珊溪电厂调速系统改造运行情况分析

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摘要：通过对珊溪电厂调速器暴露问题的简单描述和安全性分析，提出了调速器改造的必要性，详细介绍了新调速器的主要功能特点和改造的主要内容，分析了改造后的运行情况。认为调速器改造的效果满足了浙江电网对自动化的要求，方便了日常运行和管理，同时也为电厂安全稳定运行提供了可靠的保障。

关键词：电厂；调速系统；调速器

作者简介：梅卫红（1978-），女，浙江台州人，浙江珊溪经济发展有限责任公司，机电工程师，工程师；金谷满（1977-），男，浙江台州人，浙江珊溪经济发展有限责任公司，工程师。（浙江?温州?325000）

中图分类号：TM622?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）18-0147-02

一、珊溪水力发电厂概述

珊溪水力发电厂位于浙江省文成县境内的飞云江干流中段，距温州市区117kM，电厂装机4台50MW，采用两机一变扩大单元接线方式接入220kV母线，由220kV系统接入华东电网，担负温州地区的调峰、调频和事故备用的任务。珊溪水力发电厂原来的调速器是BWT-100型步进式可编程微机调速器，自机组投运以来已有十多年了。随着科学技术的不断进步，对电站自动化要求的日益提高，加之调速器存在电气元件老化、机械磨损、漏油量大、零位时常漂移、无调频功能等问题，不能满足华东电网的要求，所以必须对调速系统进行改造。

二、新调速器的主要功能及特点

1.新调速器介介绍

（1）调速器电气系统采用两套内容完全相同互为备用的双机双调冗余系统，每套控制单元核心部件为法国施耐德公司生产的M340系列PLC，其编程基于Unity Pro软件平台，包括CPU模块、I/O模块、A/D采样模块、离散量输入输出、高速计数、通讯模块、测频模块、电源模块。正常运行时，双PLC中一个主用，另一个热备用，两者之间实时通讯。当产生影响主机基本运行的故障，系统自动且无扰动地切换到备用机工作，并同时报警。

（2）调速器机械系统的主要部件包括伺服电机直线位移转换器（无油电转）、主配压阀、紧急停机电磁阀、电气反馈装置、双滤油器、阀盖与集成块等。

2.交流伺服电机双可编程微机调速器主要功能特点

（1）调速器采用残压测频为主、齿盘测频为辅的方式。

（2）具有自动、机械手动、电手动（试验时用，运行人员不在此方式下进行任何操作）三种运行方式。可实现无扰动切换，可编程能自动跟踪机械手动运行，可实现无条件无扰动切换。

（3）双机互为主/备用，切换无扰动。双机相互诊断。

（4）两台无油电液转换器可相互无扰动切换，互为主/备用，其中一台故障，即切到另一台运行。

（5）双滤油器一组工作，一组备用，可在运行中手动切换、清洗，切换无扰动。

3.调速器A套和B套控制器三种工作状态

正常状态、故障状态（一般性的，对机组安全运行无影响的问题状态）和事故状态（控制器自身无法控制的问题状态）。

4.双机切换

调速器双机通过主备机的工作状态实现切换，包括对外部电路和逻辑切换。双机切换有以下几种情况：

当A、B机都正常时可手动切换主备用机；当A机故障或事故，B机正常时，自动切B机工作，并报警，反之亦然；当A机和B机都故障时，调速器保持原状态，并报警；当A机和B机都事故时调速器切为手动状态。

5.调节模式

空载工况下，调速器自动处于频率调节模式；负载工况下，按下功率调节按键，调速器处于功率调节模式；按下开度调节模式，调速器处于开度调节模式；在功率调节模式下，若功率反馈故障或频率超差，调速器自动取消功率调节，切换为开度调节模式。

6.调速器由“主用”无油电转切至“备用”无油电转运行的前提

导叶反馈故障；导叶主配位置反馈故障。

7.发生导叶驱动器故障时调速器由“主用”无油电转切至“手动”改造内容及运行情况

（1）调速器电气回路由原来的PLC控制改为现在的双微机调速器，采用两套内容完全相同互为备用的双机冗余系统，双机互为主/备用，切换无扰动。双机相互诊断，使工作更加安全可靠。

