浮石水电站安装了三台南宁发电设备总厂制造的ZZ580-LH-630型轴流转浆式水轮发电机组，装机容量为54MW（3×18MW）。第一台机组（1#机）于2000年4月投产发电，第二台机组于2000年11月8日投产发电，最后一台机组于2001年6月28日投产发电。厂内安装了三台同一型号WSTAG-150调速器，为南宁发电总厂随主机配套供应产品。电气采用PLC，机组液压部分仍为杠杆式，电液转换器为“十字”弹簧结构，为二十世纪八十年代的产品，技术较为落后。调速器自投入运行历时三年以来，出现过多次故障与事故。主要故障、事故如下：

（1）电液转换器发卡，造成溜负荷或突然增负荷或造成功给失效。（2）开、停机过程调速器失控，多次造成励磁系统事故，甚止发生1#机组在开机过程中二级过速事故。（3）三台机均出现过紧急停机电磁阀发卡；事故配压阀电磁阀发卡故障现象。（4）开度限制阀套设计不合理，发生喷油，造成被迫停机事故；机械杠杆系统发生过销轴脱落事故；反馈钢丝绳发生过折断、脱落事故；停机锁锭投入时，转轮由“自动”转“手动”时，手、自动位置不重合，误动造成撞坏接力器锁锭装置事故。（5）电气部分发生过微机健无法输入或更改参数，综合放大系统异常，开度指示板坏，协联跟踪不平衡等故障。（6）事故配压阀串油严重，事故油槽被迫与三台机组调速器油槽串联运行来维持事故油槽油位稳定。

从以上种种事例可以看出，浮石水电站调速器运行性能不稳，故障、事故发生较为频繁。特别是2#调速器更为突出，如2003年6月30日2#机带6000KW负荷时运行时，先出现溜负荷，后发生调速器自动、手动操作失灵故障，下面对2#机调速器故障过程及原因进行分析及探讨。

一、故障经过：

6月30日19：46电值班员在中控室进行3#机并网操作时，发现2#机出现溜负荷（机组当时带负荷为6000KW）现象，电值班员立即增负荷两次，均失灵。马上通知在3#机调速器旁监护开机过程的机值班员到2#调速器检查，机值班员到2#机调速器柜后，发现导叶开度在53，并在调速器柜上试着进行增负荷操作，也失灵。并立即进行了调速器常规检查：导叶开度平衡表指针指向73mA；浆叶平衡表正常；油压正常为2.2Mpa；反馈系统正常。仔细检查电液转换器，发现它不排油。打开外罩检查，发现十字弹簧不震动。机值班员切手动运行，先切浆叶，再切导叶，电手动操作增、减负荷，负荷停在5000KW不动，电手动操作失灵。改为纯手动操作开限，操作幅度较小，开度指针不动，但可看到开限杠杆在动，纯手动操作也失灵。

当班值长把调速器故障情况汇报给总工，迅即生技部各专职工程师到现场了解故障情况，并进行了相关检查：电液转换器基本正常（有抽动现象），其排油量略小；手动操作开限，开度不动；油压、反馈检查均正常。此时，2#机组也正在进行另外一个项目阶段试验，即正在进行转轮漏油量观察，事故配压阀正在断开状态，从机组安全角度上考虑，立即通知恢复事故配压阀工作，漏油量观察中止。运行及机械维护人员进行了恢复程序操作，先操作事故配压阀压力油管供油阀门，再操作回路管路回油阀门，在操作回油阀门过程中听到油路畅通的声音。机组先关、后开，接着主配恢复动作。调速器恢复调整过程，现场手动操作正常，切自动，通知中控室人员作增、减负荷操作均正常，调速器恢复正常工作状态。

这次调速器故障特征：

（1）、机组带6000KW负荷运行，出现溜负荷现象。事故配压阀因正在进行2#机漏油量观察为断开状态，供油阀2121#关闭，回油阀门2122#关闭。（2）、自动增负荷操作时电液转换器不排油，不震动，开度平衡表指示为73mA。（3）、调速器在自动操作失灵的情况下，改为手动操作也失灵。（4）、纯手动操作时，杠杆动作，开度限制阀动作。（5）、油压正常。（6）、机械及电气反馈系统正常。（7）、在打开事故配压阀供油阀门2121#、回油阀门2122#，操作人员听到油流动的声音，机组自动进行先关、后开动作，调速器主配压阀恢复动作，调速器恢复正常状态。（8）、经反复检查、操作，调速器已恢复正常运行，但电液转换器有抽动现象。

