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天生桥电站调速器故障分析及技术改造方案

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天生桥电站调速器故障分析及技术改造方案
摘要 本文对天生桥水电站原调速器存在的问题进行了分析研
究，提出一套完整的更新改造方案。采用“电气调节器 + 步进式
机液随动” 调速器系统结构，选择单片微控制器为核心的ywt-h
微机调节器，硬件结构紧凑、检修维护方便。运行情况表明，改造
后的调速器工作性能稳定可靠，其各项指标均达到gb9652标准要
求。
关键词 调速器；故障分析；技术改造
中图分类号tm6 文献标识码a 文章编号 1674-6708
（2012）58-0052-02
1 天生桥电站原调速器故障分析
陕西天生桥水电站位于陕西省宁强县境内，是引水梯级水电开
发工程中的第一级，装机3×4000kw。天生桥电站原三台调速器均
为bdt-1000数字模拟混合集成式电液调速器，其液压放大部分为
电液随动系统，电液转换采用摇摆电机控制引导阀针塞，并采用了
预压缩弹簧的复中机构。存在的主要问题表现在：1）自动空载运
行稳定性差，机组频率摆动值较大、调节时间长，造成并网困难；
2）并网运行中经常出现溜抢负荷及负荷抽动等现象；3）断电手动
运行时，不能长时间固定负荷，运行人员不得不随时进行调整。上
述问题已影响到电站的正常生产，需要对该调速器进行更新改造。
但随着电站自动化水平的不断提高，模拟电路加机械液压型调
速器逐渐被淘汰，新生产的调速器无论是大中小型都实现了微机
化。因此，采用具有高可靠性、功能强、操作简便、经济实用的微
机调速器势在必行。
2 技改方案选择
2.1 机械液压部分
考虑到bdt-1800调速器与现在新型的调速器主接力器部分和油
压装置部分结构原理变化不大，而且改造后的新型调速器还存在于
机组导水机构联接问题，基于上述原因宜保留原调速器的接力器部
分和油压装置部分，不仅可减少设备投资，还可减少现场改造工程
量。
2.2 电调部分
电调部分计划采用ywt-pmc微机调速器，其简介如下：
1）主要功能
（1）频率测量与调节：可测量机组和电网的频率，并实现机组
频率的调节和控制；（2）频率跟踪：在同期并网过程中，机组频率
能自动跟踪电网频率，可实现快速自动准同期并网；（3）自动调整
与负荷分配：机组并网后，能根据bp值、ix值及机组与电网频差
值自动调整机组出力；（4）开停机操作：接受机旁或中控室指令，
实现开停机自动操作；（5）手动操作：具有机械手动或电气手动操
作，并能实现手动/自动的无扰动切换；（6）能实时显示各种物理
量和设置工作参数：如机频、网频、接力器的实际开度和限制开度、
机组功率、水头以及给定值和调节参数等；（7）故障诊断：能对主
要元件和模块进行故障自诊断，自动切除故障部分并投入备用部
分；（8）上电断电保护：机组正常运行时，突然上电或电源消失应
保持机组开度不变，保证机组稳定运行；（9）与上位机通讯：能方
便地与计算机监控系统通信并与其组成计算机网络。
2）主要特点
（1）采用高档飞利浦8/16位单片微机为核心，变结构变参数
pid控制算法，大大提高了调速器整体可靠性和灵活性；（2）采用
“控制微机 + 监测微机 + 电气手动单元”结构，增加了功能又提
高了控制实时性；（3）采用先进的脉宽调压技术，提高了电机的驱
动能力和转换效率；（4）设有补偿程序或电路，提高了电液伺服阀
及整机静态工作精度；（5）设有rs-232、rs-422/485通讯口，能
方便地实现与上位机通信，或现场总线接口与其他计算机构成网
络，能够在远方计算机上显示调速器状态信息和参数、并能用键盘
直接进行操作等。
3 运行操作
3.1 一般原则
