YDT电调的便捷技改探讨
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摘要:ydt-3000电气液压调速器在碗窑水电站的使用中存在一些缺陷,影响电站安全运行;同时因该产品科技含量低,已满足不了电站“无人值班,少人值守”的要求。为此,对原调速器系统进行技术改造。选用了BWT-1B步进式微机调速控制器,经6年的实际运行见证了改造的成功,为电站安全经济运行提供了有力的保障。
关键词:水电站;电调;技术改造;步进式微机调速器;经济效益
中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2010)02-0296-01
1 使用电调时存在缺陷
(1)操作调节不够灵活,柜内结构复杂、渗漏油严重。
(2)自动调节能力不强,频率不稳,开机并网时间较长。
(3)科技含量低,没有良好的人机介面及串行口等,无法实现微机监控少人值班的需求。
(4)电液伺服阀在运行中曾多次出现卡滞、拒动或误动作,开限转轮被卡住等故障,无法执行正常自动开停机等。
以上一系列的问题已严重影响电站的正常运行,甚至给电站带来严重的不安全运行隐患,同时造成一定的经济损失。
2 改造方法
目前生产微机调速器的厂家比较多,型号各不相同。经本站的技术人员认真查阅各相关资料并结合电站的实际情况,认为采用重庆西南电控厂研制的BWT-1B步进式微机调速控制器(下面简称微调)比较适合。
改造方法是保留原调速器的主配压阀及以下的机械和液压装置部分,将原调速器控制箱及箱内的电液伺服阀、齿轮机构等拆除,更换成微机步进电机式控制调节装置。由于不改变调速器的机械及液压装置,其改造过程相对比较简单、能合理利用原有资源、投资少、技改工期短等优点。
3 微调控制器原理、技术参数及特点
3.1 原理
调速器的控制器通过PLC软件实现机频、网频两参量的采集,采集到的信号滤波后经A/D模块转换成数字量信号并送到CPU对频差F=F给-F机(空载工况F=F网-F机)进行PID运算,运算结果经D/A模块转换后,再经过放大输出直流电压调节信号Uy至步进电机的驱动器,以控制电机正转或反转,再由中间接力器(步进电机输出的是电机轴的转角机械位移信号φ,而后面的液压随动系统需要的是直线机械位移信号Ly,因此将步进电机的下轴端盖套装一根有外螺纹的螺杆,再配上螺母,当螺杆来回转动时,螺母就上下移动,从而成功地将电机轴的转角信号φ转换成螺母的直线位移信号Ly)将步进电机的旋转运动变成为直线运动,从而将Uy按比例转换成机械位移信号Ly(Ly=φ360°*S其中:S―螺杆的螺距, ―电机转角,Ly― 机械位移量) 。 机械位移信号Ly 一方面经位移传感器转换成负反馈电压Uf送回步进电机驱动器的输入端,保证驱动器输出机械位移信号Ly与输入电压信号Uy有一一对应的关系。另一方面机械位移信号Ly 的力和行程经过引导阀和主配液压随动系统实现对导叶开度进行调节。这种采用进电机和螺杆机构的方法将电压调节信号Uy转成机械位移调节信号Ly,比采用电液伺服阀的方法具有不再用压力油作为信号转换的介质,清洁干净、结构简单、无油污、无发卡现象。
当有开关量指令输入PLC后,PLC会根据这个指令进行相应的操作、运算,处理后的结果经D/A模块转换后输出至步进电机驱动器,最终达到控制导叶开度。(见图1)。
3.2 特点
3.2.1 软件测频
控制器通过PLC软件实现机频及网频两参量的采集和检测,并按其差值进行PID调节,使机组频率自动跟随网频而变化,达到快速并网的目的。大大克服了原调速器硬件测频元件多、质量不稳定、抗干扰能力差、自动调节时间长等缺点。
3.2.2 友好人机界面
采用三菱触摸作为控制器的人机界面,对机组实时运行状态及各种参量、故障信号等采用汉化显示,各参量的设置、操作简便,并且所有操作均有指令诊误,对不满足条件者不予执行,真正做到运行安全。
3.2.3 各运行方式间无扰动切换
控制器通过软件实现各种运行方式电自动、电手动、纯手动三者间的相互跟踪,并随时可进行无扰动切换。
3.2.4 故障检测
控制器通过软件对多种故障点进行实时监测,一旦发现问题,将及时发出故障信号并显示故障点,并可在不停机的状态下进行电气部分和步进电位移部分的维修工作,克服了原电调维护复杂的缺点。
4 应用效果
本站自2002年11月对电调进行技术改造后,其效果主要表现在:
4.1 缩短开机并网时间,增加电站的经济效益。
本站开机并网的机时间由原来(电调)的单机6分钟/次,缩短到现在(微调)的单机3分钟/次;原来的双机8分钟/次,缩短到现在的双机4分钟/次。
据统计本站平均一年有260多次开机命令,现在按260次开单台机组来计算,那么现在全年约减少:3分钟/次*260次=780分钟的空载时间。 这780分钟流失的水量有11.6064万立方,以每度电6立方水计算, 本站技改后每年最少有1.9344万度电量的效益增加。另外备品方面,有电液伺服阀、电控柜的插件板等备品备件费用的节省约4万元。
4.2 达到预期目的
实践证明,投运行6年来,微调系统一直运行稳定、频率和功率跟踪能力强、速动性好、可靠性高、灵敏度好,从没出现过异常和故障情况且维护方便、简单,其性能完全满足电站“无人值班,少人值守”运行方式的技术条件的需要。
4.3 节省投资和技改时间
本次技改保留原调速器的主配压阀及以下的机械和液压装置部分,节省投资,同时减少技改时间。一台调速器个两人两天时间就能完成。
5 结语
技改后, 消除了机组不安全运行隐患,解决了多年来难以处理问题,电站自动化水平得到很大的提高,并为下一步实现少人值班创造了条件。经6年的实际运行见证了改造的成功,为电站的安全经济运行提供了有力的保障。