響水水電站調速器技改研究

李旭

響水水電站一期工程建成的兩臺單機50MW水力發電機組調速器采用主機設備廠家配套生產的調速器，該調速器型號為：PDT-80，核心部件采用電液轉換器、中間接力器、主配壓閥等結構。該調速器在電站使用約5年時間，期間出現問題較多，經查閱新型調速器型譜和對多家廠家進行技術咨詢、實地考察后，決定采用WT-80調速器進行更換，更換后實際運行效果很好，調速器改造成功。

一、響水水電廠工程概況

響水水電站位于云貴交界的都格鎮境內，最大壩高為68m，總庫容830萬m3，引水隧洞長4172.239m，調壓井總高度為56.6m，高壓埋管全長764.787m，電站總裝機容量為2x50MW，設計引水流量54.1m3/s，單機引水流量27.05m3/s，年利用小時數為6020h，年發電量6.02x108KW.h，分別向云貴兩省省網輸送電能。

1.調速器在水電站的作用及原理簡介

調速器是水電站中最重要的控制設備之一，對水輪發電機組的安全、穩定運行起到至關重要的作用，可以通俗的說，沒有調速器，水輪發電機組根本無法運行。

水輪發電機組調速器作用是將發電機轉速信號（機組頻率）與電網頻率（給定頻率）進行對比，根據其差值送出一個調節信號給電液轉換器，電液轉換器可以根據信號按比例輸出一個控制油壓，后級控制單元可將該流量放大，通過控制導水葉接力器（槳葉接力器）操作流量來控制導水葉（槳葉）的開度大小，進而控制水輪機過水流量的多少來調整水輪機的轉速，同時起到調整水輪機的輸入功率，改變發電機的輸出功率。水輪機調速器可按調節對象分為單調節調速器和雙調節調速器，即俗稱的單調調速器和雙調調速器，也可按調節元件分為機械調速器（即ST和T型）、電氣調速器（DST型和DT型）、微機調速器（即WST型和WT型）等，還可更細分為離心飛擺的、環噴的、步進電機的、液壓閥的、直連的、板式管道無明管的等等。

2.技改必要性

早期設計的調速器由于受到技術限制，普遍采用電液轉換器、步進電機等電液轉換部件作為調速器中電-液轉換部件。由于該類裝置控制元件調節油孔有限，對油質要求較高，油孔經常堵塞，導致調速器故障或根本無法進行調節，很難滿足一些水電站實際運行的要求。

正是基于上述原因，響水水電廠的PDT-80電液單調節調速器越來越難于滿足運行要求，技改工作正式提上工作日程，并經廣泛考察多家調速器產品和調速器形式后，決定進行技改。

二、原調速器存在的問題

響水水電站調速器采用主機設備廠家生產的PDT-80電液單調節調速器，其大致結構為電液轉換器將調節信號轉換成液壓油流，推動中間接力器，中間接力器再通過杠桿將操作力傳遞到主配引導閥針塞，引導閥針塞配壓給主配，最后推動接力器和導水機構完成調節。

使用中存在的主要問題：該調速器雖然采用當時比較先進的電液轉換器作為調速頭，但其他部分還是傳統的機械杠桿式調速器，機構調試、維護難度大，存在電液轉換器頻繁堵塞，接力器抽動厲害等諸多問題，越來越難以滿足電站的安全穩定運行。

近幾年微機調速器已經成為當今水輪機調速器的主流，國內生產微機調速器的廠家眾多，形式和結構都發生了很大的變化，型號各不相同。經過廣泛地查閱有關資料和與有關生產廠家進行技術交流、溝通，結合電站的實際情況，再根據《小型水電站技術改造規程》中的有關規定，經過認真地分析和性價比較，決定選用WT-80型數字式可編程微機調速器。

WT-80數字式水輪機調速器是采用數字邏輯插裝技術開發的一類新型調速器；該調速器結構新穎，擯棄了傳統調速器的結構形式，全部采用插裝閥，多通道多冗余的結構，使系統的工作可靠性得到了大幅的提升。該調速器對油質的依懶性大大降低，系統漏油量非常小，對油泵工作壓力小，可以有效的延長油泵的工作壽命。綜合該調速器的各項指標后，本次選型決定采用WT-80數字式水輪機調速器。

調速器外觀圖：

三、試驗方案

1. 調速器試驗（現場主要試驗數據）

（見文后）

四、改造小結

兩臺調速器改造完成后，在后續的運行中，調速器運行一直非常穩定，與原有裝置相比，可靠性已得到了明顯的提高，因此這項技術改造是成功的。在筆者走訪的周邊多個水電廠中，尤其是80～90年代投運的機組，鑒于當時的裝備和技術水平，采用電液轉換器、步進電機等的調速器，機械液壓部分均存在可靠性較低的狀況。現在隨著裝備技術的進步，調速器的制造水平得到了大幅的提升，就像本文述及的WT-80型數字式可編程微機調速器筆者覺得是調速器行業里面技術的一次質的提升，該調速器革命性的利用快速開關閥代替電液轉換器，徹底解決了電液轉換器油孔較小，容易堵塞等詬病，減少了調速器對油質的依賴，大幅的提高了調速器的可靠性，該進步為調速器的發展指出了一個新的發展方向，徹底顛覆了傳統調速器的結構形式。通過本次技改介紹，希望能對80～90年代投產的水電廠調速器技改提供一點小小的幫助，如能在該方面為有調速器技改需求的電廠帶來一點點提示，筆者將倍感欣慰。

參考文獻：

[1]龍灘電站調速器改造_百度文庫[EB/OL]. 2010-11-23.http：//wenku.baidu.com/view/875d89d5360cba1aa811da28.html