橫山廟電站調(diào)速器裝置的技術(shù)改造

楊基瓊

(四川省玉溪河灌區(qū)管理局,四川邛崍,611530)

橫山廟電站地處四川省名山縣建山鄉(xiāng)橫山村,系玉溪河灌溉工程主干渠的配套電站,隸屬四川省玉溪河灌區(qū)管理局。電站總裝機(jī)容量為 2×3200MW,設(shè)計(jì)水頭 43m,設(shè)計(jì)流量 20m3/s,年發(fā)電量 3700萬kW·h。兩臺(tái)調(diào)速器的型號(hào)均為 CT-40型,由于運(yùn)行多年,存在諸多問題與不足,需要對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造。本文簡要介紹如下。

1 CT-40型調(diào)速器存在的問題

CT-40型調(diào)速器是我國上世紀(jì) 70年代根據(jù)前蘇聯(lián)專家提供的有關(guān)圖紙,自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種中型機(jī)械液壓型自動(dòng)調(diào)速器。其控制部分為機(jī)械杠桿、飛擺、緩沖器等,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,難以調(diào)整與維護(hù),各方面運(yùn)行指標(biāo)均不理想。我站兩臺(tái)調(diào)速器經(jīng)過30多年的運(yùn)行,主要存在以下問題與不足:

(1)最大缺點(diǎn)是暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)設(shè)計(jì)偏小,最大整定范圍在 0～20%,運(yùn)行穩(wěn)定性差。

(2)緩沖時(shí)間常數(shù) Td明顯偏小,TU值過小,直接影響運(yùn)行的穩(wěn)定性,并且在運(yùn)行調(diào)節(jié)過程中振蕩次數(shù)會(huì)增加。

(3)調(diào)速器整機(jī)靈敏度差,頻率響應(yīng)差,存在較大死區(qū)。

(4)空載頻率不穩(wěn),易產(chǎn)生過調(diào),捕捉并網(wǎng)難且并網(wǎng)時(shí)有沖擊電流。

(5)各部活塞與襯套之間的間隙變大,飛擺、輔助接力器和開限針塞處大量漏油,油泵起動(dòng)頻繁。

(6)開度限制和轉(zhuǎn)速調(diào)整的指示表為線繞式指示表,與實(shí)際值存在較大誤差。

(7)該產(chǎn)品屬淘汰品,備品備件已經(jīng)無法購買,維護(hù)工作量大且困難。

目前,CT-40調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)能力下降,頻率不穩(wěn)定,操作不靈活,經(jīng)常出現(xiàn)丟步與失步的現(xiàn)象。特別是在電站與系統(tǒng)解列后機(jī)組甩負(fù)荷后,調(diào)速器不能及時(shí)關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)水葉,發(fā)生機(jī)組過速事故。上述問題已嚴(yán)重威脅到橫山廟電站的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,因此對(duì)調(diào)速器的技術(shù)改造勢在必行。

2 調(diào)速器改造方案

由于原調(diào)速器的油壓裝置、接力器、集油箱等完好無損,還有利用價(jià)值,決定予以保留。經(jīng)過生產(chǎn)技術(shù)部門與幾個(gè)生產(chǎn)廠家的技術(shù)交流、溝通,結(jié)合電站具體情況,經(jīng)認(rèn)真分析后決定,采用重慶天人自控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 BWT-1B微機(jī)控制調(diào)節(jié)裝置,保留原調(diào)速器主配壓閥以下的機(jī)械及液壓裝置部分,改造主配壓閥以上的控制調(diào)節(jié)部分,將原調(diào)速器控制箱及箱內(nèi)的飛擺馬達(dá)、連桿緩沖機(jī)構(gòu)等撤除,更換成 BWT-PLC型步進(jìn)微機(jī)調(diào)速器微機(jī)步進(jìn)控制調(diào)節(jié)裝置。

2005年1月,對(duì)一號(hào)調(diào)速器進(jìn)行了技術(shù)改造,改造后運(yùn)行效果不錯(cuò),同年12月對(duì)二號(hào)調(diào)速器也進(jìn)行了技術(shù)改造。

3 BWT-1B型步進(jìn)微機(jī)調(diào)速控制器的特點(diǎn)和功能

3.1 步進(jìn)微機(jī)調(diào)速控制器的主要特點(diǎn)

BWT-1B步進(jìn)式微機(jī)水輪機(jī)調(diào)速器原裝進(jìn)口的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī),取代了傳統(tǒng)調(diào)速器的電液轉(zhuǎn)換器,克服了因電液轉(zhuǎn)換器卡阻而產(chǎn)生的故障,且取消了傳統(tǒng)調(diào)速器的飛擺電機(jī)轉(zhuǎn)速機(jī)構(gòu)和緩沖器,大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu),簡單明了,易于檢修維護(hù)。由于采用軟件測頻,克服了硬件測頻電路常有的外圍元器件多,制造質(zhì)量要求高等問題,充分利用了可編程高可靠性的優(yōu)點(diǎn),所以抗干擾能力特別強(qiáng);由于取消了電位器,無功放板,克服了模擬電路存在的漂移,穩(wěn)定性好;又因?yàn)椴捎昧藵h化觸摸屏顯示,運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)定等一目了然,所以操作極為方便。

3.2 步進(jìn)微機(jī)調(diào)速控制器的主要功能

步進(jìn)式調(diào)速器控制器具備正常運(yùn)行、故障運(yùn)行及緊急停機(jī)功能。可以設(shè)定頻率調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)、開度調(diào)節(jié)等三種運(yùn)行模式。導(dǎo)葉開度、頻率、功率實(shí)際值及給定值、運(yùn)行方式、各種故障指示,都可在人機(jī)界面的觸摸屏上顯示。該產(chǎn)品自動(dòng)化程度高,傳統(tǒng)調(diào)速器出現(xiàn)機(jī)頻丟失故障,運(yùn)行人員需立即介入處理,現(xiàn)在調(diào)速器可自動(dòng)穩(wěn)定在原轉(zhuǎn)速不變,并發(fā)出報(bào)警信號(hào),提示故障原因所在,保護(hù)功能強(qiáng)。從開機(jī)到并網(wǎng)發(fā)電時(shí)間大大縮短,手/自動(dòng)可隨意切換,且無擾動(dòng)。

4 改造成效

4.1 經(jīng)過改造后,原調(diào)速器存在的許多缺陷已經(jīng)消除,其性能得到很大改善,主要性能指標(biāo)達(dá)到國標(biāo)要求。調(diào)速器改造完成至今已有 4年多時(shí)間,從未發(fā)生因調(diào)速器問題所引起的故障或事故。

4.2 調(diào)速器的各種參數(shù)都可以在觸摸屏上讀取、修改,操作簡單,可免維護(hù)。

4.3 開機(jī)并網(wǎng)迅速,調(diào)節(jié)靈敏,運(yùn)行穩(wěn)定。

4.4 該方案保留了原調(diào)速器的油壓裝置、接力器、集油箱等,相對(duì)而言較為經(jīng)濟(jì)。