瀑布沟水电站水轮发电机组调速器开机程序优化分析

严映峰，黄天文，何 滔

( 国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，四川 汉源610041)

1 基本情况

瀑布沟水电站位于大渡河中游，地处四川省西部汉源和甘洛两县交界处。电站装设6 台600 MW 的混流式水轮发电机组，水轮机为两种机型，额定水头各为:156.70 m 及154.6 m。

瀑布沟机组调速器为电液调节方式，通过比例伺服阀来控制主配压阀，达到调节导叶开度的目的。

2 调速器开机过程逻辑

调速器开机过程经历两个阶段，在调速器收到开机令后，先将导叶打开至第一开机开度(启动开度)，约1.3 ～1.5 倍空载开度，这样机组将获得比较大的启动转矩，导叶开至第一开机开度后，机组转速将尽快上升，经过一定延时或频率达到某一定值时及时将导叶关回第二开机开度(比空载开度略大)，经过精细调节后，机组转速上升至50 Hz，调速器进入空载态，如图1。

图1 调速器开机过程中导叶开度与转速曲线

此开机方式的特点是既能获得较大的启动转矩，缩短开机时间，但同时也不会导致机组开机过速。

3 调速器开机过速分析

调速器根据水头值进行插值运算第一开机开度大小，水头越高，调速器计算出的空载开度越小，第一开机开度也越小，反之则反。所以在自动水头方式下的水头采样值对调速器计算第一开机开度比较关键。在对调速器开机过速波形分析后，发现第一开机开度不停变化，长时间未将导叶开度关回第二开机开度，造成开机过速，如图2。

图2 调速器开机过速曲线

由于调速器所取的水头值为实时采样值，此时上游水位波动造成了调速器采样所得到的水头也不停地波动，这样调速器程序计算出的第一开机开度也就不停地波动，调速器认为第一开机开度始终没有达到，即第一开机过程始终没有完成，但此时的导叶绝对开度已在空载开度之上，由于导叶长时间没有关回至第二开机开度，造成开机过速。

4 开机程序优化及处理

针对开机过速原因，对调速器程序进行优化，首先是通过改变调速器水头的运算采样方式，将之前开机过程中实时计算水头变成调速器开机之前计算一次水头，在开机过程中不再计算水头，其次是在机组运行过程中，将调速器实时计算水头方式变为周期性(如间隔1 h)计算水头方式，这样既能比较精确地反映水库水位的变化，同时也能避免开机过程中的水头值数据不稳定，确保调速器稳定地将导叶开至第一开机开度。

同时在开机过程中对频率也做了相应的控制，在第一开机过程中，无论导叶是否达到第一开机开度，只要机组频率上升至某一定值( 如45 Hz) 则将导叶关回至第二开机开度，这样确保机组开机不会过速。

通过对调速器开机程序的优化，瀑布沟调速器开机过速问题得到了很好的解决。

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