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電力是我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和日常生活應(yīng)用的重要能源之一,隨著我國(guó)不可再生資源的日益減少,水力發(fā)電的優(yōu)越性日益顯示。水輪機(jī)調(diào)速器 作為水電廠的重要設(shè)備,對(duì)水電站的正常運(yùn)行起到關(guān)鍵作用,與水電站 能否正常發(fā)電的工作密不可分,一旦調(diào)速器出現(xiàn)故障,將直接關(guān)系到水 輪機(jī)組乃至電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,因此水電站工作人員重視水輪機(jī) 調(diào)速器的調(diào)試和維護(hù)工作,及時(shí)調(diào)試、檢修、維護(hù)水輪機(jī)調(diào)速器,才能最大程度的避免水輪機(jī)調(diào)速器出現(xiàn)問(wèn)題,進(jìn)而保證水電站正常工作。

水輪機(jī)調(diào)速器作為水輪機(jī)的重要構(gòu)成部分,也是實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)的關(guān)鍵部分。為保證水輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),并據(jù)此保障水電站的正常、穩(wěn)定運(yùn)行,水輪機(jī)調(diào)速器一般具備兩種功能:并網(wǎng)功能和調(diào)節(jié)功能。其中,并網(wǎng)功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整的重要條件。在水輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,工作人員通過(guò)電腦向水輪機(jī)下達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)調(diào)整指令,隨后水輪機(jī)調(diào)速器具備的并網(wǎng)功能可依據(jù)相關(guān)指令,對(duì)水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,有利于保障水輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)功能作為水輪機(jī)調(diào)速器的主要功能,也是體現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)速器價(jià)值的功能,其的作用是對(duì)水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度、水流量、功率等進(jìn)行調(diào)節(jié)。即在水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,工作人員可依據(jù)需求,利用調(diào)速器所具備的調(diào)節(jié)功能,將水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率、水流量等調(diào)節(jié)至恰當(dāng)?shù)臄?shù)值,以此保證水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性和穩(wěn)定性,進(jìn)而為水電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

水輪機(jī)調(diào)速器作為水輪機(jī)的重要構(gòu)成部分,其的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,也直接影響著水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效果。在水電站運(yùn)行中,要想確保水輪機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn),必須要保證水輪機(jī)調(diào)速器所具備的功能可以正常發(fā)揮作用。基于此,在使用水輪機(jī)的時(shí)候,應(yīng)對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器進(jìn)行調(diào)試,以便為水輪機(jī)的正常、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)予以支持。為保證水輪機(jī)調(diào)速器的調(diào)試效果,相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器的工作原理有一定的了解,并且要掌握相應(yīng)的調(diào)試技術(shù)、方法和流程,最好是具備一定的水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)試經(jīng)驗(yàn),以便更好地開(kāi)展水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)試工作。

對(duì)于水輪機(jī)調(diào)速器的調(diào)試,可通過(guò)兩個(gè)步驟來(lái)完成,即實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)。在對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候,相關(guān)工作人員應(yīng)先對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn),以便據(jù)此對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各方面問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè),從而為水輪機(jī)調(diào)速器的正常使用提供保障。

水輪機(jī)組調(diào)速器運(yùn)行性能的好壞,除與本身的設(shè)計(jì)和制造工藝有關(guān)外,還與其日常維護(hù)情況有著密切的關(guān)聯(lián),良好的維護(hù)可以保證調(diào)速器的運(yùn)行長(zhǎng)期保持在比較好的狀態(tài),促使其使用壽命延長(zhǎng)。水輪機(jī)的日常維護(hù)工作主要有以下幾方面:

一、調(diào)速器良好工作條件的保持

1、確保水輪機(jī)組的運(yùn)行狀況正常。在水輪機(jī)空載運(yùn)行狀態(tài)下,大型調(diào)速器的轉(zhuǎn)速偏差值應(yīng)保持在±0.2%以內(nèi);中型調(diào)速器應(yīng)保持在±0.3%以內(nèi);小型調(diào)速器應(yīng)保持在±0.4%以內(nèi)。

2、調(diào)速器在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中的環(huán)境溫度應(yīng)保持在-5~40℃之間,相對(duì)濕度在90%以內(nèi),不應(yīng)有酸堿鹽等腐蝕性氣體,并且應(yīng)預(yù)防粉塵、雨雪的損害。

