珊溪電廠調(diào)速系統(tǒng)改造運行情況分析

摘要：通過對珊溪電廠調(diào)速器暴露問題的簡單描述和安全性分析，提出了調(diào)速器改造的必要性，詳細介紹了新調(diào)速器的主要功能特點和改造的主要內(nèi)容，分析了改造后的運行情況。認為調(diào)速器改造的效果滿足了浙江電網(wǎng)對自動化的要求，方便了日常運行和管理，同時也為電廠安全穩(wěn)定運行提供了可靠的保障。

關(guān)鍵詞：電廠；調(diào)速系統(tǒng)；調(diào)速器

作者簡介：梅衛(wèi)紅（1978-），女，浙江臺州人，浙江珊溪經(jīng)濟發(fā)展有限責任公司，機電工程師，工程師；金谷滿（1977-），男，浙江臺州人，浙江珊溪經(jīng)濟發(fā)展有限責任公司，工程師。（浙江 溫州 325000）

中圖分類號：TM622 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）18-0147-02

一、珊溪水力發(fā)電廠概述

珊溪水力發(fā)電廠位于浙江省文成縣境內(nèi)的飛云江干流中段，距溫州市區(qū)117kM，電廠裝機4臺50MW，采用兩機一變擴大單元接線方式接入220kV母線，由220kV系統(tǒng)接入華東電網(wǎng)，擔負溫州地區(qū)的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的任務(wù)。珊溪水力發(fā)電廠原來的調(diào)速器是BWT-100型步進式可編程微機調(diào)速器，自機組投運以來已有十多年了。隨著科學技術(shù)的不斷進步，對電站自動化要求的日益提高，加之調(diào)速器存在電氣元件老化、機械磨損、漏油量大、零位時常漂移、無調(diào)頻功能等問題，不能滿足華東電網(wǎng)的要求，所以必須對調(diào)速系統(tǒng)進行改造。

二、新調(diào)速器的主要功能及特點

1.新調(diào)速器介介紹

（1）調(diào)速器電氣系統(tǒng)采用兩套內(nèi)容完全相同互為備用的雙機雙調(diào)冗余系統(tǒng)，每套控制單元核心部件為法國施耐德公司生產(chǎn)的M340系列PLC，其編程基于Unity Pro軟件平臺，包括CPU模塊、I/O模塊、A/D采樣模塊、離散量輸入輸出、高速計數(shù)、通訊模塊、測頻模塊、電源模塊。正常運行時，雙PLC中一個主用，另一個熱備用，兩者之間實時通訊。當產(chǎn)生影響主機基本運行的故障，系統(tǒng)自動且無擾動地切換到備用機工作，并同時報警。

（2）調(diào)速器機械系統(tǒng)的主要部件包括伺服電機直線位移轉(zhuǎn)換器（無油電轉(zhuǎn)）、主配壓閥、緊急停機電磁閥、電氣反饋裝置、雙濾油器、閥蓋與集成塊等。

2.交流伺服電機雙可編程微機調(diào)速器主要功能特點

（1）調(diào)速器采用殘壓測頻為主、齒盤測頻為輔的方式。

（2）具有自動、機械手動、電手動（試驗時用，運行人員不在此方式下進行任何操作）三種運行方式?？蓪崿F(xiàn)無擾動切換，可編程能自動跟蹤機械手動運行，可實現(xiàn)無條件無擾動切換。

（3）雙機互為主/備用，切換無擾動。雙機相互診斷。

（4）兩臺無油電液轉(zhuǎn)換器可相互無擾動切換，互為主/備用，其中一臺故障，即切到另一臺運行。

（5）雙濾油器一組工作，一組備用，可在運行中手動切換、清洗，切換無擾動。

3.調(diào)速器A套和B套控制器三種工作狀態(tài)

正常狀態(tài)、故障狀態(tài)（一般性的，對機組安全運行無影響的問題狀態(tài)）和事故狀態(tài)（控制器自身無法控制的問題狀態(tài)）。

4.雙機切換

調(diào)速器雙機通過主備機的工作狀態(tài)實現(xiàn)切換，包括對外部電路和邏輯切換。雙機切換有以下幾種情況：

當A、B機都正常時可手動切換主備用機；當A機故障或事故，B機正常時，自動切B機工作，并報警，反之亦然；當A機和B機都故障時，調(diào)速器保持原狀態(tài)，并報警；當A機和B機都事故時調(diào)速器切為手動狀態(tài)。

5.調(diào)節(jié)模式

空載工況下，調(diào)速器自動處于頻率調(diào)節(jié)模式；負載工況下，按下功率調(diào)節(jié)按鍵，調(diào)速器處于功率調(diào)節(jié)模式；按下開度調(diào)節(jié)模式，調(diào)速器處于開度調(diào)節(jié)模式；在功率調(diào)節(jié)模式下，若功率反饋故障或頻率超差，調(diào)速器自動取消功率調(diào)節(jié)，切換為開度調(diào)節(jié)模式。

6.調(diào)速器由“主用”無油電轉(zhuǎn)切至“備用”無油電轉(zhuǎn)運行的前提

導葉反饋故障；導葉主配位置反饋故障。

7.發(fā)生導葉驅(qū)動器故障時調(diào)速器由“主用”無油電轉(zhuǎn)切至“手動”改造內(nèi)容及運行情況

（1）調(diào)速器電氣回路由原來的PLC控制改為現(xiàn)在的雙微機調(diào)速器，采用兩套內(nèi)容完全相同互為備用的雙機冗余系統(tǒng)，雙機互為主/備用，切換無擾動。雙機相互診斷，使工作更加安全可靠。

