YDT—1800型水輪機調速器的應用分析

【摘要】根據閻王鼻子水庫電站水輪機調速器的特點，從YDT—1800型調速器的系統結構、工作原理、應用情況等方面進行分析，并對運行過程中出現異常情況進行簡要分析，以期在今后調速器運行過程中避免同類型故障重復出現。同時，也為其他調速器改造、設計和選型提供參考。

【關鍵詞】水輪機調速器；YDT—1800；應用分析

1、概述

閻王鼻子水庫位于大凌河干流上，距下游朝陽市25m，壩址以上控制流域面積9482m2，總庫容2.17億m3，是一座以防洪、灌溉、城市供水為主，兼顧發電、養魚等綜合利用的大（Ⅱ）型水利樞紐工程。其建設資金全部為國有。水庫電站為壩后式電站，廠房內裝有兩臺水輪發電機組，裝機總容量為2100KW，分別為（1×1600KW+1×500KW），電站設計流量14m3/s，最小發電流量5 m3/s，電能經升壓后并入66KV國家電網。

閻王鼻子水庫水輪機采用的是YDT1800型電氣液壓調速器，它是一種單調節水輪機調速器，主要用于控制中小型混流式和軸流定漿式水輪發電機組，具有結構緊湊、布置方便、性能優良的特點。在電站二次回路的配合下，本調速器可以在中控室或機旁以自動或手動方式對水輪發電機組實現開機，正常停機、事故緊急停機等控制。在機組運行之后，可以調整轉速、增減負荷，自動調節機組出力，使水輪發電機組維持額定轉速穩定運行，并可實現并列運行機組之間負荷的自動分配和滿足機組調相運行的要求。

2、調速器的系統結構

2.1 調速器工作原理

YDT型調速器采用電氣調節器，控制柜和油壓裝置合為一體的整式結構。調速器原理是機組頻率信號進入調速器電氣調節器的測頻環節后，測頻環節按機組頻率偏差的大小和偏差的方向轉換成一一對應的直流電壓。與此同時，微分環節對頻率偏差的變化率檢測出來并與測頻輸出電壓疊加作為調節信號進入綜合放大器進行放大，以推動電液轉換器工作。電液轉換器則負責把電氣調節信號變成液壓信號的轉換，使電氣調節信號變成為中間接力器的開或關的相應動作。

由于主接力器是中間接力器的隨動系統，因此主接力器完全復現中間接力器的調節動作，并把這種調節的作用功率加以放大去推動水輪機的導水機構，從中間接力器引回的永態轉差反饋，可以使調速器具有不同斜度的靜態特征。以滿足單機運行時作調頻或并網運行時在機組間自動分配負荷的需要。

2.2 調速器自動開/停機與事故緊急停機

調速器的油壓裝置處于正常自動供油狀態，供油閥①全開，手～自動切換閥7投向自動位置。限制開度紅針（64）位于零開度。電氣調節器電源開關K1處在接通的位置，開度給定電位器Wkg的旋鈕整定在與機組實際空載開度相適應的位置，其余各調節旋鈕置于最佳運行參數位置。當滿足機組起動條件時，在中控室按下起動按鈕QAN，開機繼電器JQJ即可勵磁并自保持。當機組合閘并網后，直至達到機組所允許的最大開度，隨時準備承擔負荷，到此起動過程結束。

自動停機過程。首先通過頻給機構緩緩卸掉機組所帶負荷當機組開度關小到空載開度卸掉全部負荷時，跳開斷路器使機組解例，按下停機按鈕TAN，則電動機D2關閉繞組得電，向關閉方向旋轉，直至開度限制紅針（64）關回到全關位置，XK4接點1～3分斷，D2停轉為止，開度限制即保持為0開度狀態。停機后，應關閉調速器油壓裝置的供油閥門①，和電氣調節器的電源開關。

事故緊急停機。當機組因水機、電機、電氣或其它方面的事故到達需要進行緊急停機條件時，調速器緊急停機電磁閥GT的線圈得電，提起其中的閥塞，機組便進行停機。當接力器關閉到全關位置時，鎖定（80）向里運動，將接力器鎖住，以免誤動作使接力器重新開啟。與此同時，開度限制機構和頻給機構都象正常停機一樣向關小的方向運動，直至分別達到限制開度為0，頻整定值為45Hz時，電動機D1和D2相繼停止轉動，將手～自動切換閥5投向手動位置，關閉供油閥門①和關斷電氣調節器電源開關K1。

2.3 調速器常見故障分析與處理方法

（1）自動失靈

調速器不能自動運行多是由于電氣調節器或電液轉換器出現故障，檢查時可將調速器切到″手動″狀態運行，參照《電氣調節器調試規范》和《電氣調節器的維護》，對其各個電路進行檢查。當電液轉換器出現卡阻時，利用法蘭43上拆卸，螺孔用螺栓把磁鋼以上的部件輕輕頂出，注意不要碰彎控制套上的控制桿，當發現控制套內有磨損劃痕時，可擰下螺母28和33把控制套取出。活塞9與活塞套6如有劃痕，用研磨膏配研，在配研時注意保護控制套上與閥塞噴油口搭迭部位處尖角，不要把控制套內孔磨成上小下大的喇叭形。裝配時各零件一定要清洗干凈，活塞9應能在自重作用下在閥套內自如落下。

檢查線圈35是否有松散，短路或開路現象。電液轉換器裝配好后，用手輕按十字彈簧，應無卡阻現象，加入脈功信號通入油壓，用手輕輕接觸十字彈簧上端應有振動的感覺，否則控制套與活塞配合處還有比較大的摩擦或裝配不同軸，還應進行修理調整。

（2）自動運行不穩定，接力器和機組轉速擺動大

這種現象與調速器有關的原因可能是緩沖環節工作不正常，應檢查這一環節的工作情況。另一種原因是調節參數配合不好，應按空載擾動試驗確定上述參數的最佳數值。

（3）自動運行某一開度后，自動調節失靈

這種現象最大可能是反饋電位器松動，在某一開度下脫空，應重新調整固定即可。

3結論

水輪機調速器是水輪機調速系統的核心，是水電站的主要自動控制設備之一。機組空載運行時，它調節發電機的頻率；機組并網運行時，它根據系統頻率的變化，調節發電機輸出的有功功率，與其它機組的調速器一起維持電力系統的頻率在規定的范圍內；電力系統發生故障致使某些機組跳閘時，它可以使備用水輪發電機組迅速啟動、升速和并網，保證電力系統穩定運行。YDT—1800型水輪機調速器確保了閻王鼻子水庫電站在運行過程中的安全性、可靠性和穩定性，為今后機組發電積累經驗。

參考文獻：

[1]中國水力發電工程：運行管理卷[M].北京：中國電力出版社，2000.

[2]李忠建.水輪機調速器現代調節技術及選型[J].水力發電，2015，31（07）：64-66.