調速系統改造后存在的問題及改進方案

摘要:大東江電站四臺機組的調速系統在2002年以來陸續進行了改造，改造后的調速器運行穩定，減少了維護工作，但是還存在一些內部配線問題以及功能性缺陷，需要進行回路的改線、配線和程序的修改，以達到改造的最終目的。

關鍵詞:大東江電站；調速系統；改造；存在的問題；改進方案

大東江電站是一個調峰調頻電站，在華中電網中扮演了一個重要的角色。她的安全穩定運行就顯得尤其重要。大東江電站在90年代四臺機組的調速器機械部分是湖南新特的KZT-100型，電氣部分是南京電力自動化研究院生產的SJ－700微機調速器。自投運以來，調速系統運行比較穩定，但隨著調速器投運時間加長，調速器出現了不少問題，增加了很多的維護量，也影響了機組的安全運行。調速器系統的改造勢在必行。

1改造前調速系統存在的問題

調速器零點漂移。KZT-100型調速器采用環噴式電液轉換器，復合彈簧式復中裝置。為防止轉動套發卡，加裝有一振動線圈，在振動電流的作用下，轉動套不停旋轉、振動，以保證其動作的速動性和自潔能力。這種情況下，彈簧會因為疲勞而改變特性，致使零點發生變化。當零點的變化值超過調速器的調節范圍時，調速器失去控制，發生溜負荷現象。

電調故障較多。電調的開關電源經常出故障，電源的負載能力不行，致使不得不經常更換開關電源。另外，其插件隨著投運時間加長，也時有故障，更換插件、芯片的情況也是常有的事。

調速器在靜態時有油耗，增加了壓油泵啟動頻率，這既縮減了壓油泵的使用壽命，也消耗了廠用電。

鑒于上述原因，為保證機組的安全可靠運行，在2002年后陸續對四臺機調速器進行了改造，包括電氣和機械的改造，改造后的調速器是武漢三聯水電控制設備有限公司生產的PSWT-100型比例、數字式微機調速器。新調速系統與舊的調速系統相比具有一定的優勢。

2新調速器的優勢

數字閥采用PWM脈寬調制輸出，取消了模擬量輸出；比例閥采用數字式綜合輸出，取消了模擬電路輸出，增強了抗干擾能力；電氣部分可跟蹤機械手動，機械手動切至自動或電手動時不需任何調整，所有工況之間的切換無擾動；調速器由自動切換成手動時，需要將開限機構壓住平衡桿，條件燈亮后才能進行，否則不能切換，而且開限手輪操作起來不太方便、快捷;調速器在靜態時有油耗，減少了壓油泵啟動頻率；觸摸式液晶顯示屏，是人機對話窗口，具有自動試驗功能、具有記錄故障、發生故障的時間及原因、畫面切換方便，便于工作人員直觀的了解調速器工作情況；集成式設計無明管，無杠桿，結構簡單，可靠性高；系統油路設計上形成獨特的液壓位置，復中零位無需調校，且該零位自動保持，活塞自動復中；無鋼繩反饋，機柜布置靈活；

3新調速器存在的問題及改進

經過近四年的運行情況，調速器的運行情況還算穩定，調速器的缺陷減少了，維護量也減少了，但是調速器在程序和配線方面還存在有一定的問題。

2005年4月16日，大東江4#電調無水調試，發現在電調直流供電時，面板顯示\"A機備用，B機工作\"，使用手動把手切換A、B機時面板也不會改變。進行查線發現，繼電器\"顯示切換JM\"電源接反，JM-13接在交流供電電源開關LN1-7號端子二極管前面，交流供電電源開關LN1-7，直流供電電源開關LN2-7經各自的二極管后短接，所以當電調直流供電時，必須經交流供電電源開關LN1-7的二極管反向，再到JM13，故繼電器\"顯示切換JM\"沒有電源，不會切換。改線：將JM-13接在二極管的后面，這樣交、直流電源供電，JM都能正常工作。在隨后的大東江1#電調也進行了改線。

2005年6月12日，大東江1#電調水頭信號接線：原來接線是M2與M2（1）的20、21端子并聯接在端子E47（水頭信號+）、E48（水頭信號-）上，電阻R20-21=50歐，此種接線方式，使輸入的水頭信號不對。對其進行了改線。改線后為M2的20端子接端子E47（水頭信號+），21端子與M2（1）的20端子短接，M2（1）的21端子接在端子E48（水頭信號-），也就是兩個模塊的20、21串聯，此時電阻為100.5歐。改線后水頭輸入信號正常。隨后幾臺的電調水頭信號接線均改了線。

2007年大東江4#機組減振改造后電調無水調試時，湖南電力試驗研究院水能動力所對電調的新運行參數進行了選擇、測試。在對調速器功能進行了測試，發現的問題有以下三個：

當兩路導葉反饋均斷線時，調速器切數字閥手動運行，如此時再出現甩負荷現象，調速器保持不動接力器；

并網狀態機頻斷線，切數字閥手動運行，此時再出現甩負荷現象，調速器保持不動。

當兩路導葉反饋均斷線時，給電調一開機令，導葉開至44.9%不動。

通過與湖南省電力試驗研究院水能動力所相關專家溝通、討論，我們初步明確改進構思，主要改進方案如下：

開機過程、空載運行情況下，電調判斷出現兩路導葉反饋斷線，或者機頻斷線（開機過程中，電調接到開機令后20s無機頻也判斷為斷線）后，電調強加比例閥關機信號，同時投緊急停機電磁閥，報電調故障至監控系統，由監控系統完成停機流程。

負載情況下，主用機判斷出現導葉反饋斷線，或機頻斷線后報警，切至備用機運行，備用機斷線（無論反饋或者機頻）時，維持比例閥自動且維持原開度不調，報警。

甩負荷即油開關斷開后，電調自動進入空載調節，保護功能相同。

此次大東江4#機調試中發現的三個問題，焦點在于故障出現后電調切手動保持接力器不動。程序修編后，電調機頻或反饋故障時不切手動而是維持自動并報警，有油開關\"合\"信號則維持不調，無油開關\"合\"信號則強加關機信號。投入緊急停機裝置是為了可靠，同時交監控完成停機流程避免惰性停機。存在的負面影響是：若兩路機頻或反饋故障時油開關信號抖動甚至只是瞬間接觸不良，將導致監控系統進入緊急停機流程。

在大東江電站調速系統改造完成后，經過近四年的運行情況，調速器的運行情況穩定，但在2007年大東江4#機調速器功能測試中發現的問題在其他三臺調速器中也同樣存在，需要逐步解決，后續的工作包括：修編電調程序，增加報警繼電器和布線。這些工作將安排在機組檢修中逐臺進行，并需要廠家專家的支持幫助才能完成。相信經過完善后的調速系統將運行得更安全可靠，以達到改造的目的。

作者簡介：劉青節（1972-），女，1972出生，湖南省永興縣人，1995年7月畢業于四川聯合大學（原成都科技大學）水利工程系水利水電動力工程專業，學士學位，1995年7月分配到湖南省東江水力發電廠，工程師，從事水電站自動化工作，現為東江電廠熱工專責。