1）上电时，调节器默认工作方式为机械手动方式，每按下一次
方式操作按钮，工作方式切换一次，顺序是“机械手动→电气手动
→自动→机械手动→………”；
2）机械手动方式：步进电机不带电，手动旋钮可人为操作旋转；
电气手动控制方式：通过增减操作把手，闭环控制步进电机旋转，
步进阀开度取决于给定开度；自动方式：步进电机旋转不仅要受频
率控制，而且要受到开机、关机等信号的控制。
3.2 开停机及运行操作
1）初始状态
合上直源开关，面板上电源指示灯“亮”，电气调节器处于“机
械手动”运行方式，给定值等于实际开度，机组开度保持不动。按
下方式操作按钮，先将电气调节器切换到“自动调节”运行方式。
若机组为运行状态，操作给定值把手可增减机组开度或功率；若机
组为停机状态，等待开机令。
2）正常开机过程
当接到机旁或中控室发出的开机令后，面板显示开机过程，频
率给定（fg）设为45.00hz，开度给定（pg）设为启动开度（yq），
启动开度选取80%的空载限制开度（y0），机组开度由“0”迅速开
至启动开度（yq）。当机组频率升至40.00hz时，pid自动调节投入。
当机组频率升至45.00hz时,频率给定（fg）由45.00hz自动升至
50.00hz。如果是不跟踪网频，通过操作给定值把手改变频率给定
值（fg）的大小，从而改变机组转速或频率实现同期并网。如果跟
踪网频，给定值为电网频率。并网时刻，频率给定（fg）自动恢复
到50.00hz，功率给定(pg)设定为合闸前时刻的实际开度值，从而
保证断路器闭合时不会产生负荷冲击。并网后，断路器（dl）指示
灯亮，表明机组处于运行状态，开机过程结束。
3）负荷调整与甩负荷
在运行状态时，通过给定值把手增减操作频率给定（单机运行
时）或开度给定（并网运行时），即可改变机组频率或开度/出力。
开度给定（pg），下限为50%空载限制开度（y0），上限为电气开限
（dkx）。当断路器跳闸发生甩负荷时，自动设定功率给定pg=“y0”，
频率给定fg=50.00hz，经过一段时间调整后，机组处于空载状态。
4）正常关机过程
当接到机旁或中控室发出的停机令，第五组数码管显示关机过
程，开度给定（pg）自动设定为yg=“y0”。当断路器跳开后，开度
给定（yg）自动设定yg=“0.0”，便会自动停机。
5）紧急事故停机
当机组出现水机、电气等严重故障，保护出口继电器通过紧急
停机电磁阀直接关闭导叶到零。或者通过面板上的紧急停机旋钮打
到投入，紧急停机电磁阀动作，与此同时，调节器控制步进阀按正
常停机操作。
6）在并网运行情况下，三种方式可随意切换，不会引起开度的
变化（无扰动切换）。在空载运行情况下，当由开度控制切换到自
动方式时，实际开度会自动控制到不超过空载限制开度。
改造后的天生桥电站三台调速器到目前为止已运行3年多时间，
其工作性能稳定可靠，各项运行指标优良，机组工况明显得到改善，
保证了安全生产，提高了经济效益。说明采用基于单片微控制器为
核心的类似ywt-pmc微机调节器：（1）硬件结构紧凑，整个调节器
仅有两块电路板，基本上取消了内部接插件和转接线，具有很高的
可靠性和抗干扰能力；（2）显示操作面板简洁，显示信息一目了然，
运行操作一步到位，避免了繁琐的菜单式显示与操作；（3）检修维
护方便，微机调节器与机械柜之间插座连接，拆装十分简单，必要
时在机组运行期间可拆下调节器进行维修。以上说明该调速器改造
方案简单易行，工程量小、费用低，特别是用于中小型调速器的更
新改造。
参考文献
[1]河海大学，沈祖诒.水轮机调节[m].水利电力出版社（第三
版），1998，5。
[2]常兆堂编著.水轮机调节系统原理、试验及故障处理[m].中
国电力工业出版社，1995，9.
[3]陈仲华.水轮机电液控制系统技术发展述评[j].水电厂自动
化，1997，2.

