水電站水輪機調速器的檢修與維護

朱曉黎

（桂林市機電職業(yè)技術學校，廣西桂林 541199）

0 引言

電力資源作為社會發(fā)展和人們生產生活所必需的重要能源，影響著人類文明發(fā)展的進程。近年來我國資源數(shù)量急劇減少，水力發(fā)電成為人們密切關注的內容。水電站的建設實現(xiàn)了水能到電能的轉變，滿足了社會對電力資源的需求。在水電站運行中調速器發(fā)揮著重要作用，但是調速器一旦出現(xiàn)問題，會給水電站造成不可估計的經濟損失，相關技術人員必須深入分析調速器出現(xiàn)故障的原因，并采取相應的措施，做好檢修和日常維護工作。

1 做好水輪機調速器檢修與維護的意義

水電站將水力轉為電能滿足企業(yè)和人們生產生活所需，提升了人們的生活質量，促進了企業(yè)的現(xiàn)代化建設，而在水電站正常運行中起重要作用的便是水輪機調速器，做好水輪機調速器維修與維護工作對水電站具有積極的意義。維修人員通過定期檢修和維護，可以延長水輪機調速器的使用壽命，減少水電站的資金投入，同時可以有效維持水輪機的正常運轉，減少故障出現(xiàn)的概率。

2 水輪機調速器的基本情況

2.1 水輪機調速器的特點

（1）強大的操作力。水輪機屬于水電站中的重型機械，水輪機體積大、總量重、規(guī)模大，水電站在水力發(fā)電中會有大量的水流通過，增加了水輪機的壓力，調速器具有強大的操作力，可以有效降低水流的壓力和沖擊力，避免水輪機受到強大水流沖擊而受到影響。

（2）組件多，操作復雜。水輪機調速器是由多個組件構成的，在運行中能有效地控制水流速度，減小強大水流壓力。調控器組件多的特點也決定了其操作復雜性，需要技術人員了解調速器各個組件的作用，從而對調控器進行控制。

（3）功能繁多。水輪機調速器除了能夠調節(jié)水流量之外，還具有多種功能，如開機、關機等。隨著科學技術的進步和發(fā)展，人們對水輪機調速器進行技術和功能開發(fā)，使其充分發(fā)揮了自身的作用，為水電站的穩(wěn)定運行提供了保障。

2.2 調速器的功能

水輪機調速器在水電站中的作用已經不言而喻，這是與它強大的功能分不開的，當前水輪機主要具有并網功能和調節(jié)功能。在水輪機正常運行的狀態(tài)下，技術人員可以借助計算機系統(tǒng)向水輪機下達調整命令，水輪機調速器可以依據并網功能接收指令，并進行調整，從而保障水輪機可以正常運轉。調節(jié)功能主要是根據工作需要將水輪機的轉速、水流量和功率控制在合理的范圍內，維持水電站的安全與穩(wěn)定。

3 水輪機調速器常見故障原因分析

3.1 水源電壓故障

水輪機調速器在運行中需要將交流電源和直流電源進行連接，然后再與調速器電源板裝置連接，但是技術人員在按照正常步驟操作后一些設備不能正常運轉。經過檢查發(fā)現(xiàn)，電源板在輸出電壓上與電壓值存在一定差異，導致存在差異的原因主要有兩個：①交流電源和直流電源在連接中存在錯誤操作，導致與電源板無法實現(xiàn)對接；②電源板質量不過關，不符合水輪機正常運轉的要求。

3.2 調速器故障

水輪機調速器正常運轉可以保障水輪機處于穩(wěn)定狀態(tài)中，但是如果長期處于自動運行狀態(tài)時很容易出現(xiàn)導葉問題，其產生的原因有很多，如選材、結構、制造工藝和安裝質量等，但是在水電站中導致導葉的因素主要是有以下兩個。

（1）電氣影響。導葉和槳葉控制元件出現(xiàn)異常進而使其在運行中頻率不協(xié)調，孤網和電網存在嚴重的頻率波動，水輪機調速器本身是一種調節(jié)設備，如果一直處于頻繁的狀態(tài)切換和調節(jié)中，往往會產生磨損，降低使用壽命。

（2）機械液壓影響。導葉和槳葉在具體操作中存在漏油現(xiàn)象，并且在具體操作中運行異?；蛑饕溟y存在卡阻現(xiàn)象，這些都會影響調控器的正常運行。

3.3 槳葉故障

水電站水輪機調速器在斷電后，如果通電依然無法正常運轉，需要將導葉和槳葉調整到手動狀態(tài)，并對電源模塊輸電的電壓情況進行檢測，從中得到反饋信息查找原因。槳葉出現(xiàn)問題的原因有很多，其中主要有以下兩個。

（1）槳葉的進水邊和出水邊有翻卷，同時水輪機槳葉有掃膛現(xiàn)象，掃膛過程中會伴隨著振動，并引起槳葉連桿連接螺栓的鎖定塊焊接處松動，最終使六角柱、鎖定塊脫落而自由活動。當其處于自由活動狀態(tài)時，六角柱和鎖定塊被夾在活塞鋼底座與空腔內壁縫隙中，內部受到擠壓拉傷，容易使螺栓斷頭。

（2）槳葉連桿連接螺栓強度不足也會影響槳葉的穩(wěn)定性。

4 水電站水輪機調速器的調試操作

水輪機調速器的內部組件眾多，對調試工作對技術人員提出了更高的要求，技術人員必須以更加嚴謹?shù)膽B(tài)度在調試操作中做好每項工作，并且不斷學習水輪機調速器的工作原理，保障在突發(fā)狀況時在第一時間解決問題。一般情況下對水輪機調速器進行調速主要包含實驗和檢驗兩個過程，實驗又分為動態(tài)實驗和靜態(tài)實驗兩種，得出的數(shù)據可以作為判定水輪機調速器是否可能發(fā)生故障的依據。

