珊溪電廠調速系統改造運行情況分析

摘要：通過對珊溪電廠調速器暴露問題的簡單描述和安全性分析，提出了調速器改造的必要性，詳細介紹了新調速器的主要功能特點和改造的主要內容，分析了改造后的運行情況。認為調速器改造的效果滿足了浙江電網對自動化的要求，方便了日常運行和管理，同時也為電廠安全穩定運行提供了可靠的保障。

關鍵詞：電廠；調速系統；調速器

作者簡介：梅衛紅（1978-），女，浙江臺州人，浙江珊溪經濟發展有限責任公司，機電工程師，工程師；金谷滿（1977-），男，浙江臺州人，浙江珊溪經濟發展有限責任公司，工程師。（浙江 溫州 325000）

中圖分類號：TM622 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）18-0147-02

一、珊溪水力發電廠概述

珊溪水力發電廠位于浙江省文成縣境內的飛云江干流中段，距溫州市區117kM，電廠裝機4臺50MW，采用兩機一變擴大單元接線方式接入220kV母線，由220kV系統接入華東電網，擔負溫州地區的調峰、調頻和事故備用的任務。珊溪水力發電廠原來的調速器是BWT-100型步進式可編程微機調速器，自機組投運以來已有十多年了。隨著科學技術的不斷進步，對電站自動化要求的日益提高，加之調速器存在電氣元件老化、機械磨損、漏油量大、零位時常漂移、無調頻功能等問題，不能滿足華東電網的要求，所以必須對調速系統進行改造。

二、新調速器的主要功能及特點

1.新調速器介介紹

（1）調速器電氣系統采用兩套內容完全相同互為備用的雙機雙調冗余系統，每套控制單元核心部件為法國施耐德公司生產的M340系列PLC，其編程基于Unity Pro軟件平臺，包括CPU模塊、I/O模塊、A/D采樣模塊、離散量輸入輸出、高速計數、通訊模塊、測頻模塊、電源模塊。正常運行時，雙PLC中一個主用，另一個熱備用，兩者之間實時通訊。當產生影響主機基本運行的故障，系統自動且無擾動地切換到備用機工作，并同時報警。

（2）調速器機械系統的主要部件包括伺服電機直線位移轉換器（無油電轉）、主配壓閥、緊急停機電磁閥、電氣反饋裝置、雙濾油器、閥蓋與集成塊等。

2.交流伺服電機雙可編程微機調速器主要功能特點

（1）調速器采用殘壓測頻為主、齒盤測頻為輔的方式。

（2）具有自動、機械手動、電手動（試驗時用，運行人員不在此方式下進行任何操作）三種運行方式。可實現無擾動切換，可編程能自動跟蹤機械手動運行，可實現無條件無擾動切換。

（3）雙機互為主/備用，切換無擾動。雙機相互診斷。

（4）兩臺無油電液轉換器可相互無擾動切換，互為主/備用，其中一臺故障，即切到另一臺運行。

（5）雙濾油器一組工作，一組備用，可在運行中手動切換、清洗，切換無擾動。

3.調速器A套和B套控制器三種工作狀態

正常狀態、故障狀態（一般性的，對機組安全運行無影響的問題狀態）和事故狀態（控制器自身無法控制的問題狀態）。

4.雙機切換

調速器雙機通過主備機的工作狀態實現切換，包括對外部電路和邏輯切換。雙機切換有以下幾種情況：

當A、B機都正常時可手動切換主備用機；當A機故障或事故，B機正常時，自動切B機工作，并報警，反之亦然；當A機和B機都故障時，調速器保持原狀態，并報警；當A機和B機都事故時調速器切為手動狀態。

5.調節模式

空載工況下，調速器自動處于頻率調節模式；負載工況下，按下功率調節按鍵，調速器處于功率調節模式；按下開度調節模式，調速器處于開度調節模式；在功率調節模式下，若功率反饋故障或頻率超差，調速器自動取消功率調節，切換為開度調節模式。

6.調速器由“主用”無油電轉切至“備用”無油電轉運行的前提

導葉反饋故障；導葉主配位置反饋故障。

7.發生導葉驅動器故障時調速器由“主用”無油電轉切至“手動”改造內容及運行情況

（1）調速器電氣回路由原來的PLC控制改為現在的雙微機調速器，采用兩套內容完全相同互為備用的雙機冗余系統，雙機互為主/備用，切換無擾動。雙機相互診斷，使工作更加安全可靠。

