YDT電調(diào)的便捷技改探討

摘要:YDT-3000電氣液壓調(diào)速器在碗窯水電站的使用中存在一些缺陷，影響電站安全運(yùn)行;同時(shí)因該產(chǎn)品科技含量低，已滿足不了電站“無人值班，少人值守”的要求。為此，對原調(diào)速器系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。選用了BWT-1B步進(jìn)式微機(jī)調(diào)速控制器，經(jīng)6年的實(shí)際運(yùn)行見證了改造的成功，為電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了有力的保障。

關(guān)鍵詞:水電站;電調(diào);技術(shù)改造;步進(jìn)式微機(jī)調(diào)速器;經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號:TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1672-3198(2010)02-0296-01

1 使用電調(diào)時(shí)存在缺陷

(1)操作調(diào)節(jié)不夠靈活，柜內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、滲漏油嚴(yán)重。

(2)自動(dòng)調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，頻率不穩(wěn)，開機(jī)并網(wǎng)時(shí)間較長。

(3)科技含量低，沒有良好的人機(jī)介面及串行口等，無法實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控少人值班的需求。

(4)電液伺服閥在運(yùn)行中曾多次出現(xiàn)卡滯、拒動(dòng)或誤動(dòng)作，開限轉(zhuǎn)輪被卡住等故障，無法執(zhí)行正常自動(dòng)開停機(jī)等。

以上一系列的問題已嚴(yán)重影響電站的正常運(yùn)行，甚至給電站帶來嚴(yán)重的不安全運(yùn)行隱患，同時(shí)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2 改造方法

目前生產(chǎn)微機(jī)調(diào)速器的廠家比較多，型號各不相同。經(jīng)本站的技術(shù)人員認(rèn)真查閱各相關(guān)資料并結(jié)合電站的實(shí)際情況，認(rèn)為采用重慶西南電控廠研制的BWT-1B步進(jìn)式微機(jī)調(diào)速控制器(下面簡稱微調(diào))比較適合。

改造方法是保留原調(diào)速器的主配壓閥及以下的機(jī)械和液壓裝置部分，將原調(diào)速器控制箱及箱內(nèi)的電液伺服閥、齒輪機(jī)構(gòu)等拆除，更換成微機(jī)步進(jìn)電機(jī)式控制調(diào)節(jié)裝置。由于不改變調(diào)速器的機(jī)械及液壓裝置，其改造過程相對比較簡單、能合理利用原有資源、投資少、技改工期短等優(yōu)點(diǎn)。

3 微調(diào)控制器原理、技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)

3.1 原理

調(diào)速器的控制器通過PLC軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)頻、網(wǎng)頻兩參量的采集，采集到的信號濾波后經(jīng)A/D模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號并送到CPU對頻差△F=F給-F機(jī)(空載工況△F=F網(wǎng)-F機(jī))進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果經(jīng)D/A模塊轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)過放大輸出直流電壓調(diào)節(jié)信號Uy至步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，以控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，再由中間接力器(步進(jìn)電機(jī)輸出的是電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角機(jī)械位移信號φ，而后面的液壓隨動(dòng)系統(tǒng)需要的是直線機(jī)械位移信號△Ly，因此將步進(jìn)電機(jī)的下軸端蓋套裝一根有外螺紋的螺桿，再配上螺母，當(dāng)螺桿來回轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母就上下移動(dòng)，從而成功地將電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角信號φ轉(zhuǎn)換成螺母的直線位移信號△Ly)將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成為直線運(yùn)動(dòng)，從而將Uy按比例轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移信號△Ly(△Ly=φ360°*S其中:S—螺桿的螺距㎜， —電機(jī)轉(zhuǎn)角，△Ly— 機(jī)械位移量㎜) 。 機(jī)械位移信號△Ly 一方面經(jīng)位移傳感器轉(zhuǎn)換成負(fù)反饋電壓Uf送回步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸入端，保證驅(qū)動(dòng)器輸出機(jī)械位移信號△Ly與輸入電壓信號Uy有一一對應(yīng)的關(guān)系。另一方面機(jī)械位移信號△Ly 的力和行程經(jīng)過引導(dǎo)閥和主配液壓隨動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)葉開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種采用進(jìn)電機(jī)和螺桿機(jī)構(gòu)的方法將電壓調(diào)節(jié)信號Uy轉(zhuǎn)成機(jī)械位移調(diào)節(jié)信號△Ly，比采用電液伺服閥的方法具有不再用壓力油作為信號轉(zhuǎn)換的介質(zhì)，清潔干凈、結(jié)構(gòu)簡單、無油污、無發(fā)卡現(xiàn)象。

