長(zhǎng)潭水庫(kù)水電廠調(diào)速系統(tǒng)改造

黃方林

(長(zhǎng)潭水庫(kù)管理局，浙江■臺(tái)州■318024)

1　概　述

長(zhǎng)潭水庫(kù)水電廠于1965年動(dòng)工修建，2000—2004年報(bào)廢更新改造，現(xiàn)水電廠總裝機(jī)容量1.18萬(wàn)kW，其中1、2號(hào)機(jī)組為單機(jī)容量5 000 kW的軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，1號(hào)和2號(hào)調(diào)速器裝置分別為BWST—80和WST—80。

2　存在問(wèn)題

隨著運(yùn)行年數(shù)的增加，調(diào)速器暴露出來(lái)的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，影響設(shè)備的安全運(yùn)行。

(1)2臺(tái)調(diào)速器至今運(yùn)行已近15 a左右，目前該型號(hào)產(chǎn)品市場(chǎng)早已停產(chǎn)，機(jī)械和電器配件已經(jīng)沒(méi)有。因該型號(hào)落后太多，廠家懂該型號(hào)維修的人員已經(jīng)極少，如出現(xiàn)零件損壞已無(wú)法修復(fù)。

(2)最近幾年來(lái)，故障次數(shù)逐漸增多，調(diào)速器機(jī)械控制部分陸續(xù)出現(xiàn)多次的電液轉(zhuǎn)換器故障，造成機(jī)組無(wú)法運(yùn)行；而調(diào)速器電氣部分存在著超調(diào)現(xiàn)象，造成機(jī)組負(fù)荷擺動(dòng)，影響安全運(yùn)行。

(3)2臺(tái)調(diào)速器均采用多油電液轉(zhuǎn)換器，為耗油大戶，使得油壓裝置每7～8 min啟動(dòng)1次，造成油泵運(yùn)行頻繁，廠用電率高，油壓裝置油氣比例容易失調(diào)。調(diào)速器機(jī)械反饋采用鋼絲繩，機(jī)組運(yùn)行存在死區(qū)比較大，每次檢修后需要調(diào)節(jié)鋼絲繩等。

3　改造的思路和方案

隨著PLC技術(shù)、水電站液壓控制技術(shù)的進(jìn)一步提高，客觀上為長(zhǎng)潭水庫(kù)水電廠調(diào)速器改造準(zhǔn)備了技術(shù)上的條件。結(jié)合實(shí)際情況，調(diào)速系統(tǒng)改造的思路和方案如下：

調(diào)速器采用原先的分體型式結(jié)構(gòu)，布置在發(fā)電機(jī)層原來(lái)的相應(yīng)位置，原油壓裝置HYZ—1.6—4.0保留不變。

調(diào)速器采用并聯(lián)PID型電液比例數(shù)字閥式可編程調(diào)速器，比例閥采用進(jìn)口的著名品牌，操作和顯示平臺(tái)應(yīng)帶觸摸屏。

調(diào)速器具有出力控制、轉(zhuǎn)速控制、開(kāi)度控制、電氣系統(tǒng)頻率自動(dòng)跟蹤、自診斷和容錯(cuò)功能。調(diào)速器應(yīng)能現(xiàn)地和遠(yuǎn)方進(jìn)行機(jī)組的自動(dòng)、手動(dòng)開(kāi)停機(jī)和事故停機(jī)。為了滿足計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)方控制要求，調(diào)速器應(yīng)提供開(kāi)關(guān)量和模擬量接口與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相連，發(fā)送和接受信息，提供所有硬件和軟件。

反饋裝置、分段關(guān)閉裝置、主令控制器、測(cè)速裝置，調(diào)速器與油壓裝置和受油器等連接的操作油管路、閥件、設(shè)備之間的控制信號(hào)電纜、保護(hù)、控制和信號(hào)裝置、儀表等更換成當(dāng)前先進(jìn)的設(shè)備。

