浅谈赵山渡水力发电厂3号机组调速器改造更新

(浙江珊溪经济发展责任公司，浙江温州 325000)

1 电厂概况

赵山渡水力发电厂位于飞云江干游河段上，闸坝上游集雨面积为2302km2，相应区间平均降水量为1869mm，上游正常蓄水位22.00m，下游尾水位为7.00m，赵山渡发电厂3台机组总机容量为22MW。

电厂3号机组型号为GD007-WZ-180，属于贯流轴伸式机组，装机容量为2MW。该机组原调速器型号为SLT-1800，接力器容量18000N·M，接力器行程200mm，采用可编程控制器控制。

2 存在的问题

电厂3号机组自投运以来，调速器暴露出不少缺陷和隐患，增加了电厂运行人员的劳动程度，严重影响了机组和电站的安全稳定运行，降低了机组效益。存在的主要问题如下:

a.误传现象常出。导叶位置传感器为线位移型，输出电流为0～5mA，常出现误传现象，信号不稳定，导叶位置传感器零位容易发生漂移。

b.调速器操作功不够。在带负荷过程中，常出现导叶滞调，导叶开度在50%与78%位置时，负荷特别难调，出现拐点现象，调速器只有阀动，而接力器不动，严重影响机组负荷调整。

c.调速器阀组发热严重。由于调速器操作功不足，电磁阀常因带电而损坏，阀体过热，影响操作油质量。

d.调速器常出现通讯异常现象。在机组运行过程中，可能由于干扰或其他电子设备原因，时常出现调速器通讯故障报警。

e.机组不能带满负荷运行。2000kW机组有时只能带到1500kW，严重影响机组发电量。

f.并网命令有时失效。在并网过程中，机组频率波动较大，经常要发多次并网命令。

g.负荷波动大，停机蠕动时间长。

3 新调速器的主要指标

3.1 技术指标

新调速器型号为SLT-3000，适用于中小型水轮发电机组的调节与控制。在结构上，电气部分与机械液压系统和油压装置组合为一体。主要技术指标为:额定工作油压16MPa，控制电源是交直流220V，采用自动补偿调节规律与残压测频，暂态转差系数bt=0～200%，永态转差系数bp=0～10%，积分时间常数Td=0～20s，加速器时间常数Tn=0～5s，功率死区范围i=0～5%，功率给定位范围P=0～100%。

3.2 性能指标

调节测频误差不大于0.00034%，静态性转速死区ix不大于0.04%，甩25%负荷，接力器不动时间不大于0.2s，甩100%负荷，过渡过程超过3%额定转速的波峰数N＜2，调节时间T不动时间小于40s。

4 主要优点

采用可靠性较高的可编程序 (PLC)，体积小，抗干扰能力强，能适应恶劣的工业环境，具备容错、自诊断功能，平均无故障时间达30万h以上;智能容错测频及自动识别大小网，频率测量方法精度高;多处理器并行工作，速度快，高抗干扰能力;采用PLC内部测频方式，可同时满足适时性和测频精度的要求，机频故障时可自动地切为手动;增加液压油路闭锁装置，提高机组停机可靠性;速功加大，原18000N·M加大到30000N·M，有利于机组负荷调节性能;增加操作油由蓄能器与油泵同时供油环节，电机启动频率明显下降，增加电机使用寿命。

5 调速器安装与调试

5.1 技术准备

组织有关人员熟悉厂家提供的施工图纸及相关的技术资料，认真仔细地研究分析，依据图纸、技术资料、产品说明书、调速器油箱安装程序及设备安装检查记录表，对施工人员进行技术交底，使每位员工在施工前均明确自己的岗位职责及接力器安装的质量标准，做到心中有数，有的放矢，以便充分做好施工前的各项准备工作，确保调速器 (该机组调速器是整体结构，即接力器与油箱是安装在一起的)调整工作顺利、高效地完成。

