星火电站机电液压调速装置的技术改造.doc

星火电站水轮机电液调速装置的技术改造 李洪斌 摘 要 电液调速器是水电站普遍采用的调速装置。由于属老式产品而且科技含量较低，实际运行中故障多影响电站的经济运行。为提高电站自动化水平实现电站无人值班、少人值班，提高电站的经效益。在电站调速器改造中采用现代可编程微机控制技术、液压伺服控制技术，将电液调速器改造成可编程调速器，提高电站的自动控制水平。 关键词 水电站 可编程控制器 电液比例阀 调速器 技术改造 星火电站位于四川省德阳市中江县凯江河旁，装机容量7200kW（2×3600kW）。引水渠设计流量10m3/s，设计水头89.5m，单机设计流量5m3/s。电站分别于1994年建成并网发电。为使电站达到“无人值班、少人职守”的水电农村技术现代化水平，首先对电站的调速器及励磁装置等进行了先期改造，本文仅对调速器的技术改造予以论述。 一、技术改造的必要性 星火电站1#、2#机组的调速器原配置型号为YDT1800，工作容量1800N.m、额定油压25kg/m2 。 YDT1800型调速器为电动液压调速器,其控制部分为电液转换器、缓冲器等,结构比较复杂,存在动作迟缓、测频精度差、难以调整和维护、技术落后等缺陷。目前,该电站调速器己经出现了自动调节能力下降，频率不稳定、操作不灵活、经常出现丢步与失步的现象。当电网出现事故跳闸，调速器不能及时关闭水机导水叶，则会发生机组飞车事故。调速器的现有问题已经严重地影响了机组的正常运行，造成了一定的经济损失，因此对其进行技术改造是非常必要的。 二、改造方法 目前生产微机调速器的 厂家比较多，型号也各不相同，但其原理基本相同。经过查阅有关资料并与有关生产厂家进行技术交流、沟通，结合电站的具体情况，经认真分析，决定采用YKT-1800型可编程微机控制比例阀调节水轮机调速器。 改造方法是保留原调速器主配压阀以下的机械及液压装置部分，改造主配压阀以上的控制调节部分。由于不改变调速器的机械及液压装置，其改造过程相对比较简单，将原调速器控制箱及箱内的电液转换器等撤除，更换成微机控制比例阀调节装置。 三、微机控制比例阀调节调速器的特点及功能 1. 微机控制比例阀调节调速器的主要特点 （1）采用了电液比例阀、数字开关阀等现代电液控制技术，减少了液压放大环节，使得调速器结构简单，性能优良，工作可靠。 取消了传统的电-液伺服系统，克服了模拟放大电路存在的各种问题，特别是取消了电液转换器，消除了电液转换器引起的一系列问题。不需要高精度的油源，因此降低了对滤油器的要求。由于采用了吸油滤油器，取消滤油器切换阀，也完全省去了滤油器的日常清洗更换工作。除保留传统调速器的所有功能外,还增加了当电源消失时调速器自动进入手动运行并维持原有的导叶开度不变功能。 （2）采用通用PLC、PCC，满足电磁兼容标准，可靠性高，便于扩展。 电液比例阀采用了闭环控制，完全克服了丢步现象；电液比例阀的变速控制方式，完全解决了电液转换器控制时速度与失步的问题。调节柜内无率功放大板等模拟电路,避免了模拟放大电路存在的漂移,抗干扰性能等问题。简化了开度限制机构，简化了杠杆、滤油器及柜内的结构。独特的比例控制方式,具有自动检测液压随动系统卡死等故障诊断处理的能力,保证了整个系统的安全性、可靠性。具有频率跟踪、开度跟踪、功率跟踪等功能,保证了调速器手动、自动无扰动切换以及运行模式无扰动切换。自动按工况改变运行参数,调节平稳、速动性好。采用梯形图编程,使程序易懂易读,修改方便。采用单片机测频,线性度好,精度高,速度快。手、自动运行方式切换平稳，不论是从手动运行还是自动运行进入手动运行，都可以随意切换，而不必考虑开度是否处于限制状态，所有的切换都在电路内实现不会引起任何油压波动和机械转换。整个系统结构简单，操作方便，可靠性高，维护和检修工作量小。 2. 电液比例阀调速器的主要功能 电液比例阀调速器具备正常运行、故障运行及紧急停机功能。可以设定频率调节、功率调节、开度调节等三种运行模式，可手动（自动）调节导叶给定开度、限制开度、频率给定、功率给定。所有控制功能（自动/手动、开机/停机、增/减负荷）都可在现场进行操作。可实现调速器手动（自动）无扰动切换和运行方式的无扰动切换。在不停机的状态下能方便的进行电气部分及电液比例阀装置的检修工作；在电源消失时可维持原有导叶开度不变。导叶开度、频率、功率实际值及给定值、运行方式、各种故障指示都可在人机界面的触摸屏上显示。能方便的与上位机通讯，通过通讯能可靠接受计算机监控系统下达的各种指令，即可上传机组频率、电网频率、导叶开度、电气开限、机组功率、运行模式、手自动切换状态及各种故障的量值及信号，又可下传频率给定、开度给定、电气开限、功率给定、当前水头及各种模式切换的量值及信号。 3．调速器系统结构 调速器采用电子调节器＋机械液