水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪槳葉和導(dǎo)葉不能自動(dòng)協(xié)聯(lián)運(yùn)行的故障處理

水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪槳葉和導(dǎo)葉不能自動(dòng)協(xié)聯(lián)運(yùn)行的故障處理摘要：根據(jù)機(jī)組在運(yùn)行中出現(xiàn)轉(zhuǎn)輪槳葉和導(dǎo)葉不能自動(dòng)協(xié)聯(lián)運(yùn)行的故障現(xiàn)象，本文對該故障現(xiàn)象進(jìn)行了原因分析，并提出了合理的處理方案，希望能為讀者提供一種新的思路。關(guān)鍵詞：水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組調(diào)速器；導(dǎo)葉；漿葉引言四川雅安龜都府電力有限責(zé)任公司為國家電投四川電力有限公司的下屬子公司，其所屬龜都府電站總裝機(jī)容量3*21MW，屬低水頭河床式電站，設(shè)計(jì)年發(fā)電量3.06億千瓦時(shí)，安裝有3臺(tái)阿爾斯通生產(chǎn)的GZ4B039-WP-480型燈泡灌流機(jī)組，額定水頭12m。1設(shè)備運(yùn)行情況1.1基本情況龜都府水電站3號(hào)機(jī)組于2009年11月投運(yùn)。機(jī)組配套調(diào)速器采用的是武漢長控所生產(chǎn)的GLK-100K-6.3微機(jī)雙調(diào)節(jié)型調(diào)速器，該調(diào)速器是專為貫流式水輪發(fā)電機(jī)組研制的新型電液調(diào)速器。它采用了武漢長江控制設(shè)備研究所的兩項(xiàng)專利技術(shù)："水輪機(jī)調(diào)速器的電液比例隨動(dòng)裝置〃和"水輪機(jī)調(diào)速器的電動(dòng)集成隨動(dòng)裝置”。其電氣部分采用可編程序控制器（PLC），配以比例集成式電液隨動(dòng)裝置及相應(yīng)的油壓裝置，構(gòu)成一個(gè)完整的電液調(diào)速器，完全滿足貫流式機(jī)組對調(diào)速器的各項(xiàng)技術(shù)要求。其主要特點(diǎn)為：1.1.1電氣部分以可靠性極高的可編程序控制器為其硬件的主體，軟件采用統(tǒng)一的時(shí)變參數(shù)控制策略，可適時(shí)辨識(shí)空載、并網(wǎng)和孤立運(yùn)行等不同工況，可靠性高，穩(wěn)定性好，帶孤立負(fù)荷能力較強(qiáng)；1.1.2具有殘壓測頻，頻率跟蹤等功能，能快速并網(wǎng)；1.1.3能夠按轉(zhuǎn)速、水位或給定負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，具有數(shù)字協(xié)聯(lián)及波動(dòng)控制的功能；1.1.4觸摸顯示屏能顯示調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和主要參數(shù)，如機(jī)組頻率，電網(wǎng)頻率，導(dǎo)葉開度，槳葉開度，調(diào)節(jié)器輸出，協(xié)聯(lián)輸出和調(diào)節(jié)器的諸參數(shù)，具有多種顯示界面，能顯示調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程數(shù)據(jù)；1.1.5以PLC專用通訊協(xié)議方式方便地實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊；1.1.6用電液比例閥直接控制主配壓閥，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，可靠性高，耗油量?。?.1.7電氣故障時(shí)，可自動(dòng)地保持機(jī)組故障前所帶負(fù)荷，并切換為手動(dòng)模式運(yùn)行。1.2異常情況2018年10月25日14：20，電站3號(hào)機(jī)組在開機(jī)并網(wǎng)后帶負(fù)荷過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)組轉(zhuǎn)輪槳葉不能開啟，槳葉與導(dǎo)葉無法協(xié)聯(lián)運(yùn)行的故障，機(jī)組被迫停機(jī)退出運(yùn)行。發(fā)生故障時(shí)，機(jī)組導(dǎo)葉可以根據(jù)有功功率的給定自動(dòng)開啟到需要的開度，而槳葉一直處于全開位，機(jī)組振動(dòng)和噪聲增大，所帶有功功率較正常情況下需要的導(dǎo)葉開度變大。2故障原因分析發(fā)生故障后直接的現(xiàn)象是機(jī)組槳葉處于全關(guān)位，而引起槳葉全關(guān)的主要原因有以下幾點(diǎn)：（1）調(diào)速器槳葉控制閥機(jī)械中位問題。