5.2 施工准备

拆缷原调速器，整平夯实基础。根据机组安装轴线进行放样，作为油箱安装方位样线，将样点进行标记，并对样点进行保护，以免样点遭受破坏从而造成安装误差;彻底清扫油箱基础面，检查基础面的中心线是否与设计值一致;检查基础板的垂直平面度是否合格，以及基础螺栓孔与油箱安装孔是否对位，对不合格的项目进行处理，使之达到验收标准，同时，准备油箱安装调整必需的工器具和材料，并清理施工现场，做到安全文明生产。

5.3 新油箱 (接力器)放置与调整

在油箱基础板上放置调整板，再安放调速器油箱。首先，调整接力器中心线高度。用手动箶芦吊住油箱，调节油箱调整板高度，使接力器中心线高度符合设计要求。其次，调整油箱水平度。把水平尺安放在油箱中心，4个方位测油箱水平度，调整调整板，使水平度符合设计要求，再在油箱4个角度复测。最后，调整接力器中心线立面位置。用千斤顶顶住油箱侧面，细调油箱位移，使接力器的中心位垂直立面与导叶控制环的立面一致。

接力器中心、水平、高程 (相对控制环高程)设计要求范围如下:水平偏差不大于±0.10mm/m;中心偏差不大于±3.00mm;高程偏差不大于±1.50mm(相对于控制环)。

5.4 油箱固定

油箱水平、高度、立面都调整好，经复测各安装指标后，进行调速器油箱固定。将每个连接螺杆按75%额定扭力对称均匀拧紧螺母，用0.05mm塞尺检查接力器调整板与基础板之间无间隙;再按100%额定扭力对称均匀拧紧螺母。

接力器最终的水平、中心、高程偏差分别为:水平偏差最大为0.04mm/m;中心偏差最大为1.00mm;高程偏差最大为0.40mm。

5.5 接力器与导叶控制环连接

油箱安装调整并固定后，与接力器相联的扇形板与导叶控制环连杆相联。

5.6 电气接线

核对调速器厂家图纸与原布线，针对各条电线功能进行接线与核实。

5.7 调试

充水前调试，对各设备功能调试。对调速器油泵转向、压力、启停接点、安全阀进行调试;对接力器全开全关位置进行调试;进行参考紧急停机与复归按钮的调试;对开机时间调整，该机组导叶开机时间为15s，关机时间为8s;各表计校验;进行操作回模拟试验及整机静态特性试验。

充水后进行手动开停机试验;进行自动开停机试验;进行机组3min空载摆值测定，机组手动平均摆动值为0.27Hz，最大摆动值为0.29Hz，自动平均摆动值为0.29Hz，最大摆动值为0.33Hz;进行并网增减负荷试验及接力器不动时间测定;进行甩负荷试验，甩负荷P=1500kW，甩前导叶开度为61.5%，机组速率上升为121%，流道上升水压为15%，超过3%额定转速的波峰次数为1次，稳定时间为30.9s。

通过机组静态试验与动态试验，调速器各项指标达到中小机组国标要求。

6 施工出现的问题分析及处理

6.1 原油箱地脚螺栓长度不够的处理

新油箱固定螺栓孔深度比原油箱深，螺栓伸出长度不够，难以安装固定螺母。对油箱螺孔板进行打磨处理，打磨合格后拧紧螺母。

6.2 扇形板固定耳件中心严重偏差的处理

扇形板固定耳件中心偏差严重，扇形板不能安装，扇形板一侧与耳板相碰。厂家对结构件进行受力分析后，对扇形板两侧进行打磨，对连接轴长度打磨并进行应力处理。

6.3 调速器微调与粗调电磁阀投退不当的处理

在开机过程中，导叶反馈偏差达20%时投入粗调，此时，马上出现调速器波振。经分析振动特征，主要原因为粗调退出时间过早 (导叶反馈偏差小于20%马上退出)，粗调阀体工作相当于点动而引起调速器振动，针对原因调节退出时限与偏差。

7 结语

在机组调速器改造、安装、调试过程中，与制造厂家及时进行了联系，并对一些技术问题及时进行了分析和处理，积累了一定的经验，为以后设备技改提供了准确数据，同时，也积累了一定的经验。