當(dāng)有開關(guān)量指令輸入PLC后，PLC會(huì)根據(jù)這個(gè)指令進(jìn)行相應(yīng)的操作、運(yùn)算，處理后的結(jié)果經(jīng)D/A模塊轉(zhuǎn)換后輸出至步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，最終達(dá)到控制導(dǎo)葉開度。(見圖1)。

3.2 特點(diǎn)

3.2.1 軟件測頻

控制器通過PLC軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)頻及網(wǎng)頻兩參量的采集和檢測，并按其差值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，使機(jī)組頻率自動(dòng)跟隨網(wǎng)頻而變化，達(dá)到快速并網(wǎng)的目的。大大克服了原調(diào)速器硬件測頻元件多、質(zhì)量不穩(wěn)定、抗干擾能力差、自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)間長等缺點(diǎn)。

3.2.2 友好人機(jī)界面

采用三菱觸摸屛作為控制器的人機(jī)界面，對機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及各種參量、故障信號等采用漢化顯示，各參量的設(shè)置、操作簡便，并且所有操作均有指令診誤，對不滿足條件者不予執(zhí)行，真正做到運(yùn)行安全。

3.2.3 各運(yùn)行方式間無擾動(dòng)切換

控制器通過軟件實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行方式電自動(dòng)、電手動(dòng)、純手動(dòng)三者間的相互跟蹤，并隨時(shí)可進(jìn)行無擾動(dòng)切換。

3.2.4 故障檢測

控制器通過軟件對多種故障點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，將及時(shí)發(fā)出故障信號并顯示故障點(diǎn)，并可在不停機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行電氣部分和步進(jìn)電位移部分的維修工作，克服了原電調(diào)維護(hù)復(fù)雜的缺點(diǎn)。

4 應(yīng)用效果

本站自2002年11月對電調(diào)進(jìn)行技術(shù)改造后，其效果主要表現(xiàn)在:

4.1 縮短開機(jī)并網(wǎng)時(shí)間，增加電站的經(jīng)濟(jì)效益。

本站開機(jī)并網(wǎng)的機(jī)時(shí)間由原來(電調(diào))的單機(jī)6分鐘/次，縮短到現(xiàn)在(微調(diào))的單機(jī)3分鐘/次;原來的雙機(jī)8分鐘/次，縮短到現(xiàn)在的雙機(jī)4分鐘/次。

據(jù)統(tǒng)計(jì)本站平均一年有260多次開機(jī)命令，現(xiàn)在按260次開單臺(tái)機(jī)組來計(jì)算，那么現(xiàn)在全年約減少:3分鐘/次*260次=780分鐘的空載時(shí)間。 這780分鐘流失的水量有11.6064萬立方，以每度電6立方水計(jì)算， 本站技改后每年最少有1.9344萬度電量的效益增加。另外備品方面，有電液伺服閥、電控柜的插件板等備品備件費(fèi)用的節(jié)省約4萬元。

4.2 達(dá)到預(yù)期目的

實(shí)踐證明，投運(yùn)行6年來，微調(diào)系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定、頻率和功率跟蹤能力強(qiáng)、速動(dòng)性好、可靠性高、靈敏度好，從沒出現(xiàn)過異常和故障情況且維護(hù)方便、簡單，其性能完全滿足電站“無人值班，少人值守”運(yùn)行方式的技術(shù)條件的需要。

4.3 節(jié)省投資和技改時(shí)間

本次技改保留原調(diào)速器的主配壓閥及以下的機(jī)械和液壓裝置部分，節(jié)省投資，同時(shí)減少技改時(shí)間。一臺(tái)調(diào)速器個(gè)兩人兩天時(shí)間就能完成。

5 結(jié)語

技改后， 消除了機(jī)組不安全運(yùn)行隱患，解決了多年來難以處理問題，電站自動(dòng)化水平得到很大的提高，并為下一步實(shí)現(xiàn)少人值班創(chuàng)造了條件。經(jīng)6年的實(shí)際運(yùn)行見證了改造的成功，為電站的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了有力的保障。