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小型YT调速器卡阻故障分析与处理刘韦摘要：小型YT调速器是小水电站中应用较广的一种机械液压调速器，在运行中，有时会因机械液压元件损坏或机械故障，配压阀卡塞，液压油劣化失效，调速功选择偏小等原因，导致调速器发生卡阻故障，增减负荷失灵，如遇事故停机，会引起机组严重过速，威胁生产安全。
本文对冯家山二级电站调速器卡阻故障进行原因分析，该站由于调速功不足加之设备保养不善发生卡阻，并采取了合适的处理措施，总结经验，根据生产规律制订了防止事故的有效对策，从设计安装、运行管理等方面加强管理，对预防调速器卡阻，提高小水电运行的可靠性有积极意义。
关键词：小型YT调速器卡阻调速功1 引言小型机械液压调速器在技术上较简单，又能满足小水电站和小电网自动化的要求，用于混流式、轴流式或斜流定浆式水轮机的调节，因此是在小水电站中应用较广的一种调速器。
小水电站最常见的小型机械液压调速器是YT型，小型YT调速器由测速系统、动力系统、放大系统、反馈系统和辅助调节系统几部分组成，其接力器工作容量有300、600、1000（10N·m）等。
2 故障及原因分析2.1 故障概况冯家山二级电站是冯家山水库枢纽工程的一部分，位于渭河一级支流千河下游，地处陕西宝鸡。
电站为引水式，1994年建设，主要利用水库弃水发电，装机容量1×2000Kw，水轮机采用HL220—WJ—84型，电站最大水头51.7m，最小水头48.2m，设计水头50m，流量5.39 m³/S，调速器配套为YT—1000型。
正常运行时该站调速器工作状态设定为自动液动状态，调速器工作油压整定在1.9～2.3MPa之间。
2009年6月二级电站在开机过程中，在液动状态下操作开度限制手轮至5%，接力器移动，调速器无漏油现象，油压装臵压力正常，再操作开度限制手轮升高到15%，接力器停止移动，手动升高油压到2.5MPa接力器依然不能移动，调速器发生卡阻故障，导叶不能打开。
YT型机械液压调速器改造方案一．改造说明YT型机械液压调速器改造是对原YT型调速器进行局部改制，机械部分保留原调速器油压装置部分（包括压力罐，回油箱，油泵，安全补气阀组等）和接力器部分。
根据用户要求可以在控制柜内保留主配壳体、主配衬套、活塞；拆除原调速器控制柜内的缓冲器、开度限制阀及切换装置、滤油器、机架装配、开度限制机构及杠杆传动装置、减速装置、飞摆与引导阀、指示器装置、停机电磁阀、主传杠杆、永态机构及调速装置、主配压阀、反馈传动装置。
用步进电机控制装置、恢复装置、引导阀、停机阀、开关机时间调节机构、反馈电位器取代原控制柜。
原调速器机械部分对外连接均保持不变。
电气控制装置采用以可编程序控制器(PLC)为核心的微机调节器。
经改造后的YT型机械液压调速器就变为YWT系列步进电机PLC 微机调速器。
二． YWT步进电机PLC型水轮机微机调速器概述YWT系列步进电机PLC微机调速器是专用于中小型水轮发电机组控制及YT系列小型调速器改造的调速器。
它由微机调节器和步进随动系统组成。
微机调节器采用可编程序控制器(Programmable logical controller，以下简称PLC)，具有可靠性高、硬件模块组态灵活、通讯组网能力强等特点，与发电厂其它控制设备配合，可实现机组的自动发电控制(AGC)；步进随动系统采用带机械反馈的步进电机控制装置直接控制引导阀的控制方式。
YWT系列水轮机调速器依据如下标准进行设计、制造和出厂检验。
调速器满足：1.GB/T 9652.1-20072.GB/T 9652.2-2007电磁兼容满足：1.GB37972.IEC870-2-1:1995三技术参数3.1 运行条件参数交流电源 AC220V±15% 50Hz直流电源 DC220V±20%机组频率信号 AC0.25-200V(机组PT提供)或齿盘信号电网频率信号 AC0.25-200V(由电网PT提供)平均功率消耗≤300VA运行环境温度 0-40℃(≤海拔1000米时)0-32.5℃(≤海拔2500米时)运行环境相对湿度≤90%，不结露3.2 PID及其他参数整定范围比例增益Kp 0.1-20(倍) (分辨率0.1)积分增益Ki 0.01-10(1/s) (分辨率0.01)微分增益Kd 0-5.0(s) (分辨率0.1)永态转差系数bp 0-10(%) (分辨率0.1%)频率给定Fs 