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水轮机调速器故障分析和处理

   2018-04-27 微信婷婷910
核心提示: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三种情况: 机组手动空载频率摆动达0.5~1.0HZ,
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。
五金
一、
机组自动空载频率摆动值大
其现象分为以下三种情况:
机组手动空载频率摆动达0.5~1.0HZ,自动空载频率摆动为0.3~0.6HZ
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
机组手动空载频率摆动0.3~0.4HZ,自动空载频率摆动达0.3~0.6HZ,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
机组手动空载频率摆动0.2~0.3HZ,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
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:
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
由三个因素构成①YPID 在较大位置②电液转换器平衡电流(电压)在开启方向 ③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①切换并清洗滤油器 ②检查电液转换器并排除卡阻现象
由三个因素构成①YPID 与导叶实际开度Yg一致 ②机组所带负荷在空载附近 ③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
由三个因素构成①YPID 与导叶实际开度反馈指示表基本一致 ②导叶实际开度明显小于YPID ③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:
由两个因素构成①调速器外部功率较大的电气设备启动/停止 ②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:①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 ②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(100Ω电阻与630V,0.1μF电容器串联)
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
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
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:
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
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:
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
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
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
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
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:①检查并减小机械液压系统死区②适当增大综合放大系数 ③适当加大Tn或KD值
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:①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②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三种情况:
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:①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②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
导叶接力器增大不到合理的最大开度
分析:①电气开限增大不到应有的最大值②导叶反馈调整偏大
处理:①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②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③导叶反馈调整偏大
机组效率降低,运行中振动偏大
分析:①双调整调速器可能是协联关系不正常 ②机组运行于气蚀区
处理:①人工设定的水头值不等于实际水头值,使插值得到的协联关系不正确,应人工设定正确水头值②避开气蚀区运行工况
 
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