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中小水电站水轮机调速器技术改造方案分析

中小水电站水轮机调速器技术改造方案分析

中小水电站水轮机调速器技术改造方案分析
熊志祥
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2012(000)013
【摘要】近二十年来，随着各类电调在中小电站逐步得到广泛采用，生产YT系列及TT、系列调速器的厂家也逐渐减少。

经过多年的运行，许多中小型机械调速器已不能正常运行，甚至长期手动操作，无法自动调节。

有许多中小型机调用户希望用较少的费用、较短的工期，将机调改造成先进而可靠的电调。

还有一些用户希望选择一种技术先进、工作可靠、性能优良而价格较低的新型电调，对现有机调进行更新换代。

本文就某水电站水轮机调速器技术改造方案进行分析。

【总页数】1页(P107-107)
【作者】熊志祥
【作者单位】梅州市清凉山供水有限公司,广东梅县514768
【正文语种】中文
【中图分类】TS827
【相关文献】
1.我国水轮机调速器技术发展与市场状况分析
2.可编程计算机水轮机调速器研制及技术特点分析
3.水电站水轮机技术改造方案及效果分析
4.中小水电站水轮机调速器技术改造方案研究
5.天生桥电站调速器故障分析及技术改造方案
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水电站调速器电气故障与处理措施

水电站调速器电气故障与处理措施

水电站调速器电气故障与处理措施摘要：调速器是水电站调整水轮发电机组输出功率，用以控制转速（频率）在额定范围的设备，也是保证供电安全、电压稳定的关键设备。

调速器故障威胁水电站安全生产，因此本文对水电站调速器电气故障与处理措施进行了分析。

关键词：水电站；调速器；电气故障；故障处理调速器是水电站关键控制设备，主要任务是将发电机组转速稳定在规定转速范围内，以保证机组安全、经济地运行[1]。

水电站调速器一般由电气调节装置、机械调节装置和机械液压系统三部分组成。

目前，由于采用可靠性高的可编程控制器作为调速器的调节器，并配置了合理的外围电路，电气故障率不高，但仍会因多种原因引起故障。

因此，本文对水电站调速器电气故障与处理措施进行了分析。

1 水电站调速器电气部分组成与控制模式1.1 电气部分组成水电站调速器经历了模拟电液调速器和微机调速器两个阶段。

以微机控制器（中央处理器）分类，微机调速器分为IPC、PLC、PCC等类型，现以PLC型调速器为例，它的组成包括电源、PLC、测频环节等部分。

调速器一般采用交流220V、直流220V并列供电的冗余电源系统，以提高供电可靠性。

PLC是调速器的控制核心，根据采集到的信号特征与来自监控系统指令信号进行比较判断，实现调速器的控制功能[2]。

测频采用残压和齿盘两种方式。

1.2 控制模式按照优先级由大到小，微机调速器一般有现地机械手动、现地电手动、现地自动和远方自动几种控制模式。

这些控制模式之间可以无扰动切换，如果电气部分发生故障，可将控制模式自动切换到现地机械手动模式。

2 水电站调速器常见电气故障及处理措施2.1 开停机不正常在自动模式下，发电机组未能按照开停机指示来完成全部流程或达到预定要求，例如开机时没有打开开限，或打开开限，但机组转速达不到额定值；停机时有未完成的信号。

开限拒动可能是二次接线、开关量板卡、D/A转换器、CPU等出了问题，通过检查二次接线及更换板卡、CPU等可解决此类问题。

天生桥二级电站水轮发电机组机械过速保护及两段关闭装置改造及应用

天生桥二级电站水轮发电机组机械过速保护及两段关闭装置改造及应用

天生桥二级电站水轮发电机组机械过速保护及两段关闭装置改造及应用摘要：天生桥二级电站总装机容量为6×220MW，其中#1、#2、#4机组为GC150/40型，#5、#6机组为GC100/40型过速保护装置。

