水輪機微機調速器控制原理調試及故障處理分析

覃繼良

摘 要：在水電站工作中，調速系統(tǒng)的動作的復雜性，會造成各種問題的產生，影響著正常的工作。水輪機是水電站調速系統(tǒng)中的一個組成部分，水輪機調速器的發(fā)展經歷了幾個階段，當前其性能已經得到大大的提升。作為水電站、水電廠工作中的重要控制設備，其安全性和性能，直接影響著整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全，而水電站、水電廠的調速系統(tǒng)較為復雜所以很容易產生故障。文章針對水輪機微機調速器控制原理調試及故障處理等相關的內容進行分析研究。

關鍵詞：水輪機微機調速器；控制原理；故障處理

1 水輪機微機調速器的控制系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)結構

水輪機在實際工作中，受到很多因素的影響，為了保證水輪機的調速系統(tǒng)可以正常工作，我們對其系統(tǒng)的結構、組成等內容進行分析研究。水輪機的控制系統(tǒng)由水輪機控制設備、被控制系統(tǒng)組成，其中被控制系統(tǒng)為引水系統(tǒng)、水輪機、發(fā)電機等[1]。水輪機的控制系統(tǒng)主要是對被控制設備的參數(shù)與給定量之間的偏差進行檢測，并在一定的特性條件下，進行主接力器形成偏差轉換的一些裝置設備組合，為此稱之為水輪機控制設備。水輪機控制系統(tǒng)中的測量元件將系統(tǒng)機組的頻率、功率等相關的參數(shù)測量出來，并與給定的信號、反饋信號進行綜合之后，在相關的處理之后，形成信號綜合點。水輪機微機調速器，具有可靠性、操作力大、機械慣性等特點，水輪機微機調速器系統(tǒng)，可以充分的利用自身的特性和優(yōu)勢，為各項生產工作服務。

1.2 控制原理

從水輪機微機調速器的結構進行分析，可以將其分為緩沖式調速器、加速度-緩沖式調速器、電子調節(jié)器加電液隨動系統(tǒng)調速器、微機調速器結構等等。針對水輪機微機調速器的控制原理進行分析，我們以水輪機調節(jié)系統(tǒng)中的PID控制原理進行分析研究。在實際的工作中，PID控制是采用最普通的一種控制方法，所以在機械、化工等各個行業(yè)中廣泛的使用，在當前的水輪機調速器系統(tǒng)中，PID控制是廣泛采用的一種控制規(guī)律。

PID調節(jié)控制，在水輪機微機調速器系統(tǒng)中的應用，可以提升系統(tǒng)的控制效率，保證控制系統(tǒng)有效運行。在實際工作中，PID調節(jié)控制的穩(wěn)定性、準確性之間存在矛盾，加強水輪機微機調速器的PID控制，可以降低誤差，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.3 調節(jié)模式

在水輪機微機調速器工作過程中，采用的調試控制模式為：第一，PID調節(jié)模式。PID控制調節(jié)有很多的優(yōu)勢，其結構簡單、參數(shù)容易整理、且有很好的適應能力，所以在水輪機微機調節(jié)器中得到廣泛的應用，也是當前水輪機調節(jié)系統(tǒng)的控制方式。第二，變參數(shù)PID調節(jié)模式。在實際的工作中，水輪機調節(jié)系統(tǒng)本身具有時變、不確定性的一個非線性系統(tǒng)，使用變參數(shù)的方法進行PID控制，對相關的參數(shù)進行調節(jié)，進而促進水輪機微機調節(jié)系統(tǒng)可以在不同的情況下進行優(yōu)化運行。在其控制的過程中，采用的方法有模糊控制、自適應控制、人工神經網絡控制等。

