo)大。

（3）機組手動(dong)空載頻(pin)率擺動(dong)0.2~0.3HZ，自動(dong)空載頻(pin)率擺動(dong)大于(yu)等于(yu)上(shang)述數值，調PID參(can)數無明顯(xian)改善

原因：接力器(qi)至導(dao)水機構(gou)和(he)/或導(dao)水機構(gou)機械/電氣反饋有過大的死(si)區(qu)。

處(chu)理(li)：處(chu)理(li)機(ji)(ji)械液(ye)壓系統和減小反饋機(ji)(ji)構死區(qu)。

2、機組并網運行接力器開度自行減小

機(ji)組并網自動運行時，出(chu)現導葉接力器開(kai)度自行減(jian)少（又(you)稱“溜負荷”），其現象分為(wei)以下四種情(qing)況：

（1）接力器(qi)開(kai)度(du)（機組所帶負荷）與電網頻率(lv)的關系正(zheng)常，調(diao)速器(qi)由開(kai)度(du)/功率(lv)調(diao)節模式(shi)自動切(qie)至頻率(lv)調(diao)節模式(shi)工作(zuo)

原因：電網頻率升(sheng)高，調(diao)速(su)器按靜態特(te)性（bp）減小(xiao)負荷(he)。

處(chu)理：如(ru)果被控機組并入(ru)大(da)電網運(yun)行，且不起(qi)電網調頻作用(yong)，可(ke)取較大(da)的(de)bp值，并使調速器在開(kai)度模(mo)式(shi)或功率(lv)模(mo)式(shi)下工作。

（2）由三(san)個因(yin)素(su)構(gou)成①YPID在較大(da)位置(zhi)②電液轉換器平衡電流(liu)（電壓）在開啟方向(xiang)③導葉向(xiang)關閉方向(xiang)運動

原因：電(dian)液轉換(huan)器(qi)卡阻于(yu)關閉側。

處理：檢(jian)查(cha)并(bing)處理電液轉(zhuan)換器①切換并(bing)清洗濾油器②檢(jian)查(cha)電液轉(zhuan)換器并(bing)排除卡(ka)阻(zu)現象。

（3）由三個因素構成①YPID與導葉實際開(kai)度Yg一(yi)致②機組(zu)所帶負荷在空載附近③機組(zu)二次回路(lu)電(dian)源消失(shi)或切換

原因：機(ji)組油開關誤動作(zuo)。

處理：檢(jian)查送入微機(ji)(ji)調(diao)(diao)速器的機(ji)(ji)組油開(kai)關(guan)輔(fu)助(zhu)接點，保證機(ji)(ji)組二(er)次回路電(dian)源不間斷。有的微機(ji)(ji)調(diao)(diao)速器在機(ji)(ji)組油開(kai)關(guan)斷開(kai)時，即將電(dian)氣開(kai)限以一(yi)定(ding)速度減至(zhi)空載(zai)，或者立刻(ke)將其關(guan)至(zhi)空載(zai)位(wei)置。

（4）由三個因素構成①YPID與導(dao)(dao)(dao)葉實際(ji)開(kai)度反饋指示表基本(ben)一致(zhi)②導(dao)(dao)(dao)葉實際(ji)開(kai)度明(ming)顯(xian)小于YPID③調速器發出(chu)“導(dao)(dao)(dao)葉故障”信號

原因：導葉(xie)行程電氣(qi)反(fan)饋移位。

處理：將(jiang)調速器(qi)(qi)切至手(shou)動(dong)運行(xing)，檢(jian)查導(dao)葉接(jie)力器(qi)(qi)位移，調整并可靠固定開度變送器(qi)(qi)鎖緊(jin)定位螺釘。

3、導葉接力器呈現跳躍式運動或抖動現象

調速(su)器接(jie)力器抖動(dong)現象分為(wei)以下四(si)種情況(kuang)：

（1）由兩個因素構成(cheng)①調速器(qi)外(wai)部功率較大的電氣(qi)設備啟動/停止②調速器(qi)外(wai)部直(zhi)流繼電器(qi)或電磁(ci)鐵動作(zuo)/斷開

原因：機(ji)頻與接(jie)力器出現抖動調(diao)速(su)器受外(wai)部干(gan)擾(rao)。

處理(li)：①檢查并妥善處理(li)微機(ji)調速器的機(ji)柜和微機(ji)調節器殼體的接地。

②外部直流繼電器(qi)(qi)或電磁鐵線圈加裝反向并接（續流）二極(ji)管；接點兩端并接阻(zu)容吸收器(qi)(qi)件（100Ω電阻(zu)與630V，0.1μF電容器(qi)(qi)串(chuan)聯）。

