YDT電調的便捷技改探討

摘要:YDT-3000電氣液壓調速器在碗窯水電站的使用中存在一些缺陷，影響電站安全運行;同時因該產品科技含量低，已滿足不了電站“無人值班，少人值守”的要求。為此，對原調速器系統進行技術改造。選用了BWT-1B步進式微機調速控制器，經6年的實際運行見證了改造的成功，為電站安全經濟運行提供了有力的保障。

關鍵詞:水電站;電調;技術改造;步進式微機調速器;經濟效益

中圖分類號:TM621 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2010)02-0296-01

1 使用電調時存在缺陷

(1)操作調節不夠靈活，柜內結構復雜、滲漏油嚴重。

(2)自動調節能力不強，頻率不穩，開機并網時間較長。

(3)科技含量低，沒有良好的人機介面及串行口等，無法實現微機監控少人值班的需求。

(4)電液伺服閥在運行中曾多次出現卡滯、拒動或誤動作，開限轉輪被卡住等故障，無法執行正常自動開停機等。

以上一系列的問題已嚴重影響電站的正常運行，甚至給電站帶來嚴重的不安全運行隱患，同時造成一定的經濟損失。

2 改造方法

目前生產微機調速器的廠家比較多，型號各不相同。經本站的技術人員認真查閱各相關資料并結合電站的實際情況，認為采用重慶西南電控廠研制的BWT-1B步進式微機調速控制器(下面簡稱微調)比較適合。

改造方法是保留原調速器的主配壓閥及以下的機械和液壓裝置部分，將原調速器控制箱及箱內的電液伺服閥、齒輪機構等拆除，更換成微機步進電機式控制調節裝置。由于不改變調速器的機械及液壓裝置，其改造過程相對比較簡單、能合理利用原有資源、投資少、技改工期短等優點。

3 微調控制器原理、技術參數及特點

3.1 原理

調速器的控制器通過PLC軟件實現機頻、網頻兩參量的采集，采集到的信號濾波后經A/D模塊轉換成數字量信號并送到CPU對頻差△F=F給-F機(空載工況△F=F網-F機)進行PID運算，運算結果經D/A模塊轉換后，再經過放大輸出直流電壓調節信號Uy至步進電機的驅動器，以控制電機正轉或反轉，再由中間接力器(步進電機輸出的是電機軸的轉角機械位移信號φ，而后面的液壓隨動系統需要的是直線機械位移信號△Ly，因此將步進電機的下軸端蓋套裝一根有外螺紋的螺桿，再配上螺母，當螺桿來回轉動時，螺母就上下移動，從而成功地將電機軸的轉角信號φ轉換成螺母的直線位移信號△Ly)將步進電機的旋轉運動變成為直線運動，從而將Uy按比例轉換成機械位移信號△Ly(△Ly=φ360°*S其中:S—螺桿的螺距㎜， —電機轉角，△Ly— 機械位移量㎜) 。 機械位移信號△Ly 一方面經位移傳感器轉換成負反饋電壓Uf送回步進電機驅動器的輸入端，保證驅動器輸出機械位移信號△Ly與輸入電壓信號Uy有一一對應的關系。另一方面機械位移信號△Ly 的力和行程經過引導閥和主配液壓隨動系統實現對導葉開度進行調節。這種采用進電機和螺桿機構的方法將電壓調節信號Uy轉成機械位移調節信號△Ly，比采用電液伺服閥的方法具有不再用壓力油作為信號轉換的介質，清潔干凈、結構簡單、無油污、無發卡現象。

當有開關量指令輸入PLC后，PLC會根據這個指令進行相應的操作、運算，處理后的結果經D/A模塊轉換后輸出至步進電機驅動器，最終達到控制導葉開度。(見圖1)。

3.2 特點

3.2.1 軟件測頻

控制器通過PLC軟件實現機頻及網頻兩參量的采集和檢測，并按其差值進行PID調節，使機組頻率自動跟隨網頻而變化，達到快速并網的目的。大大克服了原調速器硬件測頻元件多、質量不穩定、抗干擾能力差、自動調節時間長等缺點。

3.2.2 友好人機界面

采用三菱觸摸屛作為控制器的人機界面，對機組實時運行狀態及各種參量、故障信號等采用漢化顯示，各參量的設置、操作簡便，并且所有操作均有指令診誤，對不滿足條件者不予執行，真正做到運行安全。

3.2.3 各運行方式間無擾動切換

控制器通過軟件實現各種運行方式電自動、電手動、純手動三者間的相互跟蹤，并隨時可進行無擾動切換。

3.2.4 故障檢測

控制器通過軟件對多種故障點進行實時監測，一旦發現問題，將及時發出故障信號并顯示故障點，并可在不停機的狀態下進行電氣部分和步進電位移部分的維修工作，克服了原電調維護復雜的缺點。

4 應用效果

本站自2002年11月對電調進行技術改造后，其效果主要表現在:

4.1 縮短開機并網時間，增加電站的經濟效益。

本站開機并網的機時間由原來(電調)的單機6分鐘/次，縮短到現在(微調)的單機3分鐘/次;原來的雙機8分鐘/次，縮短到現在的雙機4分鐘/次。

據統計本站平均一年有260多次開機命令，現在按260次開單臺機組來計算，那么現在全年約減少:3分鐘/次*260次=780分鐘的空載時間。 這780分鐘流失的水量有11.6064萬立方，以每度電6立方水計算， 本站技改后每年最少有1.9344萬度電量的效益增加。另外備品方面，有電液伺服閥、電控柜的插件板等備品備件費用的節省約4萬元。

4.2 達到預期目的

實踐證明，投運行6年來，微調系統一直運行穩定、頻率和功率跟蹤能力強、速動性好、可靠性高、靈敏度好，從沒出現過異常和故障情況且維護方便、簡單，其性能完全滿足電站“無人值班，少人值守”運行方式的技術條件的需要。

4.3 節省投資和技改時間

本次技改保留原調速器的主配壓閥及以下的機械和液壓裝置部分，節省投資，同時減少技改時間。一臺調速器個兩人兩天時間就能完成。

5 結語

技改后， 消除了機組不安全運行隱患，解決了多年來難以處理問題，電站自動化水平得到很大的提高，并為下一步實現少人值班創造了條件。經6年的實際運行見證了改造的成功，為電站的安全經濟運行提供了有力的保障。