微機(jī)可編程調(diào)速器在柘林水電廠的應(yīng)用

【摘要】本文分析柘林水電廠原調(diào)速器存在的問題，提出調(diào)速器更換的必要性，并對微機(jī)可編程調(diào)速器的主要技術(shù)要求、組成原理、功能特點(diǎn)、運(yùn)行狀況進(jìn)行了闡述，以供參考。

【關(guān)鍵詞】水電廠；調(diào)速器；應(yīng)用

1、改造的必要性

柘林水電廠位于江西西北部修河中游未端，裝機(jī)容量4×45MW，原選用的是東方電機(jī)廠生產(chǎn)的T-100型機(jī)械調(diào)速器，已運(yùn)行了二十多年，部分零部件經(jīng)常出故障，又無備品備件更換，且調(diào)節(jié)性能差，慣性大，越來越不能滿足電網(wǎng)快速調(diào)峰和事故備用要求，尤其是對全廠綜合自動化改造帶來較大的影響，急需選用速動性好、調(diào)節(jié)品質(zhì)高、性能優(yōu)越的調(diào)速器來替代原T-100型機(jī)械調(diào)速器。華東情報(bào)分網(wǎng)召開的微機(jī)調(diào)速器專題研討會，對我們選擇微機(jī)調(diào)速器起了重要作用，經(jīng)過廠部組織有關(guān)專業(yè)人員的調(diào)研和比較后，選用了武漢事達(dá)公司生產(chǎn)的HWT-100-STARS可編程微機(jī)調(diào)速器（以下簡稱調(diào)速器）。

2、調(diào)速器的主要技術(shù)要求

2.1調(diào)速器主要技術(shù)參數(shù)

2.1.1調(diào)速器型號：HWT-100-STARS

制造廠家：電氣部分：武漢事達(dá)自控設(shè)備有限公司

機(jī)械部分：湖南新特自控設(shè)備有限公司

2.1.2主要技術(shù)指標(biāo)

轉(zhuǎn)速死區(qū)：ix<（0.02～0.03）%；甩大于25%額定負(fù)荷不動時間<0.2秒；空載自動運(yùn)行頻率擺動<0.15Hz

2.1.3調(diào)節(jié)參數(shù)

BT：（5～150）% ；TD：（2～20）秒；TN：（2～2.0）秒；BP：（0～10）%

其中：BT、TD、TN有適應(yīng)水頭信號變化的自適應(yīng)功能。

頻率失靈區(qū)：EF=（0～+0.3）Hz 功率、開度失靈區(qū)：EF=（0～+5）%

2.1.4調(diào)節(jié)修定值

a頻率給定（頻率調(diào)節(jié)模式） （45～55）Hz；100%量程修改時間：（20～40）秒

b功率給定（功率調(diào)節(jié)模式） （0～100）%；100%量程修改時間：（10～20）秒

c開度給定（開度調(diào)節(jié)模式） （0～100）%；100%量程修改時間：（10～20）秒

2.1.5環(huán)噴式電液轉(zhuǎn)換器

額定油壓：2.5MPa；濾油精度：140μm

2.1.6工作電源

AC：220±10%，50Hz，<150VA；DC：220±10%，<120W

3、調(diào)速器的組成原理及功能特點(diǎn)

3.1調(diào)速器的組成

該調(diào)速器由微機(jī)控制和機(jī)械液壓隨動兩部分組成。微機(jī)控制部分選用日本三菱公司A系列可編程控制器（PLC）作為硬件主體，由CPU中央處理模塊、輸入模塊、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、A/D/A數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊、智能測頻模塊、放大、顯示模塊及開關(guān)電源模塊等組成。其應(yīng)用軟件由主控程序和故障判斷子程序、協(xié)聯(lián)子程序、模式轉(zhuǎn)換子程序、加減子程序、通信子程序、運(yùn)行信號子程序、顯示子程序等組成。整個程序由A系列PLC專用梯形圖指令編寫，模塊化結(jié)構(gòu)，由專用MEDON軟件對軟硬件進(jìn)行同一管理，使用直觀，修改方便。該控制部分根據(jù)采集的機(jī)頻、網(wǎng)頻及功率、開度值與相應(yīng)給定值及反饋值進(jìn)行PID測量比較調(diào)節(jié)，從而輸出控制值給液壓隨動系統(tǒng)，控制機(jī)組導(dǎo)葉，完成對機(jī)組的調(diào)節(jié)控制。其機(jī)械液壓隨動部分為塊式直連型結(jié)構(gòu)，采用了新型環(huán)噴式電液轉(zhuǎn)換器，整個柜內(nèi)無明管，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。