2 水輪機微機調速器的故障處理

2.1 水輪機微機調速器的常見故障

隨著社會的發(fā)展，能源成為社會發(fā)展中的主要能源，電力是能源中的重要組成資源，當前我國電力系統(tǒng)的發(fā)展取得了顯著的成績，而在電力系統(tǒng)發(fā)展中，水輪機調速器發(fā)揮著重要的作用，其在使用過程中出現(xiàn)的故障，嚴重影響著發(fā)電機的正常工作，也影響著電力系統(tǒng)的發(fā)展。在計算機技術、信息技術等發(fā)展過程中，水輪機微機調速器廣泛的應用，但是在其使用的過程中，容易產生一些故障，影響其正常的運行，這些故障主要有：（1）套發(fā)卡造成工作不穩(wěn)定。在水輪機微機調速器使用的過程中，使用的油清潔，造成油的粘稠，而控制套的運轉受到影響，而運轉換慢，最終造成水輪機系統(tǒng)的運行不穩(wěn)定[2]。如果在實際工作中，對電液伺服閥進行拆卸，進行清洗，在清洗的過程中，要根據實際情況，對其主要部位進行清潔，但是一般只需要對套發(fā)卡進行清潔，就可以解決問題。（2）參數(shù)配合不恰當。緩沖時間常數(shù)Tb過小；暫態(tài)轉差系數(shù)B過小；放大系數(shù)K過大，這種情況會引起水輪機運行調節(jié)不穩(wěn)定，應重新整定調節(jié)參數(shù)。同時操作人員的手動操作控制無法精確的進行參數(shù)的判斷、操作技術部嫻熟等，也會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。（3）自動開機出現(xiàn)問題。在水輪機微機調速器實際工作中，先進行手動操作，然后再采用自動開機、自動關機，但是在其工作過程中存在無法自動開機的故障，這個問題的關鍵在于電液伺服閥出現(xiàn)故障。在實際工作中，水輪機微機調速器產生的常見故障還有很多，例如液壓手動無法正常的開機、空載時會出現(xiàn)自動關機的現(xiàn)象等，這些故障的產生，嚴重影響著水輪機微機調速器的正常工作，為此需要進行故障處理，制定故障處理策略，為水輪機調速器的正常工作提供幫助。

2.2 水輪機微機調速器的故障處理

水輪機調速器產生故障是常見的現(xiàn)象，因為水輪機調速器的工作與水電廠、水電站的正常工作有著密切的聯(lián)系，所以故障診斷需要受到人們的重視[3]。針對當前水輪機微機調速器產生的常見故障，進行處理，可以從以下幾方面入手：第一，改進技術。從水輪機微機調速器的工作現(xiàn)狀進行分析，產生這些故障的主要原因，歸根結底為水輪機的工作穩(wěn)定性較差，所以在對水輪機微機調速器故障進行處理的同時，要改進技術，根據水輪機微機調速器的相關技術性能指標，對水輪機微機調速器的穩(wěn)定性進行改進，盡可能的提升自動化，將人為操作造成的故障消除。第二，增加輔助功能。水輪機微機調速器在工作中，其功能較為單一，在出現(xiàn)故障、問題之后，一般是人工進行處理，而針對其工作中產生的各種故障，需要增加水輪機微機調速器的輔助功能，通過輔助功能，將水輪機性能提升，降低故障發(fā)生率，并在故障維修中充分的發(fā)揮作用。第三，實施反饋控制。在水輪機微機調速器中PID控制調節(jié)的應用，有重要的作用，作為水輪機工作中采用的最為普遍的一種控制，在其工作的過程中，可以加強控制，同時可以實施反饋控制。在水輪機微機調速器工作中產生的故障，需要反饋調節(jié)控制進行反饋、并提供解決方案。從PID調節(jié)控制和水輪機微機調速器的實際工作現(xiàn)狀可以得出通過反饋控制，將水輪機微機調速器控制中產生的故障解決。

3 結束語

水輪機微機調速器作為一個重要的控制元件，與水電站、水電廠的工作有著密切的聯(lián)系，水輪機微機調速器的正常工作，可以為水電站、水電廠的正常工作提供保障。針對水輪機微機調速器工作中產生的故障進行處理，對社會和水電站、水電廠均有重要的意義，所以針對水輪機微機調速器的工作現(xiàn)狀，將其性能、功能等提升，提高其穩(wěn)定性和可靠性，為其正常工作提供保障。

參考文獻

[1]王順平.解析水輪機微機調速器控制原理調試及故障處理[J].山東工業(yè)技術，2014（13）：61.

[2]賈慶春.試分析水輪機微機調速器常見故障原因及處理方法[J].赤子（上中旬），2014（21）：294.

[3]曾秀芝，劉勝元.水電站微機調速器常見故障分析[J].科技展望，2015（3）：74.