3、調(diào)速系統(tǒng)所用潤(rùn)滑油的油質(zhì)應(yīng)選用與國(guó)標(biāo)GB11120中46號(hào)機(jī)油相同或相近的機(jī)油,運(yùn)行油溫保持在10~50℃之間。

4、調(diào)速器在運(yùn)行過(guò)程中,其潤(rùn)滑油油壓的變動(dòng)值應(yīng)保持在工作油壓的±5%以內(nèi),在調(diào)節(jié)過(guò)程中的油壓變動(dòng)值應(yīng)保持在工作油壓的±10%以內(nèi)。

二、調(diào)速器的常規(guī)檢查

調(diào)速器的常規(guī)檢查內(nèi)容主要有:確保調(diào)速器工作環(huán)境整潔,防止液壓管道中有灰塵進(jìn)入,影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行;防止液壓油受潮氣影響,液壓油水分過(guò)高一方面會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕,同時(shí)一旦液壓油在管道中快速運(yùn)動(dòng)有大量氣泡產(chǎn)生,則會(huì)造成油路不暢,甚至造成液壓油外溢;檢查導(dǎo)閥活塞是否有卡阻現(xiàn)象,一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)盡快進(jìn)行處理觀察機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中不僅電機(jī)動(dòng)作是否頻繁、溫度變化是否在規(guī)定范圍以內(nèi);檢查各部件安裝是否牢靠、計(jì)量表和監(jiān)控畫面指示是否正常;檢查監(jiān)控界面的各項(xiàng)數(shù)值是否與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)相符;注意監(jiān)控系統(tǒng)是否有故障報(bào)警信息發(fā)出。

三、調(diào)速器的常規(guī)維護(hù)

調(diào)速器維護(hù)注意是調(diào)速油路和電氣系統(tǒng)的檢查。其主要內(nèi)容有:調(diào)速器潤(rùn)滑油應(yīng)定期進(jìn)行處理或更換,正常情況下每年進(jìn)行一次,新裝或大修設(shè)備應(yīng)在兩個(gè)月內(nèi)至少進(jìn)行一次。濾油器每周要進(jìn)行一次清潔,當(dāng)前后壓差過(guò)大時(shí)應(yīng)立即進(jìn)行更換或清理。工作油泵和備用油泵每周進(jìn)行一次輪換。定期檢查電氣部分的設(shè)備運(yùn)行情況,對(duì)電氣設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,判斷其運(yùn)行狀態(tài)是否正常,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患并提前進(jìn)行處理。對(duì)事故停機(jī)電磁閥的動(dòng)作情況每月進(jìn)行一次檢查,以保證動(dòng)作發(fā)生時(shí),保護(hù)器的有效性。

四、調(diào)速器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

水輪機(jī)調(diào)速器狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)速器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),主要包括各種檢測(cè)、測(cè)量、監(jiān)視、分析、判別方法,結(jié)合系統(tǒng)歷史與現(xiàn)狀,綜合考慮環(huán)境因素,評(píng)估設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),判斷其是否處于正常狀態(tài),并對(duì)狀態(tài)加以顯示、記錄,對(duì)異常狀態(tài)做出報(bào)警,以便運(yùn)行人員及時(shí)處理,為設(shè)備故障分析、性能評(píng)估、合理使用與安全工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。典型水輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括四大組成部分:①傳感及變送器;②調(diào)速器控制柜;③工控機(jī)及人機(jī)界面;④后臺(tái)綜合診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。整套系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),各種傳感器安裝于被監(jiān)測(cè)設(shè)備上,調(diào)速器控制柜負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集,并進(jìn)行一般數(shù)據(jù)處理、換算與報(bào)警,通過(guò)通信和工控機(jī)相接。工控機(jī)負(fù)責(zé)復(fù)雜數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ),以統(tǒng)一信息平臺(tái)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、特征計(jì)算、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障錄波、性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄,為后臺(tái)機(jī)組綜合在線診斷和狀態(tài)檢修輔助決策系統(tǒng)提供可靠數(shù)據(jù)源。

干擾傳播

電磁干擾的基本傳播途徑有兩種,分別是傳導(dǎo)耦合和輻射耦合。如圖2所示,傳導(dǎo)耦合是指在干擾源與敏感設(shè)備之間存在完整的電路連接時(shí),電磁干擾通過(guò)連接電路從干擾源傳播到敏感設(shè)備。輻射耦合是指電磁干擾通過(guò)其周圍的媒介以電磁波的形式向外傳播到敏感設(shè)備。