3.2調(diào)速器的功能特點(diǎn)

3.2.1采用日本三菱公司A系列可編程控制器作為調(diào)速器硬件的主體，可編程控制器的平均無故障時間不小于30萬小時，可靠性高。

3.2.2具有頻率調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)、開度調(diào)節(jié)三種模式。

3.2.3具有適應(yīng)水頭變化的調(diào)節(jié)參數(shù)，開機(jī)特性，最大出力限制特性。

3.2.4具有智能式操作和顯示，為運(yùn)行人員提供了方便、準(zhǔn)確、直觀的人機(jī)界面。

3.2.5可通過對頻率信號和反饋量的判斷，自動改變調(diào)節(jié)模式，增強(qiáng)了調(diào)速器對機(jī)組控制的可行性。

3.2.6具有二段開機(jī)的開機(jī)特性，能夠快速、穩(wěn)定地進(jìn)入空載狀態(tài)。

3.2.7具有自動和手動輸入水頭的裝置，其操作簡單、可靠。

3.2.8對機(jī)頻、網(wǎng)頻和模擬量輸入均有檢錯功能，并發(fā)出相應(yīng)信號。

3.2.9采用殘壓測頻，頻率測量精度高、動態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)。

3.2.10功率給定和開度給定采用開環(huán)控制，能迅速、準(zhǔn)確地改變機(jī)組的功率和開度。

3.2.11有完善的通訊功能，與電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)接設(shè)值了標(biāo)準(zhǔn)、可靠的接口。

4、調(diào)速器的運(yùn)行情況

自1995年元月柘林水電廠首臺調(diào)速器在2號機(jī)組開始改造后，相應(yīng)進(jìn)行了3號機(jī)組、1號機(jī)組調(diào)速器改造。自1995年3月27日第一臺可編程微機(jī)調(diào)速器投運(yùn)以來，至今已有一年多的時間。該調(diào)速器在現(xiàn)場按照部頒調(diào)速器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全面的靜、動態(tài)試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均達(dá)到或優(yōu)于部頒規(guī)程要求，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行操作，調(diào)速器能可靠快速開停機(jī)、增減負(fù)荷，大大縮短了并網(wǎng)時間，各種調(diào)節(jié)模式轉(zhuǎn)換靈活、無干擾；當(dāng)出現(xiàn)不同故障或人為不正確操作時，能按要求無擾動由自動轉(zhuǎn)為手動。但也存在一些問題，經(jīng)廠家完善已逐步解決?，F(xiàn)歸納如下：

4.1 電液轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)卡阻

2F、3F調(diào)速器相繼出現(xiàn)過電液轉(zhuǎn)換器卡阻的現(xiàn)象，造成卡阻的的主要原因是電液轉(zhuǎn)換器等壓活塞由于雜物將其卡死，這是由于在清掃濾過器時，濾網(wǎng)上的雜物掉下來所致，已建議廠家給予重視；另外，在檢修時也要注意保持干凈。

4.2 測頻不正常

3F調(diào)速器出現(xiàn)過死機(jī)的問題，在開、停機(jī)過程中由于干擾測頻回路發(fā)生故障，固定在某一頻率增也增不了，減也減不了，造成機(jī)組過速，經(jīng)廠家前來處理，在程序中加復(fù)位，每隔5秒鐘復(fù)位一次，此缺陷得以消除。

1F調(diào)速器出現(xiàn)過自動減負(fù)荷的現(xiàn)象，每次減負(fù)荷都出現(xiàn)音響信號，且頻率正常燈閃光，此時頻率無變化，調(diào)速器仍在原來的模式下運(yùn)行，經(jīng)分析主要是測頻模塊受干擾造成，后經(jīng)廠家在程序中了約0.15秒的延時，才得以消除。

4.3 3號機(jī)組發(fā)生劇烈抽動

3號機(jī)組接力器發(fā)生劇烈抽動，此時導(dǎo)葉開度指示出現(xiàn)擺動，平衡表也出項(xiàng)擺動，導(dǎo)葉開度計(jì)算值的顯示無變化，動作完成后又回到原來的開度，經(jīng)廠家人員檢查主要是放大板濾波電容位置發(fā)生振蕩，而后將濾波電容換了個位置，此缺陷得以消除。

5、結(jié)束語

在實(shí)際運(yùn)行這段時間里總的來說調(diào)速器能可靠調(diào)節(jié)，運(yùn)行穩(wěn)定，但也存在不足，希望廠家能根據(jù)發(fā)生的問題對軟硬件作相應(yīng)的改進(jìn)，采用更為可靠的硬件和合理的辦法，以保證機(jī)組的安全運(yùn)行。