横山庙电站调速器装置的技术改造

杨基琼

(四川省玉溪河灌区管理局,四川邛崃,611530)

横山庙电站地处四川省名山县建山乡横山村,系玉溪河灌溉工程主干渠的配套电站,隶属四川省玉溪河灌区管理局。电站总装机容量为 2×3200MW,设计水头 43m,设计流量 20m3/s,年发电量 3700万kW·h。两台调速器的型号均为 CT-40型,由于运行多年,存在诸多问题与不足,需要对其进行技术改造。本文简要介绍如下。

1 CT-40型调速器存在的问题

CT-40型调速器是我国上世纪 70年代根据前苏联专家提供的有关图纸,自行设计生产的一种中型机械液压型自动调速器。其控制部分为机械杠杆、飞摆、缓冲器等,结构比较复杂,难以调整与维护,各方面运行指标均不理想。我站两台调速器经过30多年的运行,主要存在以下问题与不足:

(1)最大缺点是暂态转差系数设计偏小,最大整定范围在 0～20%,运行稳定性差。

(2)缓冲时间常数 Td明显偏小,TU值过小,直接影响运行的稳定性,并且在运行调节过程中振荡次数会增加。

(3)调速器整机灵敏度差,频率响应差,存在较大死区。

(4)空载频率不稳,易产生过调,捕捉并网难且并网时有冲击电流。

(5)各部活塞与衬套之间的间隙变大,飞摆、辅助接力器和开限针塞处大量漏油,油泵起动频繁。

(6)开度限制和转速调整的指示表为线绕式指示表,与实际值存在较大误差。

(7)该产品属淘汰品,备品备件已经无法购买,维护工作量大且困难。

目前,CT-40调速器自动调节能力下降,频率不稳定,操作不灵活,经常出现丢步与失步的现象。特别是在电站与系统解列后机组甩负荷后,调速器不能及时关闭水轮机导水叶,发生机组过速事故。上述问题已严重威胁到横山庙电站的安全、稳定、经济运行,因此对调速器的技术改造势在必行。

2 调速器改造方案

由于原调速器的油压装置、接力器、集油箱等完好无损,还有利用价值,决定予以保留。经过生产技术部门与几个生产厂家的技术交流、沟通,结合电站具体情况,经认真分析后决定,采用重庆天人自控设备有限公司生产的 BWT-1B微机控制调节装置,保留原调速器主配压阀以下的机械及液压装置部分,改造主配压阀以上的控制调节部分,将原调速器控制箱及箱内的飞摆马达、连杆缓冲机构等撤除,更换成 BWT-PLC型步进微机调速器微机步进控制调节装置。

2005年1月,对一号调速器进行了技术改造,改造后运行效果不错,同年12月对二号调速器也进行了技术改造。

3 BWT-1B型步进微机调速控制器的特点和功能

3.1 步进微机调速控制器的主要特点

BWT-1B步进式微机水轮机调速器原装进口的步进电机驱动器和步进电机,取代了传统调速器的电液转换器,克服了因电液转换器卡阻而产生的故障,且取消了传统调速器的飞摆电机转速机构和缓冲器,大大简化了机械结构,简单明了,易于检修维护。由于采用软件测频,克服了硬件测频电路常有的外围元器件多,制造质量要求高等问题,充分利用了可编程高可靠性的优点,所以抗干扰能力特别强;由于取消了电位器,无功放板,克服了模拟电路存在的漂移,稳定性好;又因为采用了汉化触摸屏显示,运行状态、参数设定等一目了然,所以操作极为方便。

3.2 步进微机调速控制器的主要功能

步进式调速器控制器具备正常运行、故障运行及紧急停机功能。可以设定频率调节、功率调节、开度调节等三种运行模式。导叶开度、频率、功率实际值及给定值、运行方式、各种故障指示,都可在人机界面的触摸屏上显示。该产品自动化程度高,传统调速器出现机频丢失故障,运行人员需立即介入处理,现在调速器可自动稳定在原转速不变,并发出报警信号,提示故障原因所在,保护功能强。从开机到并网发电时间大大缩短,手/自动可随意切换,且无扰动。

4 改造成效

4.1 经过改造后,原调速器存在的许多缺陷已经消除,其性能得到很大改善,主要性能指标达到国标要求。调速器改造完成至今已有 4年多时间,从未发生因调速器问题所引起的故障或事故。

4.2 调速器的各种参数都可以在触摸屏上读取、修改,操作简单,可免维护。

4.3 开机并网迅速,调节灵敏,运行稳定。

4.4 该方案保留了原调速器的油压装置、接力器、集油箱等,相对而言较为经济。