潘電新型調速器機械反饋系統的施工技術

河北遷西潘家口水電廠

摘要：潘家口水電廠調速器換型后，原機械反饋裝置發生了變化，根據新結構新要求，對調速器機械反饋系統進行了設計施工，以適應換型后調速器的技術要求。

關鍵詞：反饋鋼絲繩；轉向滑輪；轉向裝置

潘家口水電廠于2011年12月對調速系統進行換型改造，原調速器BDT—150由東方電機廠制造，換型后的調速器為WBDT—150型，葛洲壩能達公司生產制造。BDT—150是電液調速器，其機電轉換核心為電液轉換器，而WBDT—150是微機步進電機調速器，機電轉換核心為步進電機，它替代了原來的電液轉換器，且引導閥、輔助接力器、主配壓閥為一體、減少了油路，簡化了結構，最大限度地降低了加工制作死區，增強了速動性，減小了不動時間，便于日常維護。調速柜內裝有步進電機位移傳感器和主令控制位移傳感器。主令控制位移傳感器代替了原調速器的主令控制器，從而使調速器的機械反饋系統發生了變化。

1 換型前調速器機械反饋系統的布置

原調速器的主令控制器安裝于機械調速柜下面▽141層，由調速器反饋系統的扇形齒輪帶動主令控制箱內的齒輪傳動機構，從而控制相應的電氣接點，發出相應的電氣信號實現對機組的控制。機械反饋系統由接力器反饋鋼絲繩、轉向滑輪、扇形齒輪機構，調速器恢復臂、配重塊等組成。其走向示意圖1所示。

圖1 原調速器機械反饋布置圖

2 調速器換型對機械反饋系統的新要求

換型后的調速器則取消了▽141層的主令控制器，由調速器內的主令位移傳感器代替，它安裝于調速器下恢復臂的反饋連桿上。原機械反饋系統鋼絲繩的走向和安裝結構不合理，需重新設計施工。

2.1原反饋鋼絲繩從調速器恢復臂垂直向下到主令控制器扇形齒輪機構，再由地面轉向滑輪導向，至接力器。它基本上垂直于發電機層過道當中，造成行人和搬運設備貨物不便，不美觀，也不利于安全運行。

2.2反饋環節多。反饋鋼絲繩由接力器到扇形齒輪帶動主令控制器，經扇形齒輪到恢復機構，由恢復機構經細鋼絲繩牽動旋轉變壓器，從而把接力器的機械位移量轉變為電氣位移量。由于環節多、軟連接多，造成調速器死區較大，占整個調速器系統死區的70%左右，延長了調節時間致使機組并網困難，運行不穩定。

基于以上問題和步進電機調速器的特點，對換型后調速器的機械反饋系統做了重新設計，基本方案是：反饋鋼絲繩由換型后機調柜下方空中轉向，從調速器油管道夾縫水平至發電機風洞外墻，沿墻垂直向下經轉向滑輪與接力器相連。同時取消原調速器的機械反饋系統的扇形齒輪和主令控制器及基礎，并將地面鋪平。

3 調速器機械反饋系統改造的技術問題

3.1反饋鋼絲繩的轉向高度如何確定，是否能從機調柜下部油管道的夾縫中穿過。

3.2根據新調速器的機械反饋結構空中轉向最少應用幾個轉向滑輪。

3.3轉向滑輪如何布置，布置在怎樣的構架上，方位如何確定。

3.4怎樣在空中牢固地固定這套轉向裝置。

4 調速器機械反饋改造過程中技術問題的解決辦法

4.1根據WBDT—150調速器下恢復臂的上下旋轉弧度的垂直距離，決定著反饋鋼絲繩轉向輪固定架的高度，經測量高度為450mm，同時也受限于水平線對面發電機風洞外墻上調速器的主供油管道，因為他將影響反饋鋼絲繩去接力器轉向輪固定架在發電機風洞外墻上的安裝。所以反饋鋼絲繩的水平高度除大于恢復臂旋轉的垂直距離以外，還必須低于發電機定子外墻上主供油管道的一定距離，從而確定了轉向輪固定架的高度，為700mm，而機械調速柜下面四根Ф140mm的油管垂直高度為1500mm左右，水平拐彎與壓油槽、回油槽、事故配壓閥相聯接。這樣反饋鋼絲繩水平轉向后就有可能被四根垂直分布的油管路擋住，從而增大施工難度。經定點后測量反饋鋼絲繩水平瞄向接力器反饋鋼絲繩向上垂直的一點，從而聚焦于發電機風洞外墻，測得反饋鋼絲繩與最近的一根油管外圓有10mm的距離，這說明是可行的，由此減少了一個不必要的工作環節。調速器的工作特性告訴我們，設計施工中盡量減小反饋鋼絲繩轉向輪固定架的尺寸，從而保證固定架的剛度，提高調速器的調節品質。

4.2解決這個問題的出發點，是反饋鋼絲繩經恢復臂沿轉向滑輪的切線平滑地導向接力器，根據調速器恢復臂所牽引反饋鋼絲繩的運動方向，有兩個轉向滑輪就可以實現反饋鋼絲繩到發電機風洞外墻的導向。一個轉向滑輪垂直于恢復臂安裝，另一個轉向滑輪則水平安裝，將兩滑輪盡量近距離地安裝在一起固定在轉向架上。

4.3我們知道用兩個轉向滑輪就可以完成調速器反饋鋼絲繩的空中走向。但兩個轉向滑輪怎樣布置最為合理呢？當然布置方式很多，但由于受到場地的限制和以上問題因素的制約，最終也只有一種比較好的布置方式，示意圖2所示。

圖2 轉向滑輪安裝結構圖

分別把水平轉向滑輪和垂直轉向滑輪用M12的螺栓固定在調節鋼板上，水平轉向滑輪和垂直轉向滑輪在不影響技術要求、安裝固定的情況下，兩輪越近越好，使轉向裝置結構更加完整牢固，確保機械反饋系統有良好的工作性能。

這種布輪方式有以下特點：

①、結構緊湊，便于安裝施工，有利于整體固定。②、它能夠調節鋼絲繩的水平偏差和垂直偏差。③、它能夠完全滿足反饋鋼絲繩的走向要求。

圖3 換型后調速器機械反饋裝置圖