橫山廟電站調速器裝置的技術改造

楊基瓊

(四川省玉溪河灌區管理局,四川邛崍,611530)

橫山廟電站地處四川省名山縣建山鄉橫山村,系玉溪河灌溉工程主干渠的配套電站,隸屬四川省玉溪河灌區管理局。電站總裝機容量為 2×3200MW,設計水頭 43m,設計流量 20m3/s,年發電量 3700萬kW·h。兩臺調速器的型號均為 CT-40型,由于運行多年,存在諸多問題與不足,需要對其進行技術改造。本文簡要介紹如下。

1 CT-40型調速器存在的問題

CT-40型調速器是我國上世紀 70年代根據前蘇聯專家提供的有關圖紙,自行設計生產的一種中型機械液壓型自動調速器。其控制部分為機械杠桿、飛擺、緩沖器等,結構比較復雜,難以調整與維護,各方面運行指標均不理想。我站兩臺調速器經過30多年的運行,主要存在以下問題與不足:

(1)最大缺點是暫態轉差系數設計偏小,最大整定范圍在 0～20%,運行穩定性差。

(2)緩沖時間常數 Td明顯偏小,TU值過小,直接影響運行的穩定性,并且在運行調節過程中振蕩次數會增加。

(3)調速器整機靈敏度差,頻率響應差,存在較大死區。

(4)空載頻率不穩,易產生過調,捕捉并網難且并網時有沖擊電流。

(5)各部活塞與襯套之間的間隙變大,飛擺、輔助接力器和開限針塞處大量漏油,油泵起動頻繁。

(6)開度限制和轉速調整的指示表為線繞式指示表,與實際值存在較大誤差。

(7)該產品屬淘汰品,備品備件已經無法購買,維護工作量大且困難。

目前,CT-40調速器自動調節能力下降,頻率不穩定,操作不靈活,經常出現丟步與失步的現象。特別是在電站與系統解列后機組甩負荷后,調速器不能及時關閉水輪機導水葉,發生機組過速事故。上述問題已嚴重威脅到橫山廟電站的安全、穩定、經濟運行,因此對調速器的技術改造勢在必行。

2 調速器改造方案

由于原調速器的油壓裝置、接力器、集油箱等完好無損,還有利用價值,決定予以保留。經過生產技術部門與幾個生產廠家的技術交流、溝通,結合電站具體情況,經認真分析后決定,采用重慶天人自控設備有限公司生產的 BWT-1B微機控制調節裝置,保留原調速器主配壓閥以下的機械及液壓裝置部分,改造主配壓閥以上的控制調節部分,將原調速器控制箱及箱內的飛擺馬達、連桿緩沖機構等撤除,更換成 BWT-PLC型步進微機調速器微機步進控制調節裝置。

2005年1月,對一號調速器進行了技術改造,改造后運行效果不錯,同年12月對二號調速器也進行了技術改造。

3 BWT-1B型步進微機調速控制器的特點和功能

3.1 步進微機調速控制器的主要特點

BWT-1B步進式微機水輪機調速器原裝進口的步進電機驅動器和步進電機,取代了傳統調速器的電液轉換器,克服了因電液轉換器卡阻而產生的故障,且取消了傳統調速器的飛擺電機轉速機構和緩沖器,大大簡化了機械結構,簡單明了,易于檢修維護。由于采用軟件測頻,克服了硬件測頻電路常有的外圍元器件多,制造質量要求高等問題,充分利用了可編程高可靠性的優點,所以抗干擾能力特別強;由于取消了電位器,無功放板,克服了模擬電路存在的漂移,穩定性好;又因為采用了漢化觸摸屏顯示,運行狀態、參數設定等一目了然,所以操作極為方便。

3.2 步進微機調速控制器的主要功能

步進式調速器控制器具備正常運行、故障運行及緊急停機功能。可以設定頻率調節、功率調節、開度調節等三種運行模式。導葉開度、頻率、功率實際值及給定值、運行方式、各種故障指示,都可在人機界面的觸摸屏上顯示。該產品自動化程度高,傳統調速器出現機頻丟失故障,運行人員需立即介入處理,現在調速器可自動穩定在原轉速不變,并發出報警信號,提示故障原因所在,保護功能強。從開機到并網發電時間大大縮短,手/自動可隨意切換,且無擾動。

4 改造成效

4.1 經過改造后,原調速器存在的許多缺陷已經消除,其性能得到很大改善,主要性能指標達到國標要求。調速器改造完成至今已有 4年多時間,從未發生因調速器問題所引起的故障或事故。

4.2 調速器的各種參數都可以在觸摸屏上讀取、修改,操作簡單,可免維護。

4.3 開機并網迅速,調節靈敏,運行穩定。

4.4 該方案保留了原調速器的油壓裝置、接力器、集油箱等,相對而言較為經濟。