瀑布溝水電站水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器開機(jī)程序優(yōu)化分析

嚴(yán)映峰，黃天文，何 滔

( 國電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 漢源610041)

1 基本情況

瀑布溝水電站位于大渡河中游，地處四川省西部漢源和甘洛兩縣交界處。電站裝設(shè)6 臺600 MW 的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)為兩種機(jī)型，額定水頭各為:156.70 m 及154.6 m。

瀑布溝機(jī)組調(diào)速器為電液調(diào)節(jié)方式，通過比例伺服閥來控制主配壓閥，達(dá)到調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度的目的。

2 調(diào)速器開機(jī)過程邏輯

調(diào)速器開機(jī)過程經(jīng)歷兩個階段，在調(diào)速器收到開機(jī)令后，先將導(dǎo)葉打開至第一開機(jī)開度(啟動開度)，約1.3 ～1.5 倍空載開度，這樣機(jī)組將獲得比較大的啟動轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)葉開至第一開機(jī)開度后，機(jī)組轉(zhuǎn)速將盡快上升，經(jīng)過一定延時或頻率達(dá)到某一定值時及時將導(dǎo)葉關(guān)回第二開機(jī)開度(比空載開度略大)，經(jīng)過精細(xì)調(diào)節(jié)后，機(jī)組轉(zhuǎn)速上升至50 Hz，調(diào)速器進(jìn)入空載態(tài)，如圖1。

圖1 調(diào)速器開機(jī)過程中導(dǎo)葉開度與轉(zhuǎn)速曲線

此開機(jī)方式的特點(diǎn)是既能獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，縮短開機(jī)時間，但同時也不會導(dǎo)致機(jī)組開機(jī)過速。

3 調(diào)速器開機(jī)過速分析

調(diào)速器根據(jù)水頭值進(jìn)行插值運(yùn)算第一開機(jī)開度大小，水頭越高，調(diào)速器計算出的空載開度越小，第一開機(jī)開度也越小，反之則反。所以在自動水頭方式下的水頭采樣值對調(diào)速器計算第一開機(jī)開度比較關(guān)鍵。在對調(diào)速器開機(jī)過速波形分析后，發(fā)現(xiàn)第一開機(jī)開度不停變化，長時間未將導(dǎo)葉開度關(guān)回第二開機(jī)開度，造成開機(jī)過速，如圖2。

圖2 調(diào)速器開機(jī)過速曲線

由于調(diào)速器所取的水頭值為實(shí)時采樣值，此時上游水位波動造成了調(diào)速器采樣所得到的水頭也不停地波動，這樣調(diào)速器程序計算出的第一開機(jī)開度也就不停地波動，調(diào)速器認(rèn)為第一開機(jī)開度始終沒有達(dá)到，即第一開機(jī)過程始終沒有完成，但此時的導(dǎo)葉絕對開度已在空載開度之上，由于導(dǎo)葉長時間沒有關(guān)回至第二開機(jī)開度，造成開機(jī)過速。

4 開機(jī)程序優(yōu)化及處理

針對開機(jī)過速原因，對調(diào)速器程序進(jìn)行優(yōu)化，首先是通過改變調(diào)速器水頭的運(yùn)算采樣方式，將之前開機(jī)過程中實(shí)時計算水頭變成調(diào)速器開機(jī)之前計算一次水頭，在開機(jī)過程中不再計算水頭，其次是在機(jī)組運(yùn)行過程中，將調(diào)速器實(shí)時計算水頭方式變?yōu)橹芷谛?如間隔1 h)計算水頭方式，這樣既能比較精確地反映水庫水位的變化，同時也能避免開機(jī)過程中的水頭值數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，確保調(diào)速器穩(wěn)定地將導(dǎo)葉開至第一開機(jī)開度。

同時在開機(jī)過程中對頻率也做了相應(yīng)的控制，在第一開機(jī)過程中，無論導(dǎo)葉是否達(dá)到第一開機(jī)開度，只要機(jī)組頻率上升至某一定值( 如45 Hz) 則將導(dǎo)葉關(guān)回至第二開機(jī)開度，這樣確保機(jī)組開機(jī)不會過速。

通過對調(diào)速器開機(jī)程序的優(yōu)化，瀑布溝調(diào)速器開機(jī)過速問題得到了很好的解決。

［1］潘峰，薛小靜，熊三幺. 三峽電源電站水輪機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行分析［J］. 水電自動化與大壩監(jiān)測，2011(04).

［2］張寧. DIGIPID 1500 型調(diào)速器在萬家寨水電站的應(yīng)用分析［J］.水電廠自動化，2011(02).

［3］何根生，袁愛良，夏亞奇. 萬家寨水電站調(diào)速器電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與改造［J］. 機(jī)電信息，2011(21).