都平电厂调速器改造

电力18讯：    [摘  要]　都平电厂调速器型号为SKDST-100电液双调，运行多年来，电液转换器经常卡阻，调速器无法稳定运行，并网困难，不能孤网和自带厂用电运行，常需切至手动调节，遇甩负荷时易出现机组过速。为解决这些问题，提高机组安全，对调速器进行了改造。图1幅。


[关键词]　调速器  改造  步进电机  两段关闭


1   电厂概况


都平电厂位于广东省封开县境内西江一级支流贺江上，是贺江电力发展公司在贺江上开发的3个梯级电站的第一级电站，装机容量2×15MW，灯泡贯流转桨式机组；调速器为天津水电控制设备厂制造，型号为SKDST―100电液双调。


2   改造原因及必要性


调速器在多年运行中发现存在下列问题：稳定性差、死区大、调节灵敏度低；电气元件易老化、寿命短、故障率高；机械液压系统结构复杂、维护量大、可靠性差。电液转换器经常出现卡阻，正常运行中有时出现溜负荷；开限机构在开停机时有时无法自动打开或关闭；机械协联机构常因桨叶启动阀和联锁阀卡阻而无法动作；桨叶机械协联机构凸轮不准确，效率低，常需人为手动调整；并网难且时间过长，有时甚至无法并网。


都平电厂水库为日调节，机组开停机和出力调节较为频繁，在机组并网时调速器经常要切至手动调节方可并上网。电厂处于电网末端，只有一回110kV出线，在雷雨季节系统线路跳闸频繁；因电液转换器卡滞，机组甩负荷出现过速而致事故配阀动作停机。由于当地电网结构非常薄弱，有时需要单机孤网运行，另外在线路跳闸或检修时，还需自带厂用电运行，而调速器只有空载和大网2种调节参数，在孤网和带厂用电运行时电液转换器和机械液压系统抽动现象严重，调节过于频繁，不能稳定运行。以上问题已经影响水轮发电机组安全和稳定运行，另外为配合本厂常规控制改造为水科院的H9000计算机监控系统及满足今后“少人值班”的运行要求，决定对调速器进行改造。


3   新调速器主要技术特点及调速器的改造


在更换新的调速器之前，我们先后曾对SKDST―100电液调速器作出过改进；如将原调速器的220VDC操作回路改造为24V回路，因220V继电器线圈匝数多，发热量大，长时间运行易出现线圈烧毁和接点粘滞，导致调速器拒动。电液转换器存在卡阻现象，为防止机组甩负荷出现过速，又对开限机构作了改进，增加另一回路，在机组甩负荷发电机开关跳闸时，由断路器辅助接点控制开限电机将开限机构关至起动开度位置以防止机组过速。定期过滤压油槽操作油、清洗电液转换器前一二级滤网，以保证供给电液转换器油的清洁度。调速器运行情况虽有一定的好转，但溜负荷、并网难、调节时负荷波动较大等现象未有彻底改善。


为彻底解决调速系统存在的问题和保证机组的安全运行，需更换新型的调速器。在认真研究之后，选用了国内应用较为广泛和成熟的PLC步进电机型调速器，型号为TDBWST―100(天津电传研究所制造)。TDBWST步进电机PLC调速器主要具有以下的功能及特点：


1)采用日本三菱公司FX2N系列PLC，平均无故障时间达30万h。


2)采用步进电机凸轮装置取代电液转换器，速动性好，无磨损，不发卡，免维护。


3)采用自动数字协联，快速、准确。


4)自动开机时，机组频率自动跟踪电网频率，机组启动并网快速、平稳、准确。电网盯故障时，自动切换至跟踪频率给定，保持机组正常运行。


5)故障时，自动切换至故障屏，在线显示故障类型，并能记录各种故障的发生时间、复归时间及故障原因以供用户查阅。


6)频率信号消失时，保持机组原运行工况，即导叶及桨叶接力器位置不变。


调速器关键电机信号转换部件采用步进电机―凸轮传动装置取代电液转换器，这种不用油的电机转换元件解决了原电液转换器抗油污能力差、易卡阻之弊病(见图1)。



如图，上部为步进电机、编码器和凸轮组成的传动机构；下部为引导阀；通过针塞的上下移动，控制主配压阀活塞的移动，使接力器开关。针塞的移动则由步进电机带动凸轮来实现。引导阀针塞在弹簧力的作用下，使针塞上叉头的轴承始终与凸轮接触。调速器自动运行，当有开向信号时，步进电机带动凸轮顺时针转动，引导阀针塞在弹簧力的作用下随凸轮半径的减少而向上移动，将活塞的控制腔与排油腔连通，活塞在恒压腔压力的作用下向上移动，主配压阀内的压力油进入接力器开机腔，使导叶接力器向开机方向移动。反之，当步进电机接受到关向信号时，步进电机带动凸轮逆时针转动，引导阀针塞在步进电机的作用下随凸轮半径的增加而向下移动，通过引导阀使压力油腔进入活塞的控制腔，在差压力的作用下，活塞向下移动，使主配压阀内的压力油进入接力器关闭腔，<