秀觀水電站調(diào)速器系統(tǒng)改造

舒周楊

（四川嘉陵江鳳儀航電開發(fā)有限公司，四川 南充 637100）

秀觀電站運(yùn)行了6年，其運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)調(diào)速器油壓裝置油泵啟動頻繁。2008年統(tǒng)計表明，油泵平均9～10 min啟動1次，夏天3～4 min啟動1次。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，其主配壓閥漏油量大，并有抽動現(xiàn)象。

在機(jī)組空載時轉(zhuǎn)速波動大，并網(wǎng)后負(fù)荷波動達(dá)3%～6%，嚴(yán)重超過了四川省電力公司對負(fù)荷波動的要求。

原HGS-E222型微機(jī)調(diào)速器電氣柜采用的是2003年生產(chǎn)的工控機(jī)，其穩(wěn)定性、靈活性較差、可擴(kuò)展性和抗惡劣環(huán)境能力不強(qiáng)；軟件通過軟盤拷貝，不利于升級。DOS操作系統(tǒng)不利于維護(hù)，元件老化，經(jīng)常出現(xiàn)黑屏、死機(jī)現(xiàn)象。

按照省調(diào)要求，參與一次調(diào)頻的電廠必須向省調(diào)上送一次調(diào)頻投、退信號，而原調(diào)速器無該信號輸出接點(diǎn)。

1 改造方法

經(jīng)研究，改造采用南瑞公司生產(chǎn)的SAFR2003H型微機(jī)調(diào)速器。改造方法：將原主配壓閥機(jī)械部分和電氣控制部分全部更換，只保留調(diào)速器回油箱、壓力油罐、事故配壓閥。由于原主配壓閥是臥式布置且無機(jī)械控制柜，現(xiàn)將機(jī)械控制柜布置在調(diào)速器回油箱上，電氣控制柜仍布置在原位置。

2 改造后調(diào)速器的特點(diǎn)及功能

（1）電氣控制部分采用32位PCC控制器。PCC融合了傳統(tǒng)的PLC和IPC的優(yōu)點(diǎn)，既具有PLC的高可靠性和易擴(kuò)展性，又有IPC的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)功能，運(yùn)算能力強(qiáng)、實時性好、編程方便；同時PCC的CPU模塊有獨(dú)特的時間處理單元 （TPU），可以在不增加主CPU負(fù)荷的前提下很好地解決水輪機(jī)調(diào)速器的頻率測量問題。

（2）獨(dú)特的第三方智能切換機(jī)構(gòu)。選用的歐姆龍公司的ZEN可編程智能繼電器，可實時監(jiān)測兩套PCC調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)，在兩個調(diào)節(jié)器都正常的情況下，按照運(yùn)行人員的指令把系統(tǒng)的控制權(quán)授予相應(yīng)的調(diào)節(jié)器；在一個調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障時，控制權(quán)自動授予另一個調(diào)節(jié)器，保證雙機(jī)之間的無擾動切換。

（3）強(qiáng)大的故障判斷功能。該系統(tǒng)將各種故障做了具體的規(guī)定，以區(qū)別是A套或B套故障、還是機(jī)械柜的故障；是輕故障還是重故障；增加了一次調(diào)頻投入接點(diǎn)和一次調(diào)頻動作節(jié)點(diǎn)，以方便運(yùn)行維護(hù)。新增加了一個測速傳感器，以利于防止機(jī)端PT斷線時引起事故停機(jī)。

（4）手動和容錯控制采用了進(jìn)口高速數(shù)字脈沖閥作為開關(guān)控制。在液壓控制回路中，容錯脈寬控制由電磁換向閥實現(xiàn)。本裝置中的容錯方式既可以與電氣柜配合，實行閉環(huán)控制，也可用操作機(jī)械柜上的控制把手來控制。該閥采用錐式密封，其最大特點(diǎn)是無泄漏和防卡能力強(qiáng)。另外，因它是一個開關(guān)閥，通過該閥的流量由串于其油路上的節(jié)流閥來控制。

（5）采用全液控自復(fù)式主配壓閥作為控制核心。主配壓閥的控制信號為流量輸入，由電液伺服比例閥直接控制，取消了常規(guī)的調(diào)節(jié)杠桿、明管、引導(dǎo)閥、輔助拉力器及機(jī)械反饋傳動機(jī)構(gòu)，提高了可靠性，維護(hù)也方便。另外，主配壓閥自身具有自動回復(fù)中位的特點(diǎn)，其自復(fù)中機(jī)構(gòu)簡單可靠，無需調(diào)整機(jī)械零位。

（6）由于PCC編程語言的高級化，它不僅完全支持常規(guī)的梯形圖、指令表、順序功能圖等IEC61131-1規(guī)定的多種語言，而且支持高級語言，如：Automation Basic語言和標(biāo)準(zhǔn)C語言編程，并且可以在同一個項目中同時采用多種語言混合編程，更易于升級和維護(hù)。人機(jī)界面 （Human Machine Interface）采用工業(yè)彩色液晶顯示觸摸屏，采用RS232與PCC主控制器交換信息，信息量大，操作方便。HMI采用WINDOWSXP系統(tǒng)并配有USB接口、網(wǎng)卡，通過HMI用戶可以在線顯示、修改各種參數(shù)及顯示故障信息，下載、上傳各種數(shù)據(jù)。

（7）輪葉控制使用伺服比例閥，其控制精度太高，因而調(diào)整過于頻繁，使受油器漏油量增加，調(diào)速器壓力降加快，油泵啟動也頻繁，針對該情況，在程序中設(shè)定了一個輪葉變化的誤差范圍，只有當(dāng)調(diào)速器的反饋量與給定量之差大于該范圍時才調(diào)整輪葉。從而有效改善了油泵啟動頻繁的問題。

3 改造后的效果

運(yùn)行近3個月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，調(diào)速器油泵啟動間隔時間為90～100 min、漏油泵啟動間隔時間3～3.5 h，主配壓閥再未出現(xiàn)抽動現(xiàn)象。

調(diào)速器空載擾動48～52 Hz與52～48 Hz的曲線見圖1。

圖1 空載擾動

從圖1可以看出，更換調(diào)速器后，動態(tài)穩(wěn)定性好，空載轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。

1號機(jī)在電網(wǎng)頻率最大上擾0.036 Hz，最大下擾0.040 Hz時的實時錄波曲線見圖2。

圖2 錄波顯示

圖2顯示曲線更換調(diào)速器后，負(fù)荷穩(wěn)定，一次調(diào)頻動作正常且每次動作監(jiān)控系統(tǒng)上都能發(fā)出報警。

4 結(jié)語

秀觀水電站在3個月的運(yùn)行中，未有因調(diào)速器問題而引起故障或事故發(fā)生，調(diào)速器運(yùn)行正常。實際運(yùn)行可以顯示，調(diào)速器油泵起動間隔時間明顯增加，頻率跟蹤能力和功率跟蹤能力強(qiáng)，操作調(diào)節(jié)平穩(wěn)、速動性好、可靠性高，保證了電能質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，達(dá)到了預(yù)期目的。