二、原因分析

2#机突然出现溜负荷，其原因与电液转换器运行状态不好，活塞发卡有关。电网负荷总是在不断的变化的，如当电网负荷减少，分配到2#机组负荷也相应下降，机组的转速必然上升。PLC微机调节器通过数据采集与分析，输出电信号，通过电液转换器发出关导叶的指令，接力器动作开始关闭导叶。在关闭导叶的过程中电液转换器发卡或者由于发卡导致活塞反应不灵活，不能及时接受电反馈的指令而实行同步调节，电液转换器活塞不能即时恢复平衡状态，机组转速恢复到正常后，接力器还一直缓慢关下去，此时机组就出现了溜负荷现象。当机组负荷溜到5000KW时，电液转换器恢复平衡位置，溜负荷现象消失。事后，对电液转换器进行了观察，发现电液转换器运行不平稳，有抽动现象，第二天上午这个现象还没有消失，证明电液转换器确实发卡了。第二天我们对电液转换器进行分解、清扫，发现电液转换器中间活塞有偏磨及拉伤的痕迹，拉伤的痕迹成波浪形。拉伤的痕迹经清扫、研磨处理后，电液转换器抽动现象消失，恢复正常。证明电液转换器是由于活塞出现拉伤的痕迹而发卡的，发卡是机组溜负荷的直接原因。

当中控室电值班员操作按钮增加负荷时，给电液转换器一个强电流信号，控制套向下移动，档住了喷油口，此时电液转换器上腔压力增大，活塞向下移动，出油口增大，压力油通过紧急停机电磁阀，通过辅助接力器节流孔进入主配辅助接力器上腔，操作辅助接力器，因辅助接力器不动或主配不动，导致中控室自动操作失灵。从开度平衡表指针看73mA电流是最大的操作电流（一般操作电流10mA左右即可），并且稳定不动，故此时电液转换器检查无震动是正常的。机值班员转为手动操作时，手动操作开限，但只是小范围动作，力度不大，通过机械杠杆传动，带动开限阀动作；机值人员并观察到杠杆有位移，在动作，辅助接力器及主配未动作，导致手动操作也失灵。

从上面操作过程中看出，电液转换器动作了，开限阀动作了，紧急电磁阀油路是通的，油路孔径较大不易堵塞，若紧急电磁阀油路真的堵塞了会出现溜负荷或者自动关机情况（主配在差压力作用下，会自动关机），辅助接力器节流孔也不应堵塞，一旦堵塞也会出现溜负荷或自动关机的情况，机组不会停留在带5000KW负荷位置不动；因辅助接力器节流孔堵塞短时间内也会出现自动、手动操作失灵的现象，但是，只要节流孔一旦堵塞必须人为地进行疏通，不然的话，油路不可能通，调速器也不可能恢复正常运行，后来调速器又自行恢复正常运行，证明油路是通的，节流孔未堵塞。所以，主配不动的原因只可能是主配发卡造成的，因为主配发卡了，自动时油压操作力及手动时杠杆操作力均不能打开主配压阀，主配压阀停留在复中平衡位置，使接力器开、关腔的油路不通，调速器当然不能操作接力器了，导致自动、手动操作失灵。

