YDT—1800型水輪機(jī)調(diào)速器的應(yīng)用分析

【摘要】根據(jù)閻王鼻子水庫電站水輪機(jī)調(diào)速器的特點(diǎn)，從YDT—1800型調(diào)速器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、應(yīng)用情況等方面進(jìn)行分析，并對運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常情況進(jìn)行簡要分析，以期在今后調(diào)速器運(yùn)行過程中避免同類型故障重復(fù)出現(xiàn)。同時(shí)，也為其他調(diào)速器改造、設(shè)計(jì)和選型提供參考。

【關(guān)鍵詞】水輪機(jī)調(diào)速器；YDT—1800；應(yīng)用分析

1、概述

閻王鼻子水庫位于大凌河干流上，距下游朝陽市25m，壩址以上控制流域面積9482m2，總庫容2.17億m3，是一座以防洪、灌溉、城市供水為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大（Ⅱ）型水利樞紐工程。其建設(shè)資金全部為國有。水庫電站為壩后式電站，廠房內(nèi)裝有兩臺水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)總?cè)萘繛?100KW，分別為（1×1600KW+1×500KW），電站設(shè)計(jì)流量14m3/s，最小發(fā)電流量5 m3/s，電能經(jīng)升壓后并入66KV國家電網(wǎng)。

閻王鼻子水庫水輪機(jī)采用的是YDT1800型電氣液壓調(diào)速器，它是一種單調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器，主要用于控制中小型混流式和軸流定漿式水輪發(fā)電機(jī)組，具有結(jié)構(gòu)緊湊、布置方便、性能優(yōu)良的特點(diǎn)。在電站二次回路的配合下，本調(diào)速器可以在中控室或機(jī)旁以自動或手動方式對水輪發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)開機(jī)，正常停機(jī)、事故緊急停機(jī)等控制。在機(jī)組運(yùn)行之后，可以調(diào)整轉(zhuǎn)速、增減負(fù)荷，自動調(diào)節(jié)機(jī)組出力，使水輪發(fā)電機(jī)組維持額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，并可實(shí)現(xiàn)并列運(yùn)行機(jī)組之間負(fù)荷的自動分配和滿足機(jī)組調(diào)相運(yùn)行的要求。

2、調(diào)速器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 調(diào)速器工作原理

YDT型調(diào)速器采用電氣調(diào)節(jié)器，控制柜和油壓裝置合為一體的整式結(jié)構(gòu)。調(diào)速器原理是機(jī)組頻率信號進(jìn)入調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)器的測頻環(huán)節(jié)后，測頻環(huán)節(jié)按機(jī)組頻率偏差的大小和偏差的方向轉(zhuǎn)換成一一對應(yīng)的直流電壓。與此同時(shí)，微分環(huán)節(jié)對頻率偏差的變化率檢測出來并與測頻輸出電壓疊加作為調(diào)節(jié)信號進(jìn)入綜合放大器進(jìn)行放大，以推動電液轉(zhuǎn)換器工作。電液轉(zhuǎn)換器則負(fù)責(zé)把電氣調(diào)節(jié)信號變成液壓信號的轉(zhuǎn)換，使電氣調(diào)節(jié)信號變成為中間接力器的開或關(guān)的相應(yīng)動作。

由于主接力器是中間接力器的隨動系統(tǒng)，因此主接力器完全復(fù)現(xiàn)中間接力器的調(diào)節(jié)動作，并把這種調(diào)節(jié)的作用功率加以放大去推動水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，從中間接力器引回的永態(tài)轉(zhuǎn)差反饋，可以使調(diào)速器具有不同斜度的靜態(tài)特征。以滿足單機(jī)運(yùn)行時(shí)作調(diào)頻或并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)在機(jī)組間自動分配負(fù)荷的需要。

2.2 調(diào)速器自動開/停機(jī)與事故緊急停機(jī)

調(diào)速器的油壓裝置處于正常自動供油狀態(tài)，供油閥①全開，手～自動切換閥7投向自動位置。限制開度紅針（64）位于零開度。電氣調(diào)節(jié)器電源開關(guān)K1處在接通的位置，開度給定電位器Wkg的旋鈕整定在與機(jī)組實(shí)際空載開度相適應(yīng)的位置，其余各調(diào)節(jié)旋鈕置于最佳運(yùn)行參數(shù)位置。當(dāng)滿足機(jī)組起動條件時(shí)，在中控室按下起動按鈕QAN，開機(jī)繼電器JQJ即可勵磁并自保持。當(dāng)機(jī)組合閘并網(wǎng)后，直至達(dá)到機(jī)組所允許的最大開度，隨時(shí)準(zhǔn)備承擔(dān)負(fù)荷，到此起動過程結(jié)束。

