錦東電廠調(diào)速器液壓系統(tǒng)切換閥故障處理及探討

劉欽+牟亮+王繼承+劉思+王永洪

【摘 要】本文主要針對調(diào)速器系統(tǒng)液壓系統(tǒng)A/B機切換閥故障，總結出液壓系統(tǒng)處理思路、事件原因，總結調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障的特點，以及調(diào)速器系統(tǒng)改進的建議，以期為同行提供參考。

【關鍵詞】切換閥；故障；比例伺服閥

0 引言

水電廠的安全穩(wěn)定運行，與每一個機電設備的良好性能有著重要關系。調(diào)速器作為水電廠重要設備之一，其性能穩(wěn)定性對水電廠的設備運行有著直接影響。文章針對電廠調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障實例，對故障進行了總結與分析，并提出相應的解決措施與辦法，以期為同行提供有益借鑒。

1 事件簡述

錦東電廠調(diào)速器控制系統(tǒng)完成手動開機試驗、自動開機，在機組空載方式下，#3機調(diào)速器完成A/B套控制模式切換試驗、故障模擬試驗、空載擾動試驗，以及B機空載擺動試驗，試驗均正常。B機空載擺動試驗完成，“B機主用”、“自動”方式下切至“A機主用”、“自動”，運行約10s左右，檢修人員發(fā)現(xiàn)#3機調(diào)速器控制系統(tǒng)報出“A機比例伺服閥故障”、“導葉側大故障”，同時切至由“A機主用”切至“B機主用”。

2 初步原因分析

針對上述現(xiàn)象，初步分析故障原因有以下兩種：

（1）A機比例伺服閥閥芯發(fā)卡，導致比例伺服閥無法執(zhí)行控制系統(tǒng)開出信號；

（2）比例伺服閥與主配放大板閉環(huán)故障，導致控制系統(tǒng)開出控制信號，導致比例伺服閥接受的控制信號只接收到12mA控制信號，以致比例閥在中間位。

3 檢查過程

（1）比例伺服閥檢查：機械人員拆卸并檢查A機比例伺服閥內(nèi)部無異物，閥芯均正常。電氣人員分別測量A/B機比例伺服閥線圈值阻均為200Ω，且與檢修期間測量值一致，初步判斷比例伺服閥正常。

（2）初步判斷A機比例伺服閥正常，將A/B機比例伺服閥互換，進一步檢查：A機電手動開關導葉，均無法動作，B機電手動開關導葉正常。從而確認互換前的A機比例伺服閥正常，將故障點放在主配放大板環(huán)節(jié)上。

（3）將A/B套放大板互換， A機電手動開關導葉，均無法動作，B機電手動開關導葉正常。從而確認互換前的A機比例放大板正常。

（4）已排除比例伺服閥和放大板的可能，將故障可能性放在控制系統(tǒng)的程序以及硬件回路上。

（5）檢查A機控制系統(tǒng)比例伺服閥通道：靜態(tài)測量A機比例伺服閥通道電流值：12mA，控制系統(tǒng)內(nèi)部開出正常；通過程序強制A機比例伺服閥通道碼值，檢查程序內(nèi)部碼值與通道輸出電流值轉(zhuǎn)換正常；

（6）拔出A機比例伺服閥插把，通過程序強制方法，輸出4mA、12mA、20mA，測量比例伺服閥插把電流值與程序開出一致；

（7）重新拆卸A機比例伺服閥（比例伺服閥控制插把不拆卸），通過程序強制方法，輸出4mA、20mA控制信號，通過比例伺服閥油孔觀察閥芯向開、關方向動作均正常；

（8）檢查至此，將比例伺服閥及以上的所有控制環(huán)節(jié)全部檢查，并未發(fā)現(xiàn)問題所在。

4 原因確認及處理

A/B套切換閥閥芯靠左側的密封面損壞后，致使脫落的鐵屑卡在閥芯與閥體間，造成A/B套切換閥只能向右側的B套比例伺服閥切換而無法切換至左側的A套比例伺服閥，進而導致A套比例伺服閥與A/B套切換閥之間油路不通或油路不暢造成A套比例伺服閥無法正常調(diào)節(jié)。因此調(diào)速器控制系統(tǒng)在“B機主用”方式下能夠正常工作，但由“B機主用”切至A機主用時，比例伺服閥及控制系統(tǒng)已切至A機主用，但切換閥未切換至A機主用油路。故而導致控制油路無法從比例伺服閥進入主配控制腔，從而無法執(zhí)行控制系統(tǒng)的控制信號。

