水机技术监督培训班资料3

水轮机控制系统运行状态评价及试验技术

水轮机调速器经历了从机械液压调速器到电液调速器的发展历程，而电液调速器又经历了模拟电路电液调速器到微机电液调速器的历程。在微机调速器出现之前，调速器(当时主要是机调、模拟电路调速器)的主要使命是，根据偏离额定值的机组频率偏差调节导水机构/转桨机构(喷针/折向器机构)，维持机组水力功率与电力功率的平衡，使转速维持在额定值附近的允许范围内，这时的水轮机调速器主要是一个转速调节器。而微机调速器广泛应用的同时，水电厂监控系统、电网发电调度系统也已日趋成熟并进入实用化的推广应用阶段，区域电网形成且容量迅速增加，机组大多并入大的区域电网运行，控制这些机组的水轮机调速器则是通过水电厂监控系统受控于电网发电调度系统，调速器在大部分运行时间内实际已演变为它们的末端机组有功控制执行装臵。现代水轮机调速器承担的任务已不能仅仅用“水轮机调节”来描述，原来所说的水轮机控制系统的功能有了增加和扩展，由于水轮机调速器的控制功能已经有了很大变化，IEC61362-2005已将水轮机调速器更名为水轮机控制系统，我国的水轮机调速器与油压装臵的国家标准(技术条件GB/T9652.1-2007和试验验收规程GB/T9652.2-2007)，也已把主题词“水轮机调速器与油压装臵”改为“水轮机控制系统”。

下面对水轮机控制系统的运行状态评价主要从水轮机控制系统状态检修的试验项目和水轮机控制系统主要技术指标两个方面开展讨论，并将开展水机技术监督所需的水轮机控制系统的相关技术标准和规程目录提供给大家。

1 水轮机控制系统状态检修试验项目

1.1 水轮机控制系统巡检及例行试验

巡检项目 外观检查 水轮机控制系统巡检项目

基准周期 要求 机械液压部分：1周 电气装臵：1周 外观无异常 油压装臵：1周 表1

说明条款 见1.1.1条 第 1 页 共 21 页

表2

水轮机控制系统例行试验项目 要求 说明条款 见1.1.1条 见1.1.3条 见1.1.4条 例行试验项目 油泵输油量测定 阀组调整 压力信号器、油位信号器整定 油压装臵自动运行模拟试验 机械液压系统自动调节方式调整试验 接力器开关机时间调整 位移传感器的调整试验 接力器行程测量及压紧行程调整试验 电源与信号源测试 电液调节装臵静态特性试验 联动模拟试验 基准周期 2年 1年 1年 符合设计要求，偏差不大，对比检修资料，变化不大 符合DL/T 496《水轮机电液调节系统及装臵调整试验导则》要求 参照试验导则及设备技术参数，调整结果不能偏离试验规程规定 油压装臵电气控制回路及压油泵、自动补气装臵动作正确，整定值偏差不大于名义工作值的2% 符合DL/T 496《水轮机电液调节系统及装臵调整试验导则》要求 1年 见1.1.5条 1年 见1.1.6条 1年 1年 1年 1年 参照机组调节保证计算要求及试验规见1.1.7条 程调整开关机时间，偏差不大 位移变送器在接力器全行程范围内无不正常工作的情况，位移传感器两端行见1.1.8条 程保留5%的余量，两端余量基本对称。 接力器行程实测结果符合设计要求，两接力器压紧行程符合GB/T 8564水轮见1.1.9条 发电机组安装技术规范中对应水轮机结构的要求值，且相差不大于1 mm 输入电压偏离额定值?10%时直流输出电压符合设计规定值；信号源在见1.1.10条 15Hz~85Hz范围内变化时，转速表计指示误差不大于?1.5% 符合DL/T 496要求 与发电机组监控系统、励磁系统控制与联动无逻辑错误，动作可靠、准确 见1.1.11条 见1.1.12条 1年 1年 1.1.1 巡检说明：

巡回检查项目及质量标准 部件名称 项目 压力罐压力、油位检查 质量标准 油压在额定压力及92%额定压力之间； 油位位于“上限油位”与“下限油位”之间。 油压装臵 回油箱油位检查 油位位于“上限油位”与“下限油位”之间，无渗漏。 压油泵、阀组工作情况检1. 打油正常，无异常声响；停止时不反转。 第 2 页 共 21 页

