四川凉山水洛河电力开发有限公司四川凉山615000
摘要：关于撒多水电站调速器导叶位移开度反馈失真引起负荷波动，为防止故障扩大化和加强水电站运行工作人员对故障可靠的判断及事件的处理，结合电站设备配置和设计原理，增设相应的故障控制措施和综合分析。
关键词：撒多水电站；调速器；运行故障；处理；原因；综合分析；
前言：调速器设备是水电站的基本组成要素，水电站的设备简单，电气机械化程度高。因此，在水电站的实际运营过程中，当某种设备产生故障时，整个水电站可能会停止设备正常运营的情况发生。为了避免设备故障为水电站带来更大的经济损失，需要根据不同设备/设计原理增设不同的故障逻辑判断进行分析处理。
1概况
1.1撒多水电站的概况
撒多水电站是四川凉山水洛河电力开发有限公司投资建设，水洛河流域梯级开发的第十级电站，电站位于四川省凉山州木里县宁朗乡，经右岸引水至撒多沟口下游1km建地下厂房，作为公司流域滚动开发第一批次项目发电。撒多水电站水轮发电机组由杭州力源发电设备有限公司制造，水轮机组型号为HLY151-LJ-260，发电机型号为SF-J70-20/5400，单机引用流量51.47m3/s，工作水头152m，额定转速为300rpm，装机容量210MW。该水电站的开发任务主要为发电。
1.2撒多水电站调速器的技术参数
(1)型式和总体设计：调速器采用双机双通道冗余热备结构，调速器是PID型可编程控制器。电气部分采用双通道+独立智能电手操作控制器设计，由控制器、I/O模块、电源系统、操作及显示设备、齿盘及测频接近开关、导叶位置传感器、功率变送器等组成。
(2)水轮机调速系统的基本参数：
1)导叶接力器时间范围：
关闭全行程：可调范围4～60s开启全行程：可调范围4～60s
2)频率给定调整范围：45～55Hz
3)永态转差系数调整范围：0～10%
4)PID增益的可调范围(不低于)：
比例增益Kp0.5～20
积分增益Ki0.5～201/s
微分增益Kd0～20s
5)功率给定范围：0～120%
6)开度限制调整范围：0～100%
7)人工失灵区：±0.75Hz
8)转动惯量GD2：≥1900t?m2
9)水流惯性时间常数：不大于4s
2撒多水电站#2机组负荷波动对水轮机调速器故障现象处理及原因分析：
撒多水电站#2机组有功负荷异常波动故障
（1）故障现象：
撒多水电站运行方式：#2机组并网运行，P=53MW，Q=-10Mvar，#1、#3机组热备用，#1、#2、#3主变及开关站运行。
2015年10月02日，#2机组并网发电出现负荷轻微波动，在06时10分#2机组水洛河远程集控中心上位机记录#2机组有功闭环调节退出。
（2）事件经过和处理措施：
06:11分07秒撒多水电站#2机组有功负荷波动至90MW（额定：70MW）,#2发电机保护装置后背保护“发电机过负荷”动作，水洛河远程控制中心启动启动撒多水电站#2机组停机流程，发出报警信号，在2分钟后撒多水电站#2机组已经安全停下。
运维处理措施：
1)安排运维人员复核#2机组停机流程正常执行完毕，按照规范完成相应安全技术措施，对变电系统、#2机组发电机、水轮机、调速器、监控系统重点进行检查。汇总分析计算机监控系统事故、曲线记录、保护动作等相关记录（图2有功与接力器行程曲线图），并汇报相关调度、管理工作及启动备用机组发电。
图2撒多水电站#2机组有功与接力器行程曲线图
2)检查过程中发现#2机组调速器A套位移传感器采样异常，用过程校验仪给调速器PCC模件施加接力器形成模拟量，校核PCC模件采样与所施加的值能对应，PCC模件采样无故障。
3)通过检查传感器本身，发现#2机组调速器A套位移传感器本身拉杆的滑块与连接板掉落，导致位移传感器拉线滑块不能随接力器移动，无法正常采集到导叶开度的实时开度数据。
图3撒多水电站#2机组调速器位移传感器脱落现场图
（3）事件处理分析：
#2机组并网发电过程中，出现机组有功出力波动超出额定负荷，导致机组保护动作停机，检查调速器导叶位移传感器脱落造成接力器位移反馈失真，调速器未准确的采集开度处于开度控制模式，计算机监控系统调节功率处于功率闭环控制，调节无效后功率闭环控制退出并报警，#2机组有功负荷波动至90MW（额定：70MW），机组相应保护动作事故停机。
3对撒多水电站调速器开度反馈失真增设控制故障的综合措施
3.1对撒多水电站调速器的导叶开度传感器，应采取措施确保导叶位移开度传感器反馈元件安装可靠牢固，不受其它元件影响工作：
撒多水电站导叶开度位移传感器采用通用的直线（拉线式）位移传感器，为避免测量元件干扰，配置的两套传感器分别安装在两支对应接力器上，为保证导叶开度位移反馈真实性，采取现场制作专用调整支架，保证接力器行程在传感器的工作行程之内。
3.2导叶开度行程反馈信号是机组并网调速器控制中的最重要反馈量，其设置保护应全面和准确：
正常情况下，机组调速器导叶开度设置的故障报警：导叶开度故障越上限、越下限、断线和跳变故障。一般情况下调速器导叶开度均配置双套冗余开度位移传感器，应增设两套传感器开度反馈比差计算3-5%故障报警和调速器控制切换的判断。
图4撒多水电站调节原理框图
3.3调速器功率限制保护，应区分调速器不同运行模式设置切换工况：
一般情况下，因机组并网后机组频率闭环控制正常取用网频50Hz不变，功率限制保护通过调速器配置的功率变送器计算初略有功参考值，只有在功率闭环调节中启用，功率闭环控制对象为水轮机导叶接力器，功率调节还要转换成开度调节计算，增加一个控制环节计算转换存在多一个控制风险，功率限制还需要通过开度导叶开度传感器控制开度，导叶开度如存在虚假的、不真实、不随地的也无法实现功率限制，所以并网均采取开度闭环调节。
4结论
关于撒多水电站调速器导叶位移开度反馈失真，在实际运行过程中出现类似故障偏少，为防止故障扩大化和加强水电站运行工作人员对故障的可靠的判断及事件的处理，应结合相应电站设备配置和设计原理，适当的增设导叶开度反馈失真的可靠措施。
参考文献
[1]魏守平，现代水轮机调节技术，华中科技大学出版社，2002
[2]沈祖诒，水轮机调节系统分析，北京：水利电力出版社，1988
[3]沈祖诒，水轮机调节（第三版），北京：水利电力出版社，1988
作者简介：
胡坤（1987-），男，湖北荆州人，助理工程师，专科，从事水电站设备管理工作；
万连彬（1982-），男，四川攀枝花人，工程师，本科，从事水电站机电技术与设备管理；