漫湾电厂调速器电气系统的运行实践

电力18讯：    
摘要：本文讲述了漫湾电厂投产以来调速器运行出现的问题并介绍了改造后的调速器性能及存在的缺陷，提出了相应整改措施。
关键词：水轮机调速器　比例伺服阀　导叶反馈　测频　位移传感器
     1　水轮机及调速器概述
     我厂5台水轮机型号为HL231-LJ-550，最大水头100m，设计额定水头89m，最小水头69.30m，设计流量316m3/秒，额定出力255.1MW，额定转速125转/分钟，转动惯量5.4x10 7kg/m2。调速器液压系统技术参数：额定工作油压4.0Mpa，主配压阀直径：100mm，主配压阀最大工作行程±15mm，导叶接力器行程660毫米 。
     2　原投产运行的DFWT-I存在的问题
最初投产的是随水轮发电机组主机配套的由东方电机厂1988年设计生产的第一代微机和模拟双通道调速器。
     2.1　测频回路问题
采用由两组电压互感器提供测频信号，并用电压继电器（低于60V返回）判断电压大小作为并网前的测频信号源的故障判断和切换依据，以保证并网操作时有可靠的测频信号源，此设计违背了其初衷，反而在测频回路增加了切换节点和继电器线圈（有短路可能）等不可靠因素，更糟糕的是在采用残压测频原理构成的测频回路里并联了电压继电器线圈，降低了输入阻抗，衰耗了本来就很微弱的频率信号，使调速器空转时的稳定性指标大幅下降而满足不了有关标准。测频的容错策略软件上也只有判断频率的变化率来避免频率误测带来的误动，容错方法单一。
     2.2　控制回路问题
采用常规的硬线回路构成自动开停机的控制原理，开机、停机令的节点、断路器状态均采用继电器节点重复，机械的开限控制也采用凸轮检测开度位置和继电器构成的常规定位控制，存在定位精度差，行程微动开关动作不可靠等问题。另外，根据现场需要对控制过程和策略作一些改动相当困难。
     2.3　无容错功能问题
基本无容错功能，对外部一些采集的开关量和模拟量的非正常状态无屏蔽功能，从而带来调速器输出不符合主机实际工况的控制量，如测频收到低频干扰、导叶反馈断线无导叶反馈信号时的输出量突增。
     2.4　与模拟电调配合问题
原电调部分由常规模拟通道和微机通道组成，控制信号由各自的功率放大板经切换继电器输出到电液转换器，导叶开到某一开度静止不动时，模拟通道和微机通道各自的功放输入信号综合点的电位为零，其给定与导叶反馈的绝对值相等符号相反时无输出信号，要实现微机通道与模拟通道的无扰动切换，就要求两通道有等量的给定值和导叶反馈值，而模拟通道的导叶给定输出由伺服电机带动的电位器调整完成，此给定量的稳定性与精确性均差，同时导叶反馈的电信号取自机械柜钢丝绳的反馈带动的电位器，同样存在上述问题，这就给两套调节器同时输出相同的控制量带来了困难，也就使切换时出现负荷波动创造了可能。
     2.5　导叶反馈的问题
导叶反馈信号是取自机械反馈的钢丝绳通过传动机构传到机械柜的电位器改变的旋转角度而输出的电压信号，反应时滞严重，线性度差，误差大，可靠性差。
     2.6　电液转换器问题
采用环喷式电液转换器，操作力小，防污能力差，容易出现卡塞，静态工况下耗油量大。
     3　新调速器简介
由于老调速器存在着上述种种问题已不能适应我厂"无人值班"的一流水电厂的运行需要，到1998年底已将5台机组的调速器改造为南瑞电控公司生产的SJ-700型双微机调速器，现将新调速器有关结构、原理、特性及投运后出现的问题作一介绍。
     3.1　基本调节原理框图如图一所示。

图一、基本调节原理框图
该原理采用多环变结构变参数的控制系统，整个控制系统是由主环和导叶副环所组成。主环控制是变结构的控制机构，变化的原则是适应当时的运行工况和控制方式以获得最优的调节品质，或者在故障情况下弱化故障，减小故障对调速器运行的影响。主环控制的变参数决策是由下述条件来决定的：（1）运行工况：空载、并列、甩负荷、过速等。2、水头。3、导叶开度、根据上述条件，CPU分析判断后选择适当参数。副环（导叶位置和比例阀芯位置反馈）使的系统的滞环和重复性变小，调节的特性得到改善。
     3.2　主要技术参数
测频范围：5HZ-85HZ。测量精度<0.0015HZ(<0.003%)
测量电压范围：0.5V-180V
导叶位移反馈测量精度：<0.02%
额定输出电流：0.5A Max1.0A
额定输出电压：－10V---＋10V
输出温度漂移：1.2mV/℃
静特性死区：ix<0.03% (测量点：主接力器位移变送信号)
静特<