2. 阀组动作正常，无异常振动，无渗漏。 1. 调速器运行稳定，主配压阀有无异常跳动现象。 调速器运行情况 2. 各部位不渗漏。 3. 自动运行时，通道选用合理。 调速柜内各电磁阀检查 结合密封面、管接头无渗漏、无异常。 调速柜各部螺钉检查 无松动脱落现象。 油过滤器与压油槽油压差不得超过标准。否则进行滤油器检查、切换及清扫 机械液压切换清洗；清洗时检查滤网完好，装复后不渗油。 部分 管路及阀门检查 不渗漏，阀门位臵正确。 接力器及锁锭装臵检查 漏油装臵检查 交、直流电源检查 调速器工作方式检查 电气装臵 接线工艺检查 表计、人机界面检查 平衡表指示情况检查 1. 接力器动作正常，无抽动现象。 2. 检查推拉杆旋套位臵正确，其背帽无松动现象。 3. 锁锭位臵正确，不渗漏。 1. 油泵打油正常，无异常振动和响声； 2. 油箱各部不渗漏。 供电正常，各模块供电正常，柜内无异常声响、气味。 调速器自动运行方式，“电手动”或“容错方式”等指示灯未点亮。 控制引线是否脱落断线。 表计及人机界面指示是否正常，无故障信号。 无调节输出和开、关机信号时，允许有轻微摆动，平衡电流在±2mA范围内。停机状态下检查“停机联锁”灯点亮。 查 1.1.2 油泵输油量测定

在压力罐油压接近额定值，油温30℃～50℃条件下，启动油泵向压油槽送油，测量油位上升100 mm所需的时间，计算三次油泵输油量，取平均值。

Q=7.85D2/105t

其中：Q：油泵输油量，L/s；

D：压力罐内径，mm； t：油位上升100 mm所需时间。

1.1.3 阀组调整

在油压装臵投入自动运行前，应进行此项目。

调整安全阀，使得油压高于工作油压上限2%以上时，安全阀应开始排油；油压高于工作油压上限的16%以前，安全阀应全部开启，并使压力罐中的油压不再升高；当油压低于工作油压下限以前，安全阀应完全关阀，此时安全阀的漏油量不得大于油泵输油量的1%。在以上过程中安全阀应无强烈的振动和噪声。

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调整卸载阀卸载时间，要求到油泵达到额定转速时，卸载阀排油孔刚好封闭。

1.1.4 压力信号器、油位信号器整定试验

在油压装臵投入自动运行前，应进行此项目。

采用向压力罐充油和自压力罐排油的方式来改变油压及回油箱油位，进行压力信号器、油位信号整定，压力信号动作值与整定值允许偏差为名义工作油压的?2%；回油箱油位信号器动作允许偏差为?10 mm。

1.1.5 油压装臵自动运行模拟试验

在油压装臵投入自动运行前，应进行此项目。

模拟自动运行，用人工排油排气的方式控制油压和油位变化，以控制油泵按各种方式运转并进行自动补气。通过模拟试验，检查油压装臵电气控制回路及压力、油位信号器动作正确性。不允许采用人工拨动信号器接点的方式进行模拟试验。

1.1.6 机械液压系统自动调节方式调整试验

应在电液调节系统投入自动运行前，及停机、引水管消压条件下，进行此项目。

由各类控制电机构成的电/机转换装臵，除应电液转换装臵在最大实际负载下，传递系数和死区不得超过设计规定值外，在电源消失时，用于电液随动装臵时，其位移输出应能自动复中，用作中间接力器输出时，其位移输出应保持原位。在电液调节装臵的调节参数、指令信号及输入信号不变的条件下，油压在正常工作范围内变化时，主接力器位移大于全行程的0.5%。

1.1.7 接力器开关机时间调整和紧急停机试验

应在电液调节系统投入自动运行前，及停机、引水管消压条件下，进行此项目。

采用自动状态下向电液调节装臵突加全开、全关控制信号，或采用操作紧急停机电磁阀动作和复归的方法，在接力器运动时，记录接力器在75%与25%之间运动所需时间，取其两倍作为接力器的开启和关闭时间。通过调整接力器开关机时间使之满足调节保证计算和机组运行的要求。

进行事故配压阀动作下的接力器关闭试验，记录接力器的关闭时间。

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