论文部分内容阅读
摘要：为了实现节能减排，保护环境的目的，清洁能源在能源市场的份额已逐渐扩大，其中水电作为较为多用的清洁能源，而水电站的调速器作为一个研究重点，受到人们广泛的关注，故在此对水电站的调速系统进行剖析，分析调速系统的问题，并根据其问题提出相应的改造方案，以供参考。
关键词：水电站；调速器；电力系统；系统改造
1引言
社会的飞速发展，提高了人们对自然环境的关注，人们的环保意识随着物质水平的提高而提高，因此人们为了保护环境而使用清洁能源。目前，已知的清洁能源由太阳能、水利能等等，其中利用水利能进行发电的水电站最受人关注，而水电站是利用水利能进行发电的重要场所，其中调速器系统作为水电站的重要设备，其能否高效运行直接影响着水电站的电能的产量和质量，因此水电站的工作人员需要加强对水电站的调速器系统的研究，并根据其存在的问题针对性地制定相应的措施应对，并进行系统的升级和改造，从而确保水电站能够高效运作，提高水电企业的经济效益和竞争实力。
2水电站调速器概述
水电站的调速器，是水电站用于控制和调节水轮发电机工作状态的重要设备，调速器工作时，是对水轮发电机的各个工作环节进行调控，如：水轮机的开机停机、空载、并网、增加运行负荷等等，此外还需要在机组进行并网前，对机组的频率进行控制，确保机组的频率在50Hz±0.2Hz；而机组并网后，调速器系统更具水轮机的负荷设定值对机组的负荷进行调控，并根据预定的参数对系统进行调频。因此，调速器作为水轮发电机机组的关键设备，其能否正常可靠运行直接关系到水电站输送出来的电能的质量和整个电网的供电可靠性，故水电站的相关工作人员需要时刻对水电站的调速器系统进行试验、调整和定期的检查维护和保养，以此避免调速器出现故障影响水电站的正常生产活动，保障企业的生产安全，提高企业的经济效益和综合竞争实力。
水电站的调速器具备以下的特点：①操作力较大，水轮发电机机组作为水电站的重型机械设备，其体型巨大且质量较重，故该机组在运行工作时，需要承受较大的水流量所带来的巨大冲击力，因此调速器对进水门的控制方面需要很大的操作力才可保障机组的正常运行；②操作过程较为复杂且影响因素众多，调速器在机组中最主要的作用是将水流中蕴含的能量经过水轮发电机作用下转变为电能，然后在通过电网系统将其输送至千家万户使其电气设备运作，而调速器在运作时引水管中因水流量较大，所具备的惯性也较大，故调速器在控制时所导致的水锤则会出现反调效应，从而影响水轮机的调速器系统的稳定运行，并加剧了操作的复杂性，此外调速器的运行还会受到其他的影响因素干扰，最终导致调速器的操作复杂；③调速器功能较多，第一，在机组的负荷发生变化时，调速器可以及时根据负荷的变化情况做出相应的变化，短时间内使机组的工作状态恢复稳定；第二，机组在运行中所产生的各项变化，调速器基本可以准确地对变化的情况进行分析，并根据变化做出一致的变化，以维持机组的稳定；第三，调速器在对机组的变化進行调控时，其调节并不会过于剧烈，而是较为平稳地对机组的变化情况进行合适的调节，以确保机组的正常运作[1]。
3水电站调速器系统改造措施
3.1水电站的调速器系统存在的问题
作为水电站关键设备的调速器系统，虽然具备较多的优点，但是其在实际的运行中却具备以下的问题。
3.1.1系统稳定性较差，灵敏度较低，抗干扰能力较弱
在对调速器系统进行调试、检修和保养的时候，通讯设备极易出现干扰的杂音，而系统的油压的操作设备问题较多，容易出现漏油、主配发卡等问题；而工作环境中的杂质容易进入调速器，从而导致主配的引导阀工作时动作较缓慢，导致调速器的频率调节缺乏稳定性；此外，设备中电液转换器因设有节流孔，在长期的工作中，该节流孔容易被油污堵塞，从而引发电液转换器发生抽动现象，使得机组的有功无法加上。
3.1.2电气元件老化速度快，故障率较高
调速器的电机常常因发生旋转而导致烧毁，而导叶则因为回路出现故障导致其无法自动开合。导叶的接力器因反馈信号存在着不稳定的现象，用于反馈的钢圈尺会出现位移、发卡的现象，更为甚者会出现折断的情况；调速器的触摸屏时常会因屏幕出现乱码而导致运行参数的显示出现异常，无法反馈工作参数；而调速器的电柜出现电源直流系统接地的异常情况时，无法对异常接地点进行正确的判断，从而导致电柜电源发生跳闸，水轮机机组出现事故，从而严重影响机组的正常工作，使得事故的影响范围进一步扩大。
3.1.3系统的结构复杂，维护工作量较大
