水電廠調速器選型方法

摘要：文章闡述了調速器的構成和分類，并介紹了調速器的選型原則，以此為基礎從機組特點、系統結構、性能指標、功能設置要求以及素質和質量五方面闡述調速器的選型法則，為水電廠機組選擇適合的調速器提供了借鑒。

關鍵詞：調速器；選型方法；水輪機組；產品模件；自動控制設備；勵磁調節器

中圖分類號：TV664 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）33-0131-03

在改建或者新建水電廠時總會遇見關于調速器選型等問題。當選型不適當時往往會帶來種種預想不到的后果，以至于威脅到電機組穩定安全的運行，因此對于水電廠的建設來說正確地選擇合適的調速器顯得格外重要。本文介紹了調速器的構成和分類，并詳細闡述了調速器選型的各種方法和原則，以幫助正確選擇水電廠的調速器。

1 水輪機調速器的構成和分類

2 選取調速器的選型原則

在對調速器進行選型時，一般根據各自的特點和預期的問題進行選型，綜合各方面的特點、研究和實踐經驗列取以下幾點作為選擇調速器時要考慮的因素：

（1）考慮調速器的組成系統結構。要考察調速器的組成系統結構是否擁有可維護性、可靠性、先進性。

（2）考慮技術性能方面的指標要求。對調速器要考察能否達到行業標準與國際標準中規定的技術要求與性能要求。

（3）考慮功能設置方面的要求。對調速器要考察其能否全面滿足水電廠綜合自動化與安全發電的需要。

（4）考慮制造單位的質量保證及素質要求。對調速器生產單位素質和產品質量的考察是最基本的條件。

3 選取調速器的法則

3.1 機組特點

3.2 系統結構

3.2.2 微機型式與先進性，目前要選取標準化和工業控制級型的微型計算機應用到微機型調速器中，且考慮到產品的先進性和嚴格的工藝及質量，要求盡量選用全球專業化國際大公司生產的產品。

3.2.3 產品模件標準化、系列化，從水電站自動控制方面技術的發展需要來看，要保證其自動控制設備具有高可靠性及可維護性，總線結構就應當具備標準化結構。另外在選型時要考慮調速器的總線標準與機組方面控制裝置和微機型勵磁調節器的總線標準是否相一致。

3.2.4 電氣裝置相關系統結構。因雙微機系統形式的調速器擁有較強的可靠性及可維護性，可在整個機組的運行時提升其利用率和可靠性，故建議選取雙微機系統形式的調速器。

3.2.5 工作電源具有可靠性。為了調速器能夠長期穩定并可靠地運行，就需采用可靠的供電方式與工作電源。可選用兩種電源形式的雙重供電方式，并選取工業型式穩壓電源。

3.3 性能技術指標

在對調速器進行選型時還要考慮其技術性能指標能否達到國家規定的標準，目前常用的調速器一般都能到達國家規定的標準，但不見得都能達到國際標準，為了使調速器具有高質量和高性能，可以再參考國際標準上對技術性能方面的要求，需要注意以下幾點：

3.3.1 可靠性能設計的相關指標，比如電調液壓組成部分要用哪種設計比較可靠，為將整機的可靠性提高要采取的新技術有哪些等。

3.3.2 電液轉換配置的技術性能指標，此裝置是調速器主要關鍵部件中重要的部件之一。由于在水電機組甩負荷、溜負荷的時候不能將導葉關閉而引起電液轉換器發卡或者有零漂而使其轉速過快，故電液轉換配置要抗油污強、零漂小、不會發卡且具有很好的頻率響應性，尤其對于需要遠距離進行輸電的水電站來說，其穩定性格外重要。

3.3.3 液壓部分相關技術要求，此主要考察下面幾點：一是此系統結構選取不帶有中間接力器的那種一等級別電液隨動組成系統較好；二是自動閉環此控制系統中導葉反饋回的信號最好選用直接來自接力器發出的無接觸形式電信號直接反饋形式；三是減少或者取消機械杠桿以簡化此系統的結構；四是滿足現成沒有值班的特殊情況和與綜合自動化技術水平適應，手動/自動轉換裝置可設置為遠方便可操作控制的電液切換構件；五是此設備要具有配置上的靈活性，可集中于發電機層安裝，亦可分散于被控設備周圍安裝；六是電氣部分不應和液壓部分相互合柜配置，為防止出現油霧污染。

3.4 功能設置方面的要求

調速器的功能設置最好能滿足水電廠機組實際運行情況的需要，進而提高設備可靠性，降低維護設備工作量，使運行操作便捷及易調試維護。在對調速器進行選型時要依據一些原則和實際運行方面的要求來確定需要設置的有哪些功能。以下為調速器中各項功能必須具備的功能：

3.4.1 自動緊急情況停機、工況轉換、調相、并網且帶負荷、單機且帶負荷、空載運行、起動以及停機等必備設備控制功能。

3.4.2 空載頻率進行跟蹤的功能。此功能有助機組并網迅速、啟動平穩以及縮短開機并網所用時間。

3.4.3 全面容錯操作控制功能。此功能能夠增加調速器的可利用率與可靠性以及抗干擾性。

3.4.4 實時進行自身診斷功能。此功能發揮計算機的分析能力與判斷能力，能判斷得出調速器液壓和電氣系統出現的故障類型，再自動決策，以發揮容錯控制和變結構控制這些功能與其他一些有效措施來達到最終的良好處理效果。

3.4.5 有輸入水頭信號的功能。由于貫流式機組運行水頭的改變范圍與變化幅度較大，故水頭是干擾調節參數的主要參變量。另還要考慮現場安裝了的水位與水頭傳感器于實際使用中會存在的不同問題，故要有人工可以輸入水頭值的方法。

3.4.6 有現場檢驗調速器試調試功能。此功能為水電廠維修養護人員提供現場檢驗調試方法，有助于檢查中省時、省力、便捷地完成任務。

3.5 素質與質量

調速器質量的好壞也是調速器選型的一個重要依據，產品的高品質與生產廠家的素質和質量保證是分不開的。因此在對調速器進行選擇時還要看制作廠家的素質和其是否具有質量完整的保證體系。這些綜合素質和質量的保證包括：廠家的綜合經濟和技術實力、開發手段的先進性、生產規模的標準化與模件化、生產規模上的完整質量保證體系、良好的信譽、定期的技術培訓、良好的售后服務以及是否有科研、服務、生產等隊伍等。在選型過程中用戶需對產品制造單位的質量保證體系進行考察。同時要考察出廠與型式試驗、整機與機件檢驗、電氣和機械模件加工、元器件老化篩選與檢驗、裝配機件及元器件采購等這些都應嚴格地被考察。

4 結語

目前調速器為機電一體化結構的高科技技術產品，它還會隨著自動控制、液壓技術以及微機技術的不斷發展而繼續前進并且推陳出新。因此在建設水電廠或者改建水電廠時要了解市場上調速器的發展情況，選擇適合本水電廠特點的型號，這樣才能既保證調速器使用的穩定性和長期有效性，并能促進水電廠生產的穩定發展。

參考文獻

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（責任編輯：秦遜玉）