YWTBG－3000A微機調速器在象山水電廠的應用

牛保國，戴延君，佟 偉

(1.黑河市水務局，黑龍江黑河164300;2.黑河象山水電廠，黑龍江黑河164300;3.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

1 引言

黑河象山水電廠地處黑龍江省黑河市，位于黑龍江一級支流法別拉河中游，距黑河市72 km。電廠裝機容量18.32 MW，裝有4臺(3×6MW+1×0.32MW)水輪發電機組。機組與2臺容量16 MVA和8 MVA雙繞組和三繞組變壓器組成了擴大單元接線。電能輸送分別以一回110 kV、一回35 kV電壓等級接入黑寶山和黑河電網。多年平均發電量4 130萬kW·h，裝機年利用小時數2 294 h。1992～1999年該廠使用YDT－3000型調速器，是20世紀70年代產品，該產品明顯存在一些技術和質量問題。對水輪發電機組安全穩定運行存在嚴重隱患。

2000年象山水電廠選用了南寧發電設備總廠研發的YWTBG－3000A微機調速器，此產品是南寧發電設備總廠在成功應用PLC技術的基礎上進一步采用檔次更高的PCC技術，是以PCC調節器為調節控制核心的中小型系列微機電液調速器。該系列微機調速器主要用于控制水力發電廠的各類中小型水輪發電機組。

2 調速器的結構和原理

1)YWTBG－3000A微機電液調速器屬帶油壓裝置的整裝式調速器。主要由PCC調節器為核心的控制柜、執行機構的接力器和操作能源的油壓裝置三大部分組成。

2)PCC調節控制柜主要用于接受外部指令，引入機組必要參數和狀態信號，以及必要的反饋信號，形成控制水輪機的具有一定調節規律的電氣調節和控制信號。該調節和控制信號，直接送到旋轉力矩較大的“步進電機－絲杠螺母副”電氣/位移變換裝置，使調節器的調節意圖變為主配壓閥的液壓控制動作，從而使執行機構的接力器，得以按調節需要去控制水輪機發電組的目的。油壓裝置則為這種調節和控制作用提供足夠的操作能源。

3 調速器特點

1)YWTBG－3000A電液調速器是以PCC調節器為調節控制核心的微機調速器。其PCC調節器模塊采用奧地利B＆R工業自動化公司產品，屬于一種全標準模塊式的產品。從而為PCC調速器的穩定可靠運行提供了堅實的硬件基礎。使PCC型微機調速器具有很高的整機可靠性。

2)PCC微機調速器能實現容錯式殘壓測頻，提供并聯PID調節規律。并可根據機組運行狀態和工況的變化幅度，自動實施變參數調節，以獲得優良的動態品質。

3)PCC微機調速器，在電站二次回路或監控系統的配合下，能以自動或手動方式實現機組的開機、停機和事故緊急停機等控制與操作;可對運行中的機組進行轉速調整或出力調整，使機組按給定頻率或給定開度自動穩定運行，以及實現并列運行機組間負荷的自動分配;也可滿足機組網頻跟蹤的要求和實現機組的調相運行等。

4)PCC調速器具有頻率、開度多種運行模式選擇。對于頻率模式，PCC調速器設有頻率跟蹤和頻率給定兩種控制方式。而開度模式，則采用開環控制和逐步逼近相結合的調節方式，從而實現了迅速而準確地增減機組開度或出力的要求。運行模式之間，可以無擾動地任意切換。主要技術性能和參數見表1。

表1 主要技術性能和參數

5)針對水輪發電機組運行水頭變化幅度大的特點，PCC調節器設有不同運行水頭下的最優開機規律和高水頭時自動限制機組最大出力的功能。

6)采用小巧玲瓏的PANELWARE－P120人機界面作為人機對話的工具。將數據監視、參數設定和報警顯示等功能集于一身，參數的顯示和修改直觀準確，并且有防止和自動校正誤操作的功能。豐富的串口、網絡和現場總線接口，給運行人員提供了方便。

7)以旋轉力矩很大的“步進電機－絲杠螺母副”型變換裝置取代對油污敏感可靠性較低的常規電液轉換器。同時，采用PCC調節器的電氣輸出直接控制主配壓閥動作的工作方式。因此，在自動調節信號的傳遞通道上，無任何機械傳動杠桿。所以，YWTBG－3000A型微機調速器具有系統簡潔適用、結構配置合理、靜態轉速死區小、響應敏捷、調節穩定可靠和操作使用方便的特點。

4 現場試驗及運行

1)調速器靜動特性試驗。靜動特性試驗是水輪機調節系統中重要特性試驗項目，其目的是檢驗水輪機調節系統的穩定性和速動性，象山水電廠每年嚴格按照現場調試大綱要求和調試方法、步驟進行檢測。其性能指標均達到國家標準的要求。現將3臺YWTBG－3000A微機調速器的主要特性試驗結果整理如表2。

表2 主要特性試驗結果

2)YWTBG－3000A電液調速器已成功應用到象山水電廠6000kW機組。投運10年來調速器的整機特性通過歷年測試各項技術指標優良，完全符JB627－79規定，靜動態特性指標明顯優于YDT－3000型調速器。經多年統計分析調速器本體性能故障、事故率為零，臨檢次數為零。基本達到免維護水平。大小修年限延長，檢修工作量、工作強度明顯減少和減輕。機組啟動到并入系統只需要90秒，與原調速器相比機組啟動到并入系統在時間上減少了230秒。足以證明空載耗水率明顯減少，提高了電廠經濟效益。

5 結束語

近年來我國水輪機微機調速器主要是以PLC和PCC產品引領市場前沿，它們在某些方面確實代表著水輪機調速器發展的方向，符合水電廠無人值班、少人值守和綜合自動化的要求。作為PCC調速器產品，具有測頻回路多、信號源可選，測頻軟硬件能冗余、容錯，測頻回路簡單可靠，測頻精度高、實時性強，豐富的串口、網絡和現場總線接口，方便用戶操作和管理的操作口令，非常人性化的人機界面，這些優越的硬件特性和豐富的軟件功能使得PCC水輪機調速器，從產品技術含量和性價比上深得用戶的歡迎，有著非常廣闊的市場空間和發展。YWTBG－3000A微機調速器在象山水電廠的應用就充分證明了這一點。

［1］王英男，王景琴，戴延君.象山水電廠事故備用電源配置分析［J］. 黑龍江水利科技，2009，37(6):169.

［2］趙臣，張殿民，戴延君.YDT－3000電液調速器裝置的技術改造［J］. 黑龍江水利科技，2008，36(4):138 －139.