主配压阀的控制油路是通过明管进行连接的，且油路走向较为复杂多变且具备节流孔，因此在工作时较容易发生卡阻的故障，对于复杂的调速器系统，在进行检修保养工作时，工作人员所需要面临的工作量十分巨大。
3.2调速器系统的改造思路
对于上述的调速器系统的运行问题，可以在原水电站的设备基础上，针对性地提出合适的改造计划，以此提高水电站调速器系統的工作稳定性和水电站的工作效率，降低故障率，从而促进水电站的发展，具体的改造思路如下：①将系统中的常规继电器用较为先进的电子继电器取代；②系统采用两套油泵交替工作，这可以在一套油泵因故停机或检修时另一套油泵可以继续工作，以此确保水轮机机组可以继续工作；③触点处的线路易出现故障，可以使用双向晶闸管来达到无触点通断而减少故障的发生；④油压装置可以在安全阀上安装动作开关，以免油泵在最大工作压力时，未能及时切断电机的电源而引发故障[2]。
3.3调速器系统的具体改造措施
目前，大多数的小型水电站的调速器基本为机械液压型，而调速器要保持稳定的运行，则需要获得源源不断的压力油源，因此需要频繁地启动压力设备的油泵，但是老旧的控制系统设备简陋、保护技术落后，容易造成工作上的不便，也埋下了机组运行的安全隐患，因此调速器的油压系统的改造是整个系统改造的重点，需要对整个压力油泵进行改造，设置三套启动油泵，当其中一套油泵系统发生故障时可以确保水轮发电机机组仍然正常运作。此外，调速器系统容易发生故障，因此需要对其脆弱的电路系统进行改造，在电路改造中使用各类保护措施减少故障的发生，如低压启动保护、热继电器保护、油压过高保护等等，以便于系统出现故障时，有相应的保护措施避免系统的故障影响进一步扩大。
4水电站调速器系统改造效果分析
对水电站的调速器系统进行上述改造后，因制定的改造方案是针对当前的调速器系统的运行问题所制定，因此在改善完毕后，调速器系统的自动化程度和可靠性均得到提高，水电站的工作效率也相应提升，从而减轻了工作人员的工作压力，减少了企业对水电设备的检修和保养的人力物力，整体上提高了水电企业的经济效益。
5结语
面对良好的发展机遇，水电企业需要抓住机遇发展，并需要对重要的调速器系统加以更加深入的研究，以确保水电站的运行更加稳定和高效，提高企业的经济效益。
参考文献：
[1]于强.关于水电站调速器的系统改造[J].黑龙江科技，2014（02）：120.
[2]郭磊.水电站调速器油压系统改造方案研究[J].南昌工程学院学报，2014（06）：34-37.
关键词：水电站；调速器；电力系统；系统改造
1引言
社会的飞速发展，提高了人们对自然环境的关注，人们的环保意识随着物质水平的提高而提高，因此人们为了保护环境而使用清洁能源。目前，已知的清洁能源由太阳能、水利能等等，其中利用水利能进行发电的水电站最受人关注，而水电站是利用水利能进行发电的重要场所，其中调速器系统作为水电站的重要设备，其能否高效运行直接影响着水电站的电能的产量和质量，因此水电站的工作人员需要加强对水电站的调速器系统的研究，并根据其存在的问题针对性地制定相应的措施应对，并进行系统的升级和改造，从而确保水电站能够高效运作，提高水电企业的经济效益和竞争实力。
2水电站调速器概述
水电站的调速器，是水电站用于控制和调节水轮发电机工作状态的重要设备，调速器工作时，是对水轮发电机的各个工作环节进行调控，如：水轮机的开机停机、空载、并网、增加运行负荷等等，此外还需要在机组进行并网前，对机组的频率进行控制，确保机组的频率在50Hz±0.2Hz；而机组并网后，调速器系统更具水轮机的负荷设定值对机组的负荷进行调控，并根据预定的参数对系统进行调频。因此，调速器作为水轮发电机机组的关键设备，其能否正常可靠运行直接关系到水电站输送出来的电能的质量和整个电网的供电可靠性，故水电站的相关工作人员需要时刻对水电站的调速器系统进行试验、调整和定期的检查维护和保养，以此避免调速器出现故障影响水电站的正常生产活动，保障企业的生产安全，提高企业的经济效益和综合竞争实力。
