關(guān)于水電站調(diào)速器的系統(tǒng)改造論文
摘要：本研究針對現(xiàn)有水電站調(diào)速器的特點及出現(xiàn)故障的原因展開探討，對水電站調(diào)速器系統(tǒng)進(jìn)行改造。結(jié)果表明由于水電站調(diào)速器動作過程復(fù)雜，因此產(chǎn)生故障的原因多樣，調(diào)速器自身穩(wěn)定性差、死區(qū)大、靈敏度低、抗干擾能力差和電氣元件老化都會造成調(diào)速器故障。因此采用電路保護(hù)和新調(diào)速器來解決所發(fā)生的故障。
關(guān)鍵詞：水電站：調(diào)速器;電力系統(tǒng);系統(tǒng)改造
中圖分類號：TU238 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-8646(2014)02-0120-01隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，目前為止，人類的生產(chǎn)與生活已經(jīng)離不開電力資源，電力資源的社會地位已經(jīng)開始體現(xiàn)。水電站作為電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，其故障分析和處理直接影響著整個電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，調(diào)速器是水電站保證各電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的電氣設(shè)備，它的故障分析、處理和系統(tǒng)改造直接關(guān)系到水電站電氣工作的正常運行。
1 水電站調(diào)速器
1.1 水電站調(diào)速器的論述
水輪機(jī)調(diào)速器是水電廠直接控制水輪發(fā)電機(jī)的專有設(shè)備，用于控制水輪發(fā)電機(jī)組的開機(jī)、空載、并網(wǎng)、增減負(fù)荷、停機(jī)等各個環(huán)節(jié)，在機(jī)組并網(wǎng)前能保證機(jī)組頻率在50Hz士0.2Hz內(nèi)調(diào)節(jié)，并網(wǎng)后根據(jù)負(fù)荷設(shè)定值調(diào)整機(jī)組負(fù)荷和按預(yù)先設(shè)定的參數(shù)參與系統(tǒng)的一次調(diào)頻。調(diào)速器作為水輪發(fā)電機(jī)組的核心，直接關(guān)系到水電站輸出的電能質(zhì)量和供電可靠性，要時刻進(jìn)行調(diào)整、試驗和檢查，才能避免故障的發(fā)生，保證日后安全地運行。
1.2水電站調(diào)速器的特點
1.2.1操作力大
水輪發(fā)電機(jī)組屬于重型機(jī)械設(shè)備，因此具有外形大、質(zhì)量重的特點。當(dāng)水輪機(jī)工作時，由于通過的水流量比較大，因此在控制進(jìn)水門時就需要很大的操作力。
1.2.2影響因素多，動作過程復(fù)雜
調(diào)速器主要的作用是進(jìn)行由水流、水輪發(fā)電機(jī)和電能用戶組成的能量轉(zhuǎn)換體系。引水管中的水體慣性較大，調(diào)速器控制過程中形成的.水錘產(chǎn)生反調(diào)效應(yīng)，使水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)穩(wěn)定困難，控制復(fù)雜化，調(diào)節(jié)過程中各部分工作情況的變化，都會影響調(diào)節(jié)過程。由于影響調(diào)速器因素過多，所以造成運行過程復(fù)雜。
1.2.3 調(diào)速器具有多種功能
第一，動作及時。在負(fù)載發(fā)生變化后，調(diào)速器反應(yīng)快，動作及時，使機(jī)組在短時間內(nèi)重新獲得穩(wěn)定。第二，動作準(zhǔn)確。調(diào)速器對導(dǎo)葉開度的控制要與負(fù)載的變化一致。第三，過程平穩(wěn)。調(diào)節(jié)過程中機(jī)組轉(zhuǎn)速會發(fā)生波動，波動的次數(shù)少、幅度小，使過程平穩(wěn)。
1.3水電站調(diào)速器出現(xiàn)的問題
1.3.1調(diào)速器穩(wěn)定性差，靈敏度低，抗干擾能力差