（2）电液转换器由原来的电液转换器改造为现在的无油型电液转换器。优点是：第一，克服了液压伺服装置始终存在的噪声，而且彻底改变了对油质中污物较为敏感的薄弱环节，它无用油精度要求。表面无漏油，转换器部分无油，仅下部阀体部分须用油，所以调速器上面无油质污染。第二，结构简单，传动效率高，摩擦阻力小，速动性好。第三，调试检修方便，机械运动的动态性能好。更换调速器后，调速器压油装置的油泵在停机状态下启动间隔时间由原来的平均80分钟延长到了20小时，效果显著。

（3）增加了机组断电时自动复中功能。正常情况下，如果电源突然消失，电机的驱动力随之消失，滑套在弹簧复中力的作用下，回到中间零位，接力器就保持在当时的开度位置，且无扰动，保证机组安全、可靠、无隐患地运行。以前电源消失时调速器自动进入手动运行并维持原有的导叶开度不变功能，经常出现事故复归时导叶自动使打开机组转起来的情况。

（4）紧急停机电磁阀复归更方便、安全。以前，复归急停阀前，必须将手轮逆时针旋至全关状态，以防产生调速器恢复运行时导叶打开至原来开度的隐患，保证开机从零度开始。现在因为有定位复中机构，急停阀复归后，接力器保持在全关位置，使操作简便，更加安全。

（5）反馈系统取消了原有机械反馈装置，改为电气反馈装置。机械反馈是通过钢丝绳与接力器变程轮相连实现，接力器的全行程位移通过变程轮转换为该反馈机构钢带的位移，钢带位移传递给滑轮，滑轮转动，带动与之同轴的精密电位器转动，钢丝绳容易变形和疲劳，使机械零位发生偏移。现在每台调速器提供一套导叶开度反馈位置变送器，采用直接安装的形式，安装在水车室不带锁定侧接力器旁，将主接力器的位移经电气反馈装置转换为电信号。

（6）改进调速器水头测量。调速器可根据不同的水头改变机组的起动开度和最大出力限制，以保证机组快速并网和安全运行。以前水头值都由人工写入，由于该厂不同季节水库水位变化明显，所以运行人员需经常改变调速器的水头值，这增加了运行人员的工作量。改造后调速器设有上、下游水位接口机构，能根据运行水头自动调整启动开度、空载开度、空载限制开度及负载限制开度，极大方便了运行工作。

（7）取消了原来的分段关闭装置。原有两段关闭的拐点基本设在56%～60%，水库正常蓄水位142m，机组带50MW负荷时，导叶开度约为59%左右，在负荷正常波动下两段关闭装置会不停动作，冲击控制油管，威胁机组运行。为了避免上述情况，机组只能减少负荷，影响满发，影响满发。

（8）增加一次调频。随着电网容量不断增加，华东电网对电力系统的稳定性提出更高的要求，不仅要求所有并网的机组必须投入远程自动发电（AGC）和一次调频，对调速器各项性能也提出更高要求。

（9）增加测频信号。原测频方式是残压测频，这种测频方式很容易受到干扰，影响频率的测量，同时当机组大、小修后残压很低，无法测量机频，调速器在停机状态或运行中多次发网频故障信号。因此在残压测频的基础上，增加两路齿盘测频探头，分别供调速器两套微机测速模块用，作为调速器残压测频的备用测频回路。

（10）手动操作方式由原来的手轮改为现在的操作手柄。在控制速度和开度大小上操控性更好，避免了之前旋转手轮过紧导致调速器冒油情况。

三、结束语

改造后调速器不但整体结构紧凑、新颖、美观，而且操作简便，传动效率高，摩擦阻力小速动性好，运行维护方便。投入运行以来，调速器压油泵启动间隔时间明显延长，总体运行情况良好，其可靠性和稳定性得到一致好评。