45-55(Hz) (分辨率0.01Hz)开度给定Gs 0-100(%) (分辨率0.1%)功率给定Ps 0-120(%) (分辨率0.1%)电气限制开度Le 0-100(%) (分辨率0.1%)人工频率死区Fa 0- 0.5(Hz) (分辨率0.01Hz)四性能指标4.1 静态性能指标静态特性曲线线性度:近似为直线静态特性曲线转速死区:ix≤0.1%(测至主接力器)4.2 动态性能指标当水轮发电机组在手动各种工况下能满足标准稳定运行时，调速器动态特性能达到:在机组的各种工况和运行方式下，能自动稳定运行接力器不动时间Tq≤0.2S机组甩100%负荷时，动态品质达到:A.超过稳态转速3%以上的波峰不超过2次B.从接力器第一次向开启方向移动时算起，到机组转速摆动相对值不超过±0.5%为止所经历的时间不大于40S4.3 PLC可靠性指标平均故障间隔时间:MTBF不小于4.5年五主要功能及特点5.1 主要功能●手动功能具有机旁手动开机、停机、增/减负荷功能接收事故信号后，可自动紧急停机（须有直流操作电源存在）●自动功能自动开机时可选择机组频率跟踪电网频率或频率给定，实现快速平滑并网。
YT111型调速器使用办法（高浓度机械式混合器试用）步骤一：启动
按住启动按钮，待飞轮转动后负荷限制旋钮在刻度1---2.5之间调动，待发动机发火后迅速将旋钮调低，切勿关死，刻度在1左右为宜，待观察转速高低再调整旋钮，（转速高时旋钮逆时针方向转动，转速低时顺时针方向转动，旋钮调整幅度以mm为单位为佳，）稳定后转速控制在350---400转为宜。
步骤二：调至额定转速
观察水温，油温升至30℃左右，将负荷限制旋钮逐渐增大，至转速不稳定，游车为止，再将转速调整旋钮顺时针旋转，转至转速指示旋钮黑色箭头指示的刻度15为止，此时稍微调整负荷限制旋钮，调至稳定的500转为宜。
步骤三：加功率
控制柜并网后（观察转速在500---501稳定时）。
将负荷限制旋钮增大，（顺时针转动）约转动2mm左右，观察负荷大小，如小继续开大些，此时增大幅度以0.5mm为单位来调整，至所需的功率。
步骤四：将调速器调至自由状态
将转速调整旋钮往逆时针方向旋转到转速指示黑色箭头至14.5左右观察观察调速器连接拉杆有前后方向的轻微拉动为止。
步骤五：卸负荷降转速停机
控制柜功率表降至100kw左右，按分闸按钮然后灭磁，此时发动机有突然转速升高现象，将负荷限制旋钮调低，同时将转速调整旋钮逆转至转速指示箭头到13左右，将发动机转速控制在350转左右空转15分钟，待油温水温将至35℃左右然后关闭燃气阀停机。
2010-6。
§2-7 YT型调速器整机调节过程前面几节我们介绍了YT型调速器各主要元件和装置的构造及特性。
本节将结合YT型调速器的系统图（图2-3），将以上各节介绍的知识相互联系起来，叙述其启动、调节和停机过程的动作原理。
—、机组的启动启动机组就是打开水轮机的导叶，使机组转动起来，当达到空载开度时，机组转速达到额定转速，再带上负荷或并入电力系统运行的过程。
机组启动前调速器各机构所处的位置为：开度指示表上红、黑针均在零位，开限阀针塞27在下部位置，针塞中阀盘堵住通往辅助接力器的油孔；转速调整机构指针在零位（相当于空载额定转速位置）；压力油罐油位、压力指示正常，主油阀阀门打开，锁锭已拨出；接力器移到右端端部，手自动切换旋塞53置于自动位置；手自动切换阀30在自动位置；紧急停机电磁阀处于正常状态；引导阀转动套6处于最低位置，中、上油孔接通；接力器处于全关位置。
1．用开度限制机构自动启动机组按下开机按钮，二次回路使开限电动机正转，经减速箱齿轮31使螺杆转动，带动开限螺母32上移，开限阀针塞27随之上移。
由于引导阀转动套处于最低位置，压力油经切换阀、引导阀、切换阀、开限阀、紧急停机电磁阀流入辅助接力器上腔，推动辅助接力器活塞与主配压阀活塞一起下移，与此同时，—方面是通过杠杆20使开限阀针塞27下移，重新堵住通往辅助接力器的油孔，主配压阀停留在下部位置；另一方面是使主配压阀中、下油孔接通，压力油进入接力器右腔推动接力器活塞向左移动，打开导叶。
在接力器左移的同时，反馈框架逆时针转动，通过杠杆39、25、26和20的作用，又使开限阀针塞27下移，辅助接力器上腔经开限阀上孔口排油，主配压阀活塞在其差压的作用下上移回中。
与此同时，又通过杠杆20使开限阔针塞27上移。