（2）開機過(guo)(guo)程中，機組轉(zhuan)(zhuan)速(su)未達(da)到(dao)額定轉(zhuan)(zhuan)速(su)，殘壓過(guo)(guo)低；或(huo)機組空載，未投(tou)入勵磁；機組大修后(hou)第一次開機，殘壓過(guo)(guo)低，機頻(pin)信號(hao)出(chu)現(xian)跳動(dong)，接力器(qi)跟(gen)隨抖(dou)動(dong)

原因：機(ji)組頻率信號源(yuan)受干(gan)擾。

處理：機組(zu)頻率信號(hao)(hao)（殘壓信號(hao)(hao)和/或齒盤信號(hao)(hao)）均(jun)應(ying)采用各自(zi)的帶(dai)屏(ping)蔽的雙絞線(xian)接至微機調速器，屏(ping)蔽層應(ying)可靠(kao)地在(zai)一(yi)點接地。頻率信號(hao)(hao)線(xian)不要與強動力電源線(xian)或脈沖信號(hao)(hao)線(xian)平(ping)行、靠(kao)近布置。

（3）抖動(dong)現(xian)象無明顯規律，似乎與機組運(yun)(yun)行(xing)振動(dong)區、運(yun)(yun)行(xing)人員操作有一定聯系

原因：接線松動、接觸不良(liang)。

處理：檢查(cha)微機調(diao)速器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)接(jie)線端子、電(dian)液轉換(huan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等電(dian)/機轉換(huan)裝置、導葉(xie)接(jie)力器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)變送器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、機組功率變送器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、水頭變送器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)及調(diao)速器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)內(nei)部接(jie)線的連接(jie)情況，并(bing)加以相應的處理。

（4）調節器輸出作較(jiao)大(da)幅度變(bian)動(dong)時主配壓閥(fa)跳動(dong)、油管抖動(dong)、接(jie)力器運動(dong)出現過頭現象

原(yuan)因：導葉接力器反(fan)應時間常(chang)數Ty值偏小。

處理(li)：減(jian)小電(dian)液(ye)（機械(xie)）隨動系統的放大系數，從而(er)使(shi)接(jie)力器反應時間常數Ty取較大數值。

4、運行中調節模式自動切換

調(diao)節模式(shi)自動(dong)切換現象(xiang)分為以下兩(liang)種(zhong)情況：

（1）機組并網運行調(diao)速器在功率(lv)調(diao)節模式下工作，自動切換至開度(du)調(diao)節模式下工作

原(yuan)因：機(ji)組功率(lv)變送(song)器有故障或斷線。

處理：檢(jian)(jian)查(cha)切換后的開度調節模式下的微機調速器讀入的機組功率值，若(ruo)與機組實際(ji)功率有較大差別，與導葉實際(ji)開度不(bu)相(xiang)適(shi)應，則可確認為機組功率變送器有故障(zhang)或斷線，應檢(jian)(jian)查(cha)并排除其故障(zhang)。

（2）機組并網運行調速器在(zai)功率調節(jie)或(huo)開度調節(jie)模(mo)式(shi)下(xia)工作，自(zi)動切(qie)換至頻率調節(jie)模(mo)式(shi)工作。

原因：電網頻(pin)率變化過大或(huo)測頻(pin)環(huan)節有故障。

處理：機(ji)組(zu)并入(ru)小電(dian)(dian)(dian)網(wang)或帶孤立負荷，這種切(qie)(qie)換(huan)是合理的(de)(de)，若(ruo)電(dian)(dian)(dian)網(wang)頻(pin)率(lv)變(bian)化(hua)過大(da)，不必強行(xing)切(qie)(qie)換(huan)至功(gong)率(lv)調(diao)(diao)節或開(kai)度調(diao)(diao)節模式下(xia)工作(zuo)。機(ji)組(zu)并入(ru)大(da)電(dian)(dian)(dian)網(wang)，若(ruo)電(dian)(dian)(dian)網(wang)頻(pin)率(lv)十分(fen)穩(wen)定，則這種切(qie)(qie)換(huan)應(ying)足(zu)夠重視，應(ying)觀(guan)(guan)察電(dian)(dian)(dian)網(wang)頻(pin)率(lv)變(bian)化(hua)情況(kuang)，并檢(jian)查(cha)微(wei)機(ji)調(diao)(diao)速器的(de)(de)頻(pin)率(lv)測量及顯示結果。可將其切(qie)(qie)換(huan)至開(kai)度調(diao)(diao)節/功(gong)率(lv)調(diao)(diao)節模式工作(zuo)，觀(guan)(guan)察一段時間，以確認頻(pin)率(lv)測量環節的(de)(de)工作(zuo)是否正(zheng)常。