自動停機(jī)過程。首先通過頻給機(jī)構(gòu)緩緩卸掉機(jī)組所帶負(fù)荷當(dāng)機(jī)組開度關(guān)小到空載開度卸掉全部負(fù)荷時(shí)，跳開斷路器使機(jī)組解例，按下停機(jī)按鈕TAN，則電動機(jī)D2關(guān)閉繞組得電，向關(guān)閉方向旋轉(zhuǎn)，直至開度限制紅針（64）關(guān)回到全關(guān)位置，XK4接點(diǎn)1～3分?jǐn)?，D2停轉(zhuǎn)為止，開度限制即保持為0開度狀態(tài)。停機(jī)后，應(yīng)關(guān)閉調(diào)速器油壓裝置的供油閥門①，和電氣調(diào)節(jié)器的電源開關(guān)。

事故緊急停機(jī)。當(dāng)機(jī)組因水機(jī)、電機(jī)、電氣或其它方面的事故到達(dá)需要進(jìn)行緊急停機(jī)條件時(shí)，調(diào)速器緊急停機(jī)電磁閥GT的線圈得電，提起其中的閥塞，機(jī)組便進(jìn)行停機(jī)。當(dāng)接力器關(guān)閉到全關(guān)位置時(shí)，鎖定（80）向里運(yùn)動，將接力器鎖住，以免誤動作使接力器重新開啟。與此同時(shí)，開度限制機(jī)構(gòu)和頻給機(jī)構(gòu)都象正常停機(jī)一樣向關(guān)小的方向運(yùn)動，直至分別達(dá)到限制開度為0，頻整定值為45Hz時(shí)，電動機(jī)D1和D2相繼停止轉(zhuǎn)動，將手～自動切換閥5投向手動位置，關(guān)閉供油閥門①和關(guān)斷電氣調(diào)節(jié)器電源開關(guān)K1。

2.3 調(diào)速器常見故障分析與處理方法

（1）自動失靈

調(diào)速器不能自動運(yùn)行多是由于電氣調(diào)節(jié)器或電液轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障，檢查時(shí)可將調(diào)速器切到″手動″狀態(tài)運(yùn)行，參照《電氣調(diào)節(jié)器調(diào)試規(guī)范》和《電氣調(diào)節(jié)器的維護(hù)》，對其各個(gè)電路進(jìn)行檢查。當(dāng)電液轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)卡阻時(shí)，利用法蘭43上拆卸，螺孔用螺栓把磁鋼以上的部件輕輕頂出，注意不要碰彎控制套上的控制桿，當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制套內(nèi)有磨損劃痕時(shí)，可擰下螺母28和33把控制套取出?；钊?與活塞套6如有劃痕，用研磨膏配研，在配研時(shí)注意保護(hù)控制套上與閥塞噴油口搭迭部位處尖角，不要把控制套內(nèi)孔磨成上小下大的喇叭形。裝配時(shí)各零件一定要清洗干凈，活塞9應(yīng)能在自重作用下在閥套內(nèi)自如落下。

檢查線圈35是否有松散，短路或開路現(xiàn)象。電液轉(zhuǎn)換器裝配好后，用手輕按十字彈簧，應(yīng)無卡阻現(xiàn)象，加入脈功信號通入油壓，用手輕輕接觸十字彈簧上端應(yīng)有振動的感覺，否則控制套與活塞配合處還有比較大的摩擦或裝配不同軸，還應(yīng)進(jìn)行修理調(diào)整。

（2）自動運(yùn)行不穩(wěn)定，接力器和機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動大

這種現(xiàn)象與調(diào)速器有關(guān)的原因可能是緩沖環(huán)節(jié)工作不正常，應(yīng)檢查這一環(huán)節(jié)的工作情況。另一種原因是調(diào)節(jié)參數(shù)配合不好，應(yīng)按空載擾動試驗(yàn)確定上述參數(shù)的最佳數(shù)值。

（3）自動運(yùn)行某一開度后，自動調(diào)節(jié)失靈

這種現(xiàn)象最大可能是反饋電位器松動，在某一開度下脫空，應(yīng)重新調(diào)整固定即可。

3結(jié)論

水輪機(jī)調(diào)速器是水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的核心，是水電站的主要自動控制設(shè)備之一。機(jī)組空載運(yùn)行時(shí)，它調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的頻率；機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，它根據(jù)系統(tǒng)頻率的變化，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，與其它機(jī)組的調(diào)速器一起維持電力系統(tǒng)的頻率在規(guī)定的范圍內(nèi)；電力系統(tǒng)發(fā)生故障致使某些機(jī)組跳閘時(shí)，它可以使備用水輪發(fā)電機(jī)組迅速啟動、升速和并網(wǎng)，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。YDT—1800型水輪機(jī)調(diào)速器確保了閻王鼻子水庫電站在運(yùn)行過程中的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，為今后機(jī)組發(fā)電積累經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國水力發(fā)電工程：運(yùn)行管理卷[M].北京：中國電力出版社，2000.

[2]李忠建.水輪機(jī)調(diào)速器現(xiàn)代調(diào)節(jié)技術(shù)及選型[J].水力發(fā)電，2015，31（07）：64-66.