4.1 調試實驗

實驗分為動態(tài)實驗和靜態(tài)實驗兩種，在采用不同實驗方式的過程中，技術人員要根據現(xiàn)場實際情況靈活選用，保障能夠達到實驗效果和目的，因此先分析動態(tài)實驗的過程。

（1）甩負荷實驗。實驗目的：通過甩負荷實驗可以進一步確定機組已經選定的調速器空載參數(shù)下調過程的速動性和穩(wěn)定性，更主要檢測保護參數(shù)是否準確正常。實驗注意事項：在此實驗中，一般會采用甩25%、50%、75%和100%的額定負荷，并且由小到大進行排列，保障實驗的嚴密性和可靠性。甩25%的額定負荷主要是檢測接力器的不動時間是否達到標準要求，同時檢查蝸殼水壓上升率和調節(jié)時間，從而對調速器各個參數(shù)進行分析、甩75%、100%額定負主要是分析調速器的變化趨勢，把握后續(xù)的操作實驗。甩100%額定負荷時，機組轉速上升率、關機時間和過渡時間都需要達到調節(jié)計算值和國標要求。

（2）導葉緊急關閉時間實驗。實驗目的：確定導葉緊急關閉時間是否正常，并且符合調速器要求。實驗方法：全開導葉，在進行操作中記錄導葉開度由100%降到25%的不同開度區(qū)間導葉緊急關閉時間，在記錄中需要注意的是記錄值×2 便是導葉緊急關閉時間。如果在實驗中發(fā)現(xiàn)關閉時間與正常標準范圍不一致，應該在實驗結束后調節(jié)螺母，減小或增加導葉的關閉壓力，使其維持在正常的關閉時間之內。

4.2 再次檢測

再次檢測可及時發(fā)現(xiàn)先前實驗中存在的問題，并更加全面地了解水輪機調速器各個部件的功能和參數(shù)是否維持在正常范圍內，保障水輪機調速器能夠正常運轉。再次檢測分為自動檢測和手動檢測兩種形式：自動檢測更加高效便捷，但是在部分情況下不能發(fā)現(xiàn)設備的全部問題；手動檢測雖然工作效率低，但是更加靈活，可以就某一環(huán)節(jié)故障展開針對性研究。技術人員要根據實際情況合理選擇檢測方式，從而使調速器能夠為水輪機的安全工作保駕護航。

5 水輪機調速器維護操作

5.1 檢測調速器油壓裝置數(shù)據

油壓裝置是調速器的重要組成部分，油壓裝置一旦出現(xiàn)漏油等現(xiàn)象，很容易出現(xiàn)導葉問題，必須加強對油壓裝置中的油壓、油溫和油量的控制，為調速器的后續(xù)工作提供保障。一方面，技術人員可以打開油罐排氣閥，使水輪機排氣解壓，這樣可以有效地降低油壓裝置中的壓力，使其維持在正常壓力狀態(tài)中。其次，如果油氣裝置中的壓力數(shù)值偏低，則可以適當?shù)販p小排氣閥的開度。油壓裝置在運行中經常會出現(xiàn)各種各樣的故障，必須進行動態(tài)化的監(jiān)督和檢測，使其時刻保持在正常范圍內，維護水輪機的安全性和穩(wěn)定性。

5.2 及時清洗調速器中的油污

水輪機正常運轉離不開石油等燃料提供動力資源，所以在設備工作中往往會使內部藏污納垢，這些污垢長期積累會影響設備的正常運轉。為此，技術人員應該采取配套安全保護措施，在保障人身安全的情況下定期清理機械中的油污和雜物，提高水輪機的運行速度，降低不必要的磨損，這樣也可以降低水電站不必要的開支和投入。在清理結束后，還要做好防火處理，確定油氣裝置內沒有雜物和油污后再安上濾網、蓋上蓋板。

5.3 潤滑調速器內各個零件

調速器在高速工作中需要多個組件的共同參與，不可避免地會產生摩擦，使部分組件出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象。做好對組件的檢查工作，及時發(fā)現(xiàn)組件存在的問題，并使用潤滑劑等材料潤滑調速器內的各個零件，減小零件摩擦所造成的影響。選用潤滑劑要先做產品分析，盡可能選擇與水輪機調速器相匹配的產品，使?jié)櫥瑒┏浞职l(fā)揮作用，延長各個零件的使用壽命。

5.4 定期做好固件和電氣插件檢查

固件和電氣插件的固定程度和松緊度對調速器產生重要影響，必須對固件和電氣插件做好檢查工作，在檢查中重點關注各個接頭處鋼絲繩卡是否緊固，是否存在安全隱患，如果在檢測中發(fā)現(xiàn)螺栓松動或脫落現(xiàn)象，必須采取措施進行加固，提高固件和電氣插件的穩(wěn)固性。維修檢測人員應該樹立責任意識，在工作中嚴格按照技術標準和規(guī)范進行檢修和維護，提升工作能力，在水電站工作中實現(xiàn)自我價值。

6 結語

水電站的發(fā)展一直受到社會和人民群眾的廣泛關注，水輪機調速器作為影響水電站發(fā)展的重要因素，必須加強做好調速器的檢修和維護工作，延長調速器的使用壽命，推動水電站的發(fā)展。