由于產(chǎn)生瞬態(tài)脈沖干擾的電磁閥與調(diào)速器電氣控制柜采用的是同一電源供電,電磁干擾能量可沿著金屬導(dǎo)體傳播至電氣控制柜內(nèi)的數(shù)字電路,形成干擾效應(yīng)。另外,電氣控制柜密封性不強(qiáng),干擾電磁場(chǎng)通過(guò)柜體上的孔洞、縫隙進(jìn)入控制柜內(nèi)部,形成對(duì)內(nèi)部設(shè)備的干擾。

應(yīng)對(duì)措施

接地、屏蔽和濾波是電子設(shè)備和系統(tǒng)在進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)過(guò)程中通用的三種主要的電磁干擾抑制方法。水輪機(jī)調(diào)速器正是從這三個(gè)方面人手采取了相應(yīng)的措施,增加干擾在傳播途徑上的衰減,同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)注意選用相互干擾較小的元器件,結(jié)構(gòu)上注意器件的合理布局。

一、接地

接地技術(shù)是抑制電磁干擾、提高電子設(shè)備電磁兼容性的重要措施,良好的接地能降低電路共用的接地阻抗所產(chǎn)生的干擾電壓,又能避免產(chǎn)生不必要的接地環(huán)路,以免感應(yīng)外來(lái)磁場(chǎng)的干擾或者產(chǎn)生干擾電位差。

水輪機(jī)調(diào)速器采取的接地措施有:

1、安全接地:調(diào)速器內(nèi)安裝接地銅牌,柜內(nèi)設(shè)備顯示器、控制器PCC、開(kāi)關(guān)電源和插座的接地點(diǎn)用黃綠接地線直接連接到接地銅牌上。

2、信號(hào)接地:調(diào)速器內(nèi)將電路按照信號(hào)特性分組,相互不會(huì)產(chǎn)生干擾的電路放在一組,一組內(nèi)的電路采用串聯(lián)單點(diǎn)接地,不同組的電路采用并聯(lián)單點(diǎn)接地,這樣既解決了公共阻抗耦合的問(wèn)題,又避免了地線過(guò)多的問(wèn)題。

二、屏蔽

抑制以場(chǎng)的形式造成干擾的有效方法是電磁屏蔽,屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域以某種材料進(jìn)行隔離,以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋�(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。

水輪機(jī)調(diào)速器采取的屏蔽措施主要有:

1、調(diào)速器控制柜柜體除具有機(jī)械支撐和保護(hù)作用外,在設(shè)備的屏蔽中起到關(guān)鍵性作用,調(diào)速器采用封閉鋼質(zhì)柜體,內(nèi)置硬鋁板作為器件安裝底板,柜門縫隙處安裝連續(xù)的電磁密封襯墊,保證了柜體的密封性。

2、導(dǎo)葉/槳葉位移傳感器、有功功率變送器、壓力變送器、液位變送器等模擬量信號(hào)的傳輸線采用屏蔽雙絞線,且不同的模擬量信號(hào)線獨(dú)立走線,有各自的屏蔽層,低壓數(shù)字信號(hào)線采用屏蔽線,控制信號(hào)的傳輸線也采用屏蔽雙絞線。

三、濾波

濾波技術(shù)是抑制電氣、電子設(shè)備傳導(dǎo)電磁干擾,提高裝置傳導(dǎo)抗擾度水平的主要手段。

針對(duì)不同信號(hào)的特征和功能,調(diào)速器應(yīng)用了不同的濾波策略。

1、調(diào)速器同時(shí)采用交流電源和直流電源互為熱備用供電,對(duì)于電源的處理主要是通過(guò)雙重供電模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。兩路電源分別經(jīng)過(guò)隔離、整流,進(jìn)入濾波模塊,經(jīng)整流、濾波處理后轉(zhuǎn)換為電源輸出,保證了裝置的可靠供電。

2、導(dǎo)葉/槳葉位移傳感器信號(hào)進(jìn)入調(diào)速器后,使用獨(dú)立的信號(hào)隔離器對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行隔離、濾波,變換后的信號(hào)進(jìn)入PCC控制器模擬量輸入通道,確保了槳葉位移傳感器測(cè)量的精準(zhǔn)性。

3、電網(wǎng)頻率和機(jī)組殘壓測(cè)頻信號(hào)經(jīng)隔離變壓器后,通過(guò)濾波、隔離、整形等處理送人PCC控制器的測(cè)頻模塊。