水电站的调速器具备以下的特点：①操作力较大，水轮发电机机组作为水电站的重型机械设备，其体型巨大且质量较重，故该机组在运行工作时，需要承受较大的水流量所带来的巨大冲击力，因此调速器对进水门的控制方面需要很大的操作力才可保障机组的正常运行；②操作过程较为复杂且影响因素众多，调速器在机组中最主要的作用是将水流中蕴含的能量经过水轮发电机作用下转变为电能，然后在通过电网系统将其输送至千家万户使其电气设备运作，而调速器在运作时引水管中因水流量较大，所具备的惯性也较大，故调速器在控制时所导致的水锤则会出现反调效应，从而影响水轮机的调速器系统的稳定运行，并加剧了操作的复杂性，此外调速器的运行还会受到其他的影响因素干扰，最终导致调速器的操作复杂；③调速器功能较多，第一，在机组的负荷发生变化时，调速器可以及时根据负荷的变化情况做出相应的变化，短时间内使机组的工作状态恢复稳定；第二，机组在运行中所产生的各项变化，调速器基本可以准确地对变化的情况进行分析，并根据变化做出一致的变化，以维持机组的稳定；第三，调速器在对机组的变化進行调控时，其调节并不会过于剧烈，而是较为平稳地对机组的变化情况进行合适的调节，以确保机组的正常运作[1]。
3水电站调速器系统改造措施
3.1水电站的调速器系统存在的问题
作为水电站关键设备的调速器系统，虽然具备较多的优点，但是其在实际的运行中却具备以下的问题。
3.1.1系统稳定性较差，灵敏度较低，抗干扰能力较弱
在对调速器系统进行调试、检修和保养的时候，通讯设备极易出现干扰的杂音，而系统的油压的操作设备问题较多，容易出现漏油、主配发卡等问题；而工作环境中的杂质容易进入调速器，从而导致主配的引导阀工作时动作较缓慢，导致调速器的频率调节缺乏稳定性；此外，设备中电液转换器因设有节流孔，在长期的工作中，该节流孔容易被油污堵塞，从而引发电液转换器发生抽动现象，使得机组的有功无法加上。
3.1.2电气元件老化速度快，故障率较高
调速器的电机常常因发生旋转而导致烧毁，而导叶则因为回路出现故障导致其无法自动开合。导叶的接力器因反馈信号存在着不稳定的现象，用于反馈的钢圈尺会出现位移、发卡的现象，更为甚者会出现折断的情况；调速器的触摸屏时常会因屏幕出现乱码而导致运行参数的显示出现异常，无法反馈工作参数；而调速器的电柜出现电源直流系统接地的异常情况时，无法对异常接地点进行正确的判断，从而导致电柜电源发生跳闸，水轮机机组出现事故，从而严重影响机组的正常工作，使得事故的影响范围进一步扩大。
3.1.3系统的结构复杂，维护工作量较大
主配压阀的控制油路是通过明管进行连接的，且油路走向较为复杂多变且具备节流孔，因此在工作时较容易发生卡阻的故障，对于复杂的调速器系统，在进行检修保养工作时，工作人员所需要面临的工作量十分巨大。
3.2调速器系统的改造思路
对于上述的调速器系统的运行问题，可以在原水电站的设备基础上，针对性地提出合适的改造计划，以此提高水电站调速器系統的工作稳定性和水电站的工作效率，降低故障率，从而促进水电站的发展，具体的改造思路如下：①将系统中的常规继电器用较为先进的电子继电器取代；②系统采用两套油泵交替工作，这可以在一套油泵因故停机或检修时另一套油泵可以继续工作，以此确保水轮机机组可以继续工作；③触点处的线路易出现故障，可以使用双向晶闸管来达到无触点通断而减少故障的发生；④油压装置可以在安全阀上安装动作开关，以免油泵在最大工作压力时，未能及时切断电机的电源而引发故障[2]。
3.3调速器系统的具体改造措施
目前，大多数的小型水电站的调速器基本为机械液压型，而调速器要保持稳定的运行，则需要获得源源不断的压力油源，因此需要频繁地启动压力设备的油泵，但是老旧的控制系统设备简陋、保护技术落后，容易造成工作上的不便，也埋下了机组运行的安全隐患，因此调速器的油压系统的改造是整个系统改造的重点，需要对整个压力油泵进行改造，设置三套启动油泵，当其中一套油泵系统发生故障时可以确保水轮发电机机组仍然正常运作。此外，调速器系统容易发生故障，因此需要对其脆弱的电路系统进行改造，在电路改造中使用各类保护措施减少故障的发生，如低压启动保护、热继电器保护、油压过高保护等等，以便于系统出现故障时，有相应的保护措施避免系统的故障影响进一步扩大。
4水电站调速器系统改造效果分析
对水电站的调速器系统进行上述改造后，因制定的改造方案是针对当前的调速器系统的运行问题所制定，因此在改善完毕后，调速器系统的自动化程度和可靠性均得到提高，水电站的工作效率也相应提升，从而减轻了工作人员的工作压力，减少了企业对水电设备的检修和保养的人力物力，整体上提高了水电企业的经济效益。
5结语
面对良好的发展机遇，水电企业需要抓住机遇发展，并需要对重要的调速器系统加以更加深入的研究，以确保水电站的运行更加稳定和高效，提高企业的经济效益。
参考文献：
[1]于强.关于水电站调速器的系统改造[J].黑龙江科技，2014（02）：120.
[2]郭磊.水电站调速器油压系统改造方案研究[J].南昌工程学院学报，2014（06）：34-37.