4　改造設(shè)備配置

采用南瑞集團(tuán)公司生產(chǎn)的SAFR—2000H型微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。該型號(hào)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)電柜合為一體，電氣柜采用單套X20—1381版PCC控制，微機(jī)調(diào)節(jié)器采用了貝加萊公司的PCCX20—1381控制器為核心。機(jī)械柜采用ZFL—80/S自復(fù)中式主配壓閥，選用BOSCH公司的比例伺服閥作為電液轉(zhuǎn)換單元，電源、控制模塊、傳感器、電液轉(zhuǎn)換等全部采用了雙冗余配置，且采用了第三方智能切換單元作為仲裁判斷；軟件部分則采用了南瑞公司專有的改進(jìn)型并聯(lián)PID算法、雙微分算法等。

5　改造后調(diào)速系統(tǒng)的主要特色

(1)現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)采用了比例伺服閥，油壓裝置由原來(lái)的7～8 min啟動(dòng)1次改為現(xiàn)在的90 min左右啟動(dòng)1次，大大改善了運(yùn)行環(huán)境。

(2)原反饋采用鋼絲繩和單一電氣反饋，機(jī)組布置難看復(fù)雜；現(xiàn)采用雙電氣反饋，互為替補(bǔ)，工作可靠且美觀。

(3)原分段關(guān)閉裝置采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)，體積龐大，易漏油；現(xiàn)采用液壓和電氣結(jié)合由PLC控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單美觀。

此次調(diào)速器報(bào)廢更新于2017年3月完工，經(jīng)過(guò)1 a運(yùn)行，動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)、穩(wěn)定性能指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)標(biāo)、部標(biāo)有關(guān)要求。調(diào)速器操作簡(jiǎn)便、可靠性高、維護(hù)調(diào)試方便、抗干擾性強(qiáng)、并網(wǎng)容易以及性能指標(biāo)高，且功能設(shè)計(jì)符合合同技術(shù)規(guī)范，滿足電廠調(diào)速器技術(shù)要求。

6　改造過(guò)程體會(huì)

本次改造土建部分不動(dòng)，調(diào)速器布置在原來(lái)的位置，但由于本調(diào)速器為雙調(diào)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與原設(shè)備的連接也比較復(fù)雜，為了搞好本次調(diào)速器改造工作，減少不必要的麻煩，預(yù)先商定好盡量完善的方案相當(dāng)重要。

(1)本次改造過(guò)程，調(diào)速器設(shè)備由用戶和廠家商定技術(shù)條款，主要設(shè)備由南瑞公司生產(chǎn)，與機(jī)組連接部分由電廠設(shè)計(jì)、制造，全部設(shè)備安裝由電廠負(fù)責(zé)，所有過(guò)程雙方任務(wù)、責(zé)任均應(yīng)按合同方式確定下來(lái)。

(2)改造計(jì)劃應(yīng)依本廠情況為主制定，應(yīng)充分考慮機(jī)組檢修安排，要考慮改造所需現(xiàn)場(chǎng)空間、人力安排，要考慮廠家生產(chǎn)周期等因素。與廠家多次商量后，制定改造工程網(wǎng)絡(luò)圖，控制工程進(jìn)度。

(3)調(diào)速器改造前和改造后投入運(yùn)行前對(duì)二次線變動(dòng)應(yīng)認(rèn)真核對(duì)，做好記錄，以免影響機(jī)組運(yùn)行。

7　結(jié)　語(yǔ)

技術(shù)更新與改造，要以提高設(shè)備健康水平為主要目標(biāo)。長(zhǎng)潭水庫(kù)水電廠調(diào)速系統(tǒng)改造對(duì)影響安全的不正常狀況進(jìn)行了完善化的改進(jìn)，進(jìn)一步提高了設(shè)備完好率，使電廠設(shè)備健康水平有了新的提高，達(dá)到了改造的預(yù)期效果。