5 調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障特點

液壓系統(tǒng)故障將直接表現(xiàn)在液壓執(zhí)行機構主配壓閥上或?qū)~開度上，因此將以兩者的現(xiàn)象來表示液壓系統(tǒng)故障特點：

（1）控制系統(tǒng)開出開、關導葉控制信號，導葉實際未動作；

（2）控制系統(tǒng)在開、關導葉控制信號信號消失后，導葉仍持續(xù)向開或者關方向動作，直至導葉全開或者全關；

（3）控制系統(tǒng)開出開、關導葉控制信號，導葉僅能向開方向動作或者關方向動作；

（4）控制系統(tǒng)開出開、關導葉控制信號，導葉動作速率明顯慢豫動作速率。

6 事件的思考

調(diào)速器系統(tǒng)涉及液壓回路和控制系統(tǒng)兩個不同領域，同時也分屬機械和自動化兩個班組進行管轄。自動化班組對調(diào)速器液壓回路不了解，機械班組員工對調(diào)速器控制回路不了解。而調(diào)速器系統(tǒng)液壓系統(tǒng)故障的特點是報警以及影響結果表現(xiàn)在控制系統(tǒng)，而液壓系統(tǒng)本身的故障概率小、且難發(fā)現(xiàn)。由于各專業(yè)本身的局限性，在處理問題時形成以比例伺服閥為分界點的處理思維，比例伺服閥檢查沒有問題時，更多的容易將問題確認在控制系統(tǒng)上。

7 建議與改進

本次故障的閥塊是廠家自主加工件，未使用采購的成熟閥體代替。廠家的自主加工件在材質(zhì)方面還不滿足設備長期穩(wěn)定運行需要，在后期考慮采用成熟品牌的產(chǎn)品。

錦東電廠的切換采用兩個先導閥和切換閥的設計目的，是為了能夠使用動作接點開出切換閥動作信號，而切換閥動作信號送入控制系統(tǒng)未參與實際控制，僅僅作為顯示。為了閥組狀態(tài)顯示而多增加一個液壓閥塊，多一個故障環(huán)節(jié)，此種設計思路得不償失。建議在后續(xù)設計時，可采用成套自帶閥芯動作檢測的一體化閥組。

優(yōu)化調(diào)速器系統(tǒng)液壓系統(tǒng)故障判斷邏輯，目前錦東電廠調(diào)速器控制系統(tǒng)的液壓故障判斷僅通過導葉給定與導葉反饋偏差、導葉速率、控制方式來進行故障判斷，此種故障判斷方式對液壓系統(tǒng)的故障涵蓋還不夠全面?？刂葡到y(tǒng)可將比例伺服閥的反饋信號、主配的反饋信號、以及切換閥位置信號接點信號送入程序內(nèi)部，通過比例伺服閥反饋信號范圍判斷、比例伺服閥的反饋信號與主配的反饋信號的趨勢判斷等方式細化液壓系統(tǒng)故障報警。

【參考文獻】

[1]蘇劍.水輪機調(diào)速器抽動故障及消除措施[J].黑龍江科學.2015（02）.

[2]吳亮.水輪機調(diào)速器的技術及選型研究[J].科技展望.2015（18）.

[3]王業(yè)凌.青溪水電廠水輪機調(diào)速器改造[J].水電站機電技術.2005（06）.

[4]高振華，張治宇，張建時，王彩森.在水輪機調(diào)速器開發(fā)中應重視標準液壓件的應用[J].液壓與氣動.2002（02）.

[責任編輯：朱麗娜]