主配发卡或自闭在震动及其它原因诱发下可瞬间恢复。那么事故配压阀油路不通会不会造成调速器手、自动操作失灵的故障呢？当然，如果事故配压阀油路不通，那肯定会造成调速器手、自动操作失灵，其原因不言自明了。实际上事故配压阀油路不通可能性是不存在的，从事故配压阀结构上分析及调速器出故障过程中可以找到答案。事故配压阀为差压式活塞结构始终处于全开位置，这种差压力始终推着活塞向全开方向，事故配压阀只有全开、全关两种状态。假设人为地将事故配压阀活塞推到全关位置，只要人一松手，活塞马上在差压力的作用下又回到全开位置；再假设就有一种力量（不存在这种力，只是一种假设）将事故配压阀推到了半开、半关位置（或者全关位置），那么在恢复事故配压阀油压过程中，打开供油阀门、回油阀门时，机组就会事故关机了，而不是机组还能稳定在带5000KW负荷下这样一种状态下正常运行。从上面分析可以看出事故配压阀始终在全开位状态。但是，事实上确实在事故配压阀恢复油压过程中调速器才恢复正常，如何进行解释呢？因事故配压阀活塞与缸体之间间隙较大，串油严重，同时事故配压阀门在恢复过程中先打开主供油阀门，主供油阀门打开后通过间隙向靠近的接力器关闭腔管路串油，关闭腔压力升高，推动接力器活塞有向关闭方向运动的趋势，此时主配压阀还是在中间位置卡住，接力器开启腔油压不能从主配形成回路流出去，也不能从事故配压阀回油管形成回路流出去，此时事故配压阀回油管路阀门还未打开。因此，接力器有动作的趋势，但还是不能动作。当事故配压阀回油管路阀门开启时，接力器开启腔油会因压力差通过间隙向最靠近的事故配压阀回油管路流走到事故油槽，因此在操作时听见了回油声响。因接力器开腔压力通过事故配压阀活塞间隙串油形成了回路，压力下降，接力器瞬间向关机方向动作，进行关机。在接力器动作情况下，可能由于油流速的震动及产生的吸力等作用而将配压阀打开，配压阀瞬间恢复正常动作。配压阀恢复正常后，调速器马上恢复自动调节，又将机组开回来，将机组调整到额定转速下运行。所以说这次调速器故障与事故配压阀没有直接的关系，但与事故配压阀目前存在有严重串油这个事实缺陷前提下有着某种操作上关联与偶合，上面的分析只是我个人的推断，不一定准确，希望大家一起来探讨事故配压阀恢复与主配恢复之间关系。

在操作事故配压阀阀门过程中，主配恢复正常工作状态是偶合。

三、结论

此次2#机调速器故障其直接原因是主配发卡（未完全卡死）或主配自闭所造成的。调速器油脏，杂质多是主配发卡一个因素。2#机在2000年11月8日投运以来，历时2年零7个月，未进行过大修，整个油路系统未进行彻底清扫，由于油脏、含水份等，日积月累，造成油质粘滞阻力较大或者是油中含水锈住，导致主配发卡；或者活塞与缸体之间长期磨擦作用，造成相互拉伤导致磨擦阻力增大而发卡；或者说是主配由于自闭作用造成的发卡。才导致调速器手、自动操作失灵。要想确定是哪一种发卡，需要进行调速器大修，将主配分解、检查之后才能判断。

主配压阀发卡是一种性质十分严重的故障，轻则会引起调速器失灵，重则会引起机组过速甚止飞逸重大事故。

四、防范措施：

（1）更换干净的油质。（2）加强巡回检查及巡视，一旦发现异常立即报告、尽早采取措施。（3）改善调速器静态特性，从广林公司2#机调速器检修记录卡上可以看出，2#机组调速器死区超过国家标准，应重形整定参数进行修正，提高主配速动性，消除主配发卡及自闭现象。（4）改善调速器动态品质，从广林公司2#机调速器检修记录卡上可以看出，2#调速器动态品质参数空扰试验中调节时间未达到国家标准，应重形整定参数进行修正，提高调速器调节品质。（5）加强运行人员的操作技巧能力，一旦机组自动操作增、减负荷失灵情况下，运行人员应立即报告或查找原因，不应长时间进行操作，长时间操作有可能使电液转换器在大电流作用下烧坏线圈，还有可能使主配失去震源而产生自闭现象，有可能导致调速器失灵。（6）应对2#机调速器进行一次大修，对油路系统、电液转换器及机械杠杆系统进行检查，调整，特别对主配进行一次清扫、检查、测量，研磨、装配、调试。

要想从根本上解决调速器较频繁发生故障及事故，着眼点在于应对现有调速器进行技术改造或更换新一代品质优良产品，才能切实保障机组长期安全、稳定运行，满足电网用电质量的要求。