该类型过速保护装置包含多个元器件，控制管路布置较为复杂，在发生异常情况时，由于所含元器件较多，分析原因比较困难，需对对个部件进行解体检查，对于机组的运行和检修维护都带来较大的风险和麻烦，随着过速保护装置技术的发展和成熟，天生桥二级电站于2012-2013年度检修中对这五台机的过速保护进行更换，更换为控制管路更为简洁，动作更加灵活的集成式过速保护装置，改造投运至今运行正常可靠，在实际运行中有很好的效果。

关键词：天生桥二级电站，机械过速保护装置，两段关闭，改造，应用Abstract：Total installed capacity of power plants Tianshenqiao two 6 × 220MW，where # 1，# 2，# 4 crew for GC150/40 type，# 5，# 6 crew for GC100/40 type overspeed protection device. This type of over-speed protection device structure contains multiple devices，piping layout is more complex，in the event of unusual circumstances more difficult to analyze the reasons，require the disintegration of pairs of two parts inspection，operation and maintenance for the maintenance of the unit have brought greater risks and troubles，along with a plastic protective device technology development and maturation，natural bridge two power stations in the 2012-2013 overhaul of these five machines overspeed protection for replacement，the replacement of the control line is more concise，more action flexible integrated overspeed protection device，transforming into operation so far is operating normally reliable in the actual operation have a good effect.Keywords：The TianshengqiaoⅡpower stations，machineryoverspeedprotection device，two paragraphs close ，transform，application一、概述在水轮发电机组发生紧急事故，机组需紧急停机时，若水轮机调速器失灵，无法及时关闭导叶接力器切断水流时，水轮发电机组的转速就可能上升到飞逸转速。

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法摘要：水电机组能否正常可靠地运转，与其各项电气设施的优良性能密切相关。

而机组的运行状况是否平稳，则是机组能否顺利运行的前提条件。

本文根据多年的工作经验，总结并剖析了水电站调速器在工作过程中遇到的几个问题，并给出了一些处理办法，为水电站调速器运维人员提供参考。

关键词：水电站;调速器;故障;处理0前言调速装置是水电站进行机组输出功率调整和自动控制的核心装置，它的主要工作是使机组在额定速度下工作，在负荷变化或其他外界因素的影响下，使设备的转速不超过指定的范围，并且在新的工作环境中迅速展开工作。

1调速器的功能1.1调速器的设计根据电力市场需求和水力发电厂的具体需求，本文提出了解决传统的变频器存在的问题，以达到更好的性能和更好的效果。

并网特点：调速器可按要求（机边或远程控制）自动起动，采用闭环方式启动，其提高了机组的转速以及稳定性，达到了无负荷状态在达到空载状态时，自动准同步控制装置可以准确地调整机组的频率，同时还具备每分钟最少6次以上的过周期并联的能力，从而使机组并网更快速、更平稳。

1.2调节有功功率由于国内大部分电站均纳入了电力系统，当长时间带有固定负载的机组投入电网后，由于其速度与功率系统的同步，不需要进行调频，它的工作主要是调节电网的有功功率。

而调速器又可分为闭环和开环，均为数字电液伺服，定位精确，无打滑加载，进而促使整个有功调整过程迅速、平稳、精确。

1.3自动调频功能由于我国的小电网存在着电力大容量的问题，而在电力网的拆分过程中，由于电力网的解体，电力系统的故障识别能力非常强。

所以，在电网释放后，将调速器由基本负荷运行方式转变为具有小型电网的频率，并对其进行迅速的状态辨识和调节，它可以使具有调节器的地方供电公司在解除管制后，在电力市场中快速进行自我保护，不至于因停电而造成整个地区的小型电网瘫痪，从而保障发电、供电和用电的安全。

2调速器的特点(1)水轮机的工作能力很强，而且体积很大，在运行过程中会遇到大量的水流，水轮机组是水电发电厂的主要动力设备，它可以调节水流的速度，对水流有很好的控制作用。