5、甩負荷過程中出現的不正常現象

其現象分為以下六種情況：

（1）甩100%負荷過(guo)(guo)程中，導葉接力器(qi)關(guan)閉到最小開(kai)度后，開(kai)啟過(guo)(guo)于遲緩，或(huo)重啟過(guo)(guo)快(kuai)，使調(diao)節時間過(guo)(guo)長。

原因：PID調節(jie)程序中負限幅整定不當。

處理(li)：合理(li)設定負(fu)限幅值。

（2）甩>75%額定負荷(he)過(guo)程中的水(shui)壓上升值(zhi)過(guo)大

原因(yin)：導(dao)葉接力器關(guan)閉時間(jian)過短。

處理(li)：檢(jian)查是否接力(li)器(qi)最短關(guan)閉(bi)時間過短，若是，按調節保證計算，加長(chang)導葉(xie)接力(li)器(qi)關(guan)閉(bi)時間值。

（3）甩>75%額定負荷過(guo)程中(zhong)的機組轉(zhuan)速上升值過(guo)大(da)

原因：導葉接力器關閉時間(jian)過長。

處理(li)：檢查是否接力(li)器(qi)最短關閉時(shi)(shi)間過長，若是，按調節保證計算，縮短導(dao)葉接力(li)器(qi)關閉時(shi)(shi)間。

（4）甩>75%額定負荷(he)過(guo)程(cheng)中(zhong)的水(shui)壓上升和(he)/或機組(zu)轉速上升值(zhi)過(guo)大

原(yuan)因：兩段關閉特性不合要求。

處理：按調節(jie)保證計算(suan)，調整兩段關(guan)機速度及拐點，或重新進(jin)(jin)行過渡過程仿真(zhen)計算(suan)，尋(xun)求合理的兩段關(guan)閉(bi)速度及拐點，重新進(jin)(jin)行整定。

（5）甩(shuai)>25%額定(ding)負荷(he)時，導葉(xie)接力器的不動(dong)時間過長

原因：調速器轉速死區ix偏大。

處理：①檢查(cha)并減小機(ji)械液壓系統死區。

②適當增大(da)綜(zong)合放大(da)系(xi)數。

③適當加大Tn或(huo)KD值。

（6）機(ji)組(zu)油開關未(wei)動作，仍在(zai)“合上”位置，但送給調(diao)速器的機(ji)組(zu)油開關接點斷開，導(dao)致甩負荷或(huo)減負荷

原因：機組油開關接點誤動作（斷(duan)開）。

處(chu)理：①完善機(ji)組(zu)二次回(hui)路電(dian)源(yuan)接線，防止機(ji)組(zu)油開關(guan)輔助繼(ji)電(dian)器誤動(dong)作(zuo)。

②微機調速器(qi)程序中對油開關輔助接(jie)點進行(xing)斷開延時處(chu)理（但應慎重）。

6、與水頭有關的故障現象

水頭有關的故障(zhang)現象分為以下三種(zhong)情況：

（1）開(kai)機過程中，機組頻率到不了額(e)定(ding)頻率50Hz

原因：空載開度(du)運行值偏小。

處理：①人工設定(ding)(ding)的水頭(tou)值高于實際水頭(tou)值，使查表插(cha)值得到的空(kong)載開度(du)值小于應有的空(kong)載開度(du)，需人工設定(ding)(ding)正確水頭(tou)值。

②程(cheng)序中的設定的空(kong)載開度(du)值偏(pian)小，應根據水(shui)電站實際(ji)空(kong)載開度(du)修正。

（2）導葉(xie)接力器增大不到合理的最大開度

原因：①電氣開(kai)限增大不(bu)到應有的最大值②導葉反饋調整偏大。

處(chu)理：①人工(gong)設定的(de)水(shui)頭(tou)值高于(yu)實際(ji)水(shui)頭(tou)值，使查表(biao)插(cha)值得到的(de)電(dian)氣開限最(zui)大值偏(pian)小，應人工(gong)設定正確水(shui)頭(tou)值。

②程序中的電(dian)氣開度限制最大值(zhi)的節點值(zhi)小于應有的值(zhi)，應修正上述(shu)節點值(zhi)。

③導葉(xie)反饋調整(zheng)偏大。

（3）機組效(xiao)率降低，運(yun)行(xing)中振動偏大

原因：①雙調(diao)整調(diao)速器可(ke)能是(shi)協聯關系(xi)不正常②機組運(yun)行于氣蝕區。

處理：①人(ren)工(gong)設定(ding)(ding)的水頭(tou)值不等(deng)于(yu)實際(ji)水頭(tou)值，使(shi)插值得到的協聯(lian)關(guan)系不正確，應人(ren)工(gong)設定(ding)(ding)正確水頭(tou)值②避開氣蝕區運行工(gong)況。