（2）電液轉換器由原來的電液轉換器改造為現在的無油型電液轉換器。優點是：第一，克服了液壓伺服裝置始終存在的噪聲，而且徹底改變了對油質中污物較為敏感的薄弱環節，它無用油精度要求。表面無漏油，轉換器部分無油，僅下部閥體部分須用油，所以調速器上面無油質污染。第二，結構簡單，傳動效率高，摩擦阻力小，速動性好。第三，調試檢修方便，機械運動的動態性能好。更換調速器后，調速器壓油裝置的油泵在停機狀態下啟動間隔時間由原來的平均80分鐘延長到了20小時，效果顯著。

（3）增加了機組斷電時自動復中功能。正常情況下，如果電源突然消失，電機的驅動力隨之消失，滑套在彈簧復中力的作用下，回到中間零位，接力器就保持在當時的開度位置，且無擾動，保證機組安全、可靠、無隱患地運行。以前電源消失時調速器自動進入手動運行并維持原有的導葉開度不變功能，經常出現事故復歸時導葉自動使打開機組轉起來的情況。

（4）緊急停機電磁閥復歸更方便、安全。以前，復歸急停閥前，必須將手輪逆時針旋至全關狀態，以防產生調速器恢復運行時導葉打開至原來開度的隱患，保證開機從零度開始。現在因為有定位復中機構，急停閥復歸后，接力器保持在全關位置，使操作簡便，更加安全。

（5）反饋系統取消了原有機械反饋裝置，改為電氣反饋裝置。機械反饋是通過鋼絲繩與接力器變程輪相連實現，接力器的全行程位移通過變程輪轉換為該反饋機構鋼帶的位移，鋼帶位移傳遞給滑輪，滑輪轉動，帶動與之同軸的精密電位器轉動，鋼絲繩容易變形和疲勞，使機械零位發生偏移。現在每臺調速器提供一套導葉開度反饋位置變送器，采用直接安裝的形式，安裝在水車室不帶鎖定側接力器旁，將主接力器的位移經電氣反饋裝置轉換為電信號。

（6）改進調速器水頭測量。調速器可根據不同的水頭改變機組的起動開度和最大出力限制，以保證機組快速并網和安全運行。以前水頭值都由人工寫入，由于該廠不同季節水庫水位變化明顯，所以運行人員需經常改變調速器的水頭值，這增加了運行人員的工作量。改造后調速器設有上、下游水位接口機構，能根據運行水頭自動調整啟動開度、空載開度、空載限制開度及負載限制開度，極大方便了運行工作。

（7）取消了原來的分段關閉裝置。原有兩段關閉的拐點基本設在56%～60%，水庫正常蓄水位142m，機組帶50MW負荷時，導葉開度約為59%左右，在負荷正常波動下兩段關閉裝置會不停動作，沖擊控制油管，威脅機組運行。為了避免上述情況，機組只能減少負荷，影響滿發，影響滿發。

（8）增加一次調頻。隨著電網容量不斷增加，華東電網對電力系統的穩定性提出更高的要求，不僅要求所有并網的機組必須投入遠程自動發電（AGC）和一次調頻，對調速器各項性能也提出更高要求。

（9）增加測頻信號。原測頻方式是殘壓測頻，這種測頻方式很容易受到干擾，影響頻率的測量，同時當機組大、小修后殘壓很低，無法測量機頻，調速器在停機狀態或運行中多次發網頻故障信號。因此在殘壓測頻的基礎上，增加兩路齒盤測頻探頭，分別供調速器兩套微機測速模塊用，作為調速器殘壓測頻的備用測頻回路。

（10）手動操作方式由原來的手輪改為現在的操作手柄。在控制速度和開度大小上操控性更好，避免了之前旋轉手輪過緊導致調速器冒油情況。

三、結束語

改造后調速器不但整體結構緊湊、新穎、美觀，而且操作簡便，傳動效率高，摩擦阻力小速動性好，運行維護方便。投入運行以來，調速器壓油泵啟動間隔時間明顯延長，總體運行情況良好，其可靠性和穩定性得到一致好評。

（責任編輯：劉輝）