（2）電液轉(zhuǎn)換器由原來的電液轉(zhuǎn)換器改造為現(xiàn)在的無油型電液轉(zhuǎn)換器。優(yōu)點是：第一，克服了液壓伺服裝置始終存在的噪聲，而且徹底改變了對油質(zhì)中污物較為敏感的薄弱環(huán)節(jié)，它無用油精度要求。表面無漏油，轉(zhuǎn)換器部分無油，僅下部閥體部分須用油，所以調(diào)速器上面無油質(zhì)污染。第二，結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，摩擦阻力小，速動性好。第三，調(diào)試檢修方便，機械運動的動態(tài)性能好。更換調(diào)速器后，調(diào)速器壓油裝置的油泵在停機狀態(tài)下啟動間隔時間由原來的平均80分鐘延長到了20小時，效果顯著。

（3）增加了機組斷電時自動復中功能。正常情況下，如果電源突然消失，電機的驅(qū)動力隨之消失，滑套在彈簧復中力的作用下，回到中間零位，接力器就保持在當時的開度位置，且無擾動，保證機組安全、可靠、無隱患地運行。以前電源消失時調(diào)速器自動進入手動運行并維持原有的導葉開度不變功能，經(jīng)常出現(xiàn)事故復歸時導葉自動使打開機組轉(zhuǎn)起來的情況。

（4）緊急停機電磁閥復歸更方便、安全。以前，復歸急停閥前，必須將手輪逆時針旋至全關(guān)狀態(tài)，以防產(chǎn)生調(diào)速器恢復運行時導葉打開至原來開度的隱患，保證開機從零度開始。現(xiàn)在因為有定位復中機構(gòu)，急停閥復歸后，接力器保持在全關(guān)位置，使操作簡便，更加安全。

（5）反饋系統(tǒng)取消了原有機械反饋裝置，改為電氣反饋裝置。機械反饋是通過鋼絲繩與接力器變程輪相連實現(xiàn)，接力器的全行程位移通過變程輪轉(zhuǎn)換為該反饋機構(gòu)鋼帶的位移，鋼帶位移傳遞給滑輪，滑輪轉(zhuǎn)動，帶動與之同軸的精密電位器轉(zhuǎn)動，鋼絲繩容易變形和疲勞，使機械零位發(fā)生偏移?，F(xiàn)在每臺調(diào)速器提供一套導葉開度反饋位置變送器，采用直接安裝的形式，安裝在水車室不帶鎖定側(cè)接力器旁，將主接力器的位移經(jīng)電氣反饋裝置轉(zhuǎn)換為電信號。

（6）改進調(diào)速器水頭測量。調(diào)速器可根據(jù)不同的水頭改變機組的起動開度和最大出力限制，以保證機組快速并網(wǎng)和安全運行。以前水頭值都由人工寫入，由于該廠不同季節(jié)水庫水位變化明顯，所以運行人員需經(jīng)常改變調(diào)速器的水頭值，這增加了運行人員的工作量。改造后調(diào)速器設(shè)有上、下游水位接口機構(gòu)，能根據(jù)運行水頭自動調(diào)整啟動開度、空載開度、空載限制開度及負載限制開度，極大方便了運行工作。

（7）取消了原來的分段關(guān)閉裝置。原有兩段關(guān)閉的拐點基本設(shè)在56%～60%，水庫正常蓄水位142m，機組帶50MW負荷時，導葉開度約為59%左右，在負荷正常波動下兩段關(guān)閉裝置會不停動作，沖擊控制油管，威脅機組運行。為了避免上述情況，機組只能減少負荷，影響滿發(fā)，影響滿發(fā)。

（8）增加一次調(diào)頻。隨著電網(wǎng)容量不斷增加，華東電網(wǎng)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出更高的要求，不僅要求所有并網(wǎng)的機組必須投入遠程自動發(fā)電（AGC）和一次調(diào)頻，對調(diào)速器各項性能也提出更高要求。

（9）增加測頻信號。原測頻方式是殘壓測頻，這種測頻方式很容易受到干擾，影響頻率的測量，同時當機組大、小修后殘壓很低，無法測量機頻，調(diào)速器在停機狀態(tài)或運行中多次發(fā)網(wǎng)頻故障信號。因此在殘壓測頻的基礎(chǔ)上，增加兩路齒盤測頻探頭，分別供調(diào)速器兩套微機測速模塊用，作為調(diào)速器殘壓測頻的備用測頻回路。

（10）手動操作方式由原來的手輪改為現(xiàn)在的操作手柄。在控制速度和開度大小上操控性更好，避免了之前旋轉(zhuǎn)手輪過緊導致調(diào)速器冒油情況。

三、結(jié)束語

改造后調(diào)速器不但整體結(jié)構(gòu)緊湊、新穎、美觀，而且操作簡便，傳動效率高，摩擦阻力小速動性好，運行維護方便。投入運行以來，調(diào)速器壓油泵啟動間隔時間明顯延長，總體運行情況良好，其可靠性和穩(wěn)定性得到一致好評。

（責任編輯：劉輝）