WDT—150型调速器在丹江口水电厂的应用分析

秦嵩 李军伟

摘 要：文章简单介绍了WDT-150型调速器的组成、功能及主要技术参数；结合实际，分析了WDT-150型调速器在丹江口水电厂的运行、操作、维护及应用注意事项。

关键词：WDT-150型调速器；技术参数；应用分析；注意事项

1 概述

丹江口水电厂坐落在湖北省丹江口市内的汉江与丹江的交界处。丹江口水电厂内有六台混流式水轮发电机组，总装机容量为900MW，单机容量为150MW，保证机组出力25.9万千瓦，年平均发电量38.3亿千瓦时。

2 调速器系统的组成及功能

2.1 调速器系统的组成

丹江口水电厂6台水轮机调速器系统均由长江控制设备研究所研制的新型电液调速器，专为水轮发电机组而设计。机械部分采用专利技术为：“水轮机调速器的电液比例随动装置”（专利号：95 2 38033.1）。它的电气部分采用可编程序控制器（PLC）。

WDT-150机械部分：由比例集成式电液随动装置及相应的油压装置，构成一个完整的电液调速器。电液随动装置由数字阀、滤油器、紧急停机电磁阀、手动操作阀、电液比例阀、接力器电气反馈装置、双系统切换阀、分段关闭装置、主配压阀和停机闭锁电磁阀等部件构成。各种液压控制阀均为板式结构，全部集成并布置在主配压阀的上部。

WDT-150调速器电气部分：采用的是模块叠装式结构的PLC调节器。由电源、中央处理器（CPU）、模块输入、模块输出、开关量输入、开关量输出、中断输入及高速计数器等模块组成。电源模块通过PLC底板向PLC各模块提供工作电源，其输入电源为开关电源提供的24V。

2.2 WDT-150调速器功能介绍

（1）保证转速死区小于0.04%、静态特性线性度误差ε≤5%。

（2）能够自动跟踪电网频率或参考50Hz频率、相位调节，保证机组迅速同期并网。

（3）机组并网运行后，能自动的分配各机组之间的负荷。

（4）能实现各种开、停机程序，满足快速开机、泄水控制。

（5）开度限制可远方控制。

（6）在事故时能实现自动停机。

3 主要技术参数

（1）转速死区 ix≤0.04%。

（2）静态特性线性度误差 ε≤5%。

（3）自动空载三分钟转速摆动相对值不超过 ±0.15%。

（4）接力器不动时间Tq≤0.2秒。

（5）平均故障间隔时间不少于10000小时转速死区。

（6）电气部分主要技术参数。

（7）比例系数KP 0.5～20。

（8）积分系数KI 0.05～10（1/S）。

（9）微分系数KD 0～5（S）。

（10）永态转差系数bp 0～10%。

（11）频率人工失灵区E 0～1.0%。

（12）频率给定范围FG 50Hz±5Hz。

（13）功率给定范围PG 0～120%。

（14）主配压阀名义直径 150mm。

（15）主配压阀遮程 0.33mm。

（16）工作油压 2.5MPa。

4 在丹江口水电厂的应用情况

WDT-150型调速器在丹江口水电厂六台机组上均已更换完毕，从更换完毕后调速器的运行情况和效果来看，应用情况如下：

在实际应用中的优点：

（1）WDT-150调速器采用电液比例阀、手动操作阀直接控制主配压阀；各种液压控制阀均采用板式结构，结构简单，在实际工作中操作方便。

（2）WDT-150调速器自动控制通道采用的是德国BOSCH电液比例阀作为电液转换原件，功能先进，质量可靠。并采取双比例阀冗余切换，互为备用，大大的提高了调速系统的工作可靠性。

（3）WDT-150调速器采用具有液压内反馈的自复中主配压阀，它的控制信号为控制油的流量，由比例阀直接控制主配压阀。当系统电源消失或发生电气故障时，可保持发电机组发生故障前所带负荷。

（4）WDT-150调速器手动控制通道中电液转换元件的执行元件为手动操作阀，优点为当自动通道发生故障时，可快速用截止阀切换到手动控制方式来实现控制。

（5）WDT-150调速器采用的是液压集成无渗漏设计，在设计中取消明管。在液压集成模块上将所有的液压部件全部安装，使得由内部的油道完成液压件之间的连接，操作油压力可大幅度提高。

（6）WDT-150调速器在远方自动开机、停机、远方加减负荷、保护事故停机等远方动作流程正确无误。

（7）WDT-150调速器本地及手动开机、停机时速动性能优秀；手动调节负荷快速稳定；调速系统动特性满足本厂的要求。

（8）WDT-150调速器在手动和自动切换时快速稳定、无扰动。

在实际应用中存在的一些问题：

（1）调速器在自动运行中，上位机没有收到操作指令令时，偶尔会有大幅度溜负荷情况出现。

（2）在发电机组开停机及调节负荷范围较大时，压差会瞬时过高，当压差调节稳定后，信号会自动复归。可能是WDT-150型调速器的比例阀对透平油质要求高，滤油器的滤网精密度高，当大幅度调节负荷时，油流量大。

（3）出现瞬时压差过大信号。原因是本调速器对油质要求过高，过滤网有堵塞现象，使得滤油器进出油瞬间不通畅，而发出信号。

（4）滤油器安装位置过低，造成工作不便。

5 DT-150型调速器运行中操作方法及故障处理

（1）在操作盘柜上操作“切换”按钮时，如要保证机柜内控制阀切换到位，则应保持1S以上。

（2）避免机组开度调节过大。用纯机械手动模式操作时，则应点动操作，防止机组开度调节过大。

（3）操作盘柜上机组的频率值在转速表上显示，应注意换算在试验中观察的转速值，避免转速调节过大。

（4）调速系统正常运行时，电气盘柜内的“调频”开关保持在投入位置，其它功能控制开关均应处在断开位置。

（5）机械部分中当电液随动系统出现故障信号时，将转换开关切到电手动模式下，再 “复归”。在自动模式下，严禁“复归”。

（6）调速系统控制柜内的控制电磁阀严禁长时间带电运行，如发现电磁阀体发烫，应及时上报并处理故障。

（7）当调速器紧急停机电磁铁动作后，应及时将其“复归”，否则电磁铁将会长期带电烧毁。

6 结束语

WDT-150型可编程调速器在丹江口水电厂运行中相对安全可靠，能够满足机组稳定运行的各种技术要求，使机组运行更加稳定、为丹江口水电厂带来丰厚的经济效益。

作者简介：秦嵩（1979，3-），男，汉，河南省滑县，工程师，本科，研究方向：水电厂电气技术应用。

李军伟（1968，11-），男，汉，湖北省十堰市，高级技师，本科，研究方向：水电厂电气技术应用。