当机组转速上升到额定转速时，引导阀转动套刚好上移到与针塞相平衡的位置，主配压阀回到中间位置，接力器停止移动，开限阀针塞27重新堵住通往辅助接力器的油孔。
至此，机组启动过程结束。
调速器的工作原理液压调速器在感应元件和油量调节机构之间加入一个液压放大元件(液压伺服器)，使感应元件的输出信号通过放大元件再传到油量调节机构上去，因此也叫间接作用式调速器。
液压放大元件有放大兼执行作用，主要由控制和执行两个部分组成。
一、无反馈的液压调速器其工作原理如下：当负荷减小时，由曲轴带动的驱动轴转速升高，飞球的离心力增加，推动速度杆右移。
于是，摇杆以A点为中心逆时针转动，滑阀右移，压力油进入伺服器油缸的右部空间。
与此同时，油缸的左部空间通过油孔与低压油路相通，其中的油被泄放。
在压差的作用下，伺服活塞带动喷油泵齿条左移，以减少供油量。
当转速恢复到原来数值时，滑阀也回到中央位置，调节过程结束。
当负荷增加，转速降低时，调速过程按相反方向进行。
从上述分析可知，调速器飞球所产生的离心力仅用来推动滑阀，因而飞球的重量尺寸就可以做得较小。
而作为放大器的液压伺服器的作用力，则可根据需要，选择不同尺寸的伺服活塞和不同滑油压力予以放大。
但是，在这种调速器中，因为感应元件直接驱动滑阀，无论它朝哪个方向往动，均难准确地回到原来位置而关闭油孔。
这样就使柴油机转速不稳定，而产生严重的波动。
为了使调速器能稳定调节，在调速器中还要加入一个装置，其作用是在伺服活塞移动的同时对滑阀产生一个反作用，使其向平衡的位置方向移动，减少柴油机转速波动的可能性。
这种装置称为反馈机构。
二、具有刚性反馈机构的液压调速器它的构造与上述无反馈液压调速器基本相同，只有杠杆义AC的上端A不是装在固定的铰链上，而是与伺服活塞的活塞杆相连。
这一改变使感应元件、液压放大元件和油量调节机构之间的关系发生如下的变化。
当负荷减小时，发动机转速升高，飞球向外张开带动速度杆向右移动。
此时伺服活塞尚未动作，因此反馈杠杆AC的上端点A暂时作为固定点，杠杆AC绕A反时针转动，带动滑阀向右移动，把控制孔打开，高压油便进入动力缸的右腔，左腔与低压油路相通。
这样高压油便推动伺服活塞带动喷油调节杆向左移动，并按照新的负荷而减少燃油供给量。
YT111型液压调速器安装要求及注意事项一，加油，排气安装前给液压调速器内注入清洁的30#透平油，然后必须用手动方式充分排出油路内的空气，否则液压调速器无法正常工作。
排气步骤如下：1，调整操纵轴将转速调到低速启动位置；（如是B型机则调整调速旋钮将转速指示调至‘6’的位置）2，松开大补偿指针缩紧螺母，将大补偿指针推到最大位置然后缩紧螺母；3，松开针阀缩紧螺母，将针阀向顺时针方向拧紧，然后再向逆时针方向退回3~4圈；4，将液压调速器顶部停车电磁阀向下压住（不能松开），同时用手柄将输出轴全程向下压到底部（减油方向），然后松开电磁阀，用手柄将输出轴全程向上提到最高位置，重复以上两个动作20次左右；5，空气排完后，将大补偿指针放在中间位置，拧紧螺母，将针阀向顺时针方向拧紧，然后向逆时针方向退回1/2圈或3/4圈后拧紧螺母。
警告：液压调速器在工作时针阀开度≥1/2圈，决不允许将针阀闭死，否则在启动和突卸负载时会造成飞车。
二，安装1，将排完空气后的液压调速器安装到柴油机机座上，安装时特别要注意液压调速器输入轴花键（或平键）的回转中心线与机座内的花键孔（或平键孔）的回转中心线应同心，液压调速器底面与机座结合面紧贴，结合面之间应放置软质垫片；2，安装时应利用液压调速器的自重将液压调速器输入轴轻松自然地装入机座花键孔内（或平键孔内），如过紧说明液压调速器输入轴花键与机座花键孔的配合间隙过小，必须取下液压调速器解决配合间隙过小问题才能安装，千万不能用力压或用重物敲打将液压调速器输入轴装入孔内，否则启动时或在运转初期内将扭断液压调速器输入轴造成飞车。
安装好后，液压调速器底面与机座结合面不能有空隙，此时不能紧固螺栓，然后手动盘车，液压调速器不能左右摆动，如有较大摆动则说明液压调速器输入轴与机座内花键孔（或平键孔）不同心，或是输入轴未完全插入孔内（液压调速器的输入轴花键有效尺寸为２０ｃｍ），应取下液压调速器对输入轴和机座内的花键孔（或平键孔）检查，消除隐患后再将液压调速器装上，在手动盘车的同时对角紧固螺栓，然后将输出轴摇臂压到最低位置，油泵齿条在断油位置，接着将输出轴与油泵齿条连接，各连接部位不应许有松动或过紧现象，否则将出现转速波动。