當(dāng)調(diào)速器的控制閥（如比例閥、引導(dǎo)閥、主配壓閥）機(jī)械中位發(fā)生變動(dòng)，如中位偏向關(guān)機(jī)側(cè)或閥芯卡阻在關(guān)閉槳葉側(cè)，槳葉將關(guān)閉至全關(guān)位，使槳葉與導(dǎo)葉無法協(xié)聯(lián)運(yùn)行。（2） 機(jī)組受油器問題。當(dāng)機(jī)組受油器的開啟、關(guān)閉腔“O”密封圈損壞或浮動(dòng)瓦磨損量過大時(shí)，受油器的開啟、關(guān)閉腔會(huì)發(fā)生竄油，在轉(zhuǎn)輪活塞的重力及外力作用下，槳葉將關(guān)至全關(guān)位，使槳葉與導(dǎo)葉無法協(xié)聯(lián)運(yùn)行。（3） 轉(zhuǎn)輪槳葉接力器問題。機(jī)組轉(zhuǎn)輪接力器活塞與活塞缸產(chǎn)生磨損，使槳葉接力器開啟、關(guān)閉腔發(fā)生竄油，槳葉也會(huì)關(guān)至全關(guān)位，使槳葉與導(dǎo)葉無法協(xié)聯(lián)運(yùn)行。（4） 槳葉開度或?qū)~開度傳感器故障的原因。當(dāng)槳葉開度或?qū)~開度傳感器故障，為了確保機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，調(diào)速器PLC程序都會(huì)切除輪葉控制，也將使槳葉與導(dǎo)葉無法協(xié)聯(lián)運(yùn)行。3故障部位判斷對故障原因全面分析后，為快速準(zhǔn)確確定故障部位，電站采取了先易后難的方式，對設(shè)備故障部位進(jìn)行了初判。（1） 對3號(hào)機(jī)組調(diào)速器槳葉側(cè)油路控制閥機(jī)械中位進(jìn)行了檢查。檢查調(diào)速器的控制閥（如比例閥、引導(dǎo)閥）機(jī)械中位是否發(fā)生變動(dòng)，其中位是否偏向關(guān)機(jī)側(cè)或閥芯卡阻在關(guān)閉槳葉側(cè)，經(jīng)檢查各閥正常。由此可以排除調(diào)速器槳葉側(cè)油路控制閥的問題。（2） 機(jī)組受油器和槳葉接力器問題的排查。在機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，將3號(hào)機(jī)組調(diào)速器槳葉控制方式切至現(xiàn)地“電手動(dòng)”，操作槳葉開啟旋鈕開關(guān)，發(fā)現(xiàn)可以正常操控槳葉（全關(guān)到全開、全開到全關(guān)），且統(tǒng)計(jì)機(jī)組漏油箱漏油泵啟停間隔時(shí)長較往天也無明顯的變化，檢查下游尾水也無浮油。由此又可以排除機(jī)組轉(zhuǎn)輪槳葉接力器和受油器問題。（3） 機(jī)組槳葉開度或?qū)~開度傳感器故障的排查。將機(jī)組停機(jī)后落下尾水門，做好各項(xiàng)安全措施后，首先采用"電手動(dòng)〃模式緩慢操控槳葉，整個(gè)操控過程開度指示儀表及受油器處的槳葉機(jī)械反饋裝置運(yùn)行都很平緩，無任何跳變現(xiàn)象，由此可以初步排除槳葉開度反饋傳感器的問題。接線來再對導(dǎo)葉傳感器進(jìn)行排查，將導(dǎo)葉控制方式切至現(xiàn)地"電手動(dòng)”，緩慢的開啟導(dǎo)葉；當(dāng)開啟至30%開度時(shí)，發(fā)現(xiàn)開度顯示儀表有一輕微的擺動(dòng)現(xiàn)象；再次開啟導(dǎo)葉，當(dāng)開啟50%開度時(shí)，發(fā)現(xiàn)開度顯示儀表又有一輕微但較前一次更大的擺動(dòng)現(xiàn)象；繼續(xù)開啟導(dǎo)葉，當(dāng)開啟75%開度時(shí)，發(fā)現(xiàn)開度顯示儀表就有一次很明顯更大的擺動(dòng)現(xiàn)象，開度從75%一下就自行減小的55%后又升到75%的現(xiàn)象。由此故障原因可以初步確定為：導(dǎo)葉開度傳感器的故障后，為確保機(jī)組安全運(yùn)行，調(diào)速器PLC程序切除了輪葉控制，槳葉一直處于全關(guān)位，從而致使槳葉與導(dǎo)葉無法協(xié)聯(lián)運(yùn)行。4故障的處理在做好安全措施后，拆掉舊的導(dǎo)葉接力器上的拉線位移傳感器（型號(hào)ASMCLMZ41-CE1A1K2100），更換上新的備品后在調(diào)速器電柜觸摸屏上重新調(diào)整開度零位，為提高開度測量的準(zhǔn)確性，可讓開度略微有一點(diǎn)，在0.5%左右可以。調(diào)試好后，開機(jī)檢驗(yàn)故障處理的正確性，經(jīng)開機(jī)帶負(fù)荷試驗(yàn)，機(jī)組槳葉可以正常跟同步隨導(dǎo)葉的開啟，協(xié)聯(lián)正常。5結(jié)束語龜都