主要體現(xiàn)在檢修、調(diào)試過程中使用對講機(jī)時，容易出現(xiàn)雜音。系統(tǒng)油壓操作力差，經(jīng)常有漏油和主配發(fā)卡的現(xiàn)象。由于雜質(zhì)進(jìn)入調(diào)速器導(dǎo)致主配引導(dǎo)閥動作遲鈍，使調(diào)速器頻率調(diào)節(jié)不穩(wěn)。電液轉(zhuǎn)換器由永久磁鋼、線圈、十字彈簧、控制套、閥塞、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等組成，同時又設(shè)有節(jié)流孔，節(jié)流孔常因被油污堵塞而引起抽動，導(dǎo)致機(jī)組有功加不上去。
1.3.2電氣元件易老化，故障率高
電機(jī)經(jīng)常因旋轉(zhuǎn)而被燒壞，導(dǎo)葉由于回路故障而無法自動打開或關(guān)閉。由于導(dǎo)葉接力器反饋信號不穩(wěn)定，還會使出現(xiàn)位移反饋用的鋼圈尺發(fā)卡、甚至出現(xiàn)折斷現(xiàn)象。調(diào)速器觸摸屏經(jīng)常發(fā)生屏幕顯示亂碼，不能正常顯示數(shù)據(jù)的情況。調(diào)速器電柜電源發(fā)生直流系統(tǒng)接地時，無法正確判斷接地點，電源開關(guān)跳閘將會導(dǎo)致機(jī)組事故，當(dāng)電源消失時，停機(jī)電磁閥將無法正常工作，導(dǎo)致機(jī)組不能正常停機(jī)，使事故擴(kuò)大。
1.3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)量大，可靠性差
主配壓閥控制油路是明管連接，油路走向復(fù)雜，帶有節(jié)流孔，在運行過程中易發(fā)生卡阻故障而引發(fā)機(jī)組事故。機(jī)械柜內(nèi)明管多，泄漏嚴(yán)重，保壓能力低。
2 水電站調(diào)速器系統(tǒng)改造
2.1水電站調(diào)速器系統(tǒng)改造進(jìn)程
調(diào)速器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷變革，從早期的緩沖式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展到中間接力器式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，再到電子調(diào)節(jié)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。電子調(diào)節(jié)式轉(zhuǎn)速死區(qū)較小，其動態(tài)、靜態(tài)性能較好，調(diào)節(jié)規(guī)律準(zhǔn)確簡單，維護(hù)檢修方便，便于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，便于進(jìn)行信息交互，實現(xiàn)調(diào)節(jié)規(guī)律和運行狀態(tài)的查詢，提高了水電廠的自動化水平。
2.2水電站調(diào)速器系統(tǒng)改造
現(xiàn)行的舊式小型水電站水輪機(jī)調(diào)速器多為機(jī)械液壓型，為了保證運行調(diào)速器獲得不間斷壓力油源，其壓力設(shè)備的油泵須頻繁啟動。但其自動控制系統(tǒng)大多較簡單，技術(shù)落后，保護(hù)也不全面、不可靠，給運行人員帶來許多不便，也給機(jī)組運行帶來很多不安全因素，因此對水電站調(diào)速器系統(tǒng)進(jìn)行改造勢在必行。為了解決水電站調(diào)速器容易出現(xiàn)的故障，應(yīng)對電路進(jìn)行低壓啟動保護(hù)、熱繼電器保護(hù)、油壓過高保護(hù)和其他保護(hù)等，保證調(diào)速器系統(tǒng)的正常運行，防止造成事故，給生產(chǎn)和生活造成損失。當(dāng)正常輸入回路有故障，到了啟動壓值而沒有啟動時，油壓下降到故障低壓值，故障低壓回路就會啟動并發(fā)出信號。當(dāng)油泵電動機(jī)回路電流過大時，熱繼電器將接通油泵，繼電器切斷油泵主回路雙向晶閘管，發(fā)出信號，并啟動備用泵。當(dāng)油壓上升到最高值而油泵仍在工作，油壓設(shè)備的安全閥動作，并啟動保護(hù)，切斷工作泵電源。
2.3改造的效果
無論是對電路進(jìn)行保護(hù)還是采用新式調(diào)速器，都能夠達(dá)到穩(wěn)定性好、可靠性高，使水電站工作效率有明顯的提高，減少故障的發(fā)生率，使工作質(zhì)量得到保證。由于省去了工作人員頻繁地巡視檢查，從而實現(xiàn)“無人值班，少人值守”，達(dá)到改造的目的。
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