响水水电站调速器技改研究

李旭

响水水电站一期工程建成的两台单机50MW水力发电机组调速器采用主机设备厂家配套生产的调速器，该调速器型号为：PDT-80，核心部件采用电液转换器、中间接力器、主配压阀等结构。该调速器在电站使用约5年时间，期间出现问题较多，经查阅新型调速器型谱和对多家厂家进行技术咨询、实地考察后，决定采用WT-80调速器进行更换，更换后实际运行效果很好，调速器改造成功。

一、响水水电厂工程概况

响水水电站位于云贵交界的都格镇境内，最大坝高为68m，总库容830万m3，引水隧洞长4172.239m，调压井总高度为56.6m，高压埋管全长764.787m，电站总装机容量为2x50MW，设计引水流量54.1m3/s，单机引水流量27.05m3/s，年利用小时数为6020h，年发电量6.02x108KW.h，分别向云贵两省省网输送电能。

1.调速器在水电站的作用及原理简介

调速器是水电站中最重要的控制设备之一，对水轮发电机组的安全、稳定运行起到至关重要的作用，可以通俗的说，没有调速器，水轮发电机组根本无法运行。

水轮发电机组调速器作用是将发电机转速信号（机组频率）与电网频率（给定频率）进行对比，根据其差值送出一个调节信号给电液转换器，电液转换器可以根据信号按比例输出一个控制油压，后级控制单元可将该流量放大，通过控制导水叶接力器（桨叶接力器）操作流量来控制导水叶（桨叶）的开度大小，进而控制水轮机过水流量的多少来调整水轮机的转速，同时起到调整水轮机的输入功率，改变发电机的输出功率。水轮机调速器可按调节对象分为单调节调速器和双调节调速器，即俗称的单调调速器和双调调速器，也可按调节元件分为机械调速器（即ST和T型）、电气调速器（DST型和DT型）、微机调速器（即WST型和WT型）等，还可更细分为离心飞摆的、环喷的、步进电机的、液压阀的、直连的、板式管道无明管的等等。

2.技改必要性

早期设计的调速器由于受到技术限制，普遍采用电液转换器、步进电机等电液转换部件作为调速器中电-液转换部件。由于该类装置控制元件调节油孔有限，对油质要求较高，油孔经常堵塞，导致调速器故障或根本无法进行调节，很难满足一些水电站实际运行的要求。

正是基于上述原因，响水水电厂的PDT-80电液单调节调速器越来越难于满足运行要求，技改工作正式提上工作日程，并经广泛考察多家调速器产品和调速器形式后，决定进行技改。

二、原调速器存在的问题

响水水电站调速器采用主机设备厂家生产的PDT-80电液单调节调速器，其大致结构为电液转换器将调节信号转换成液压油流，推动中间接力器，中间接力器再通过杠杆将操作力传递到主配引导阀针塞，引导阀针塞配压给主配，最后推动接力器和导水机构完成调节。

使用中存在的主要问题：该调速器虽然采用当时比较先进的电液转换器作为调速头，但其他部分还是传统的机械杠杆式调速器，机构调试、维护难度大，存在电液转换器频繁堵塞，接力器抽动厉害等诸多问题，越来越难以满足电站的安全稳定运行。

近几年微机调速器已经成为当今水轮机调速器的主流，国内生产微机调速器的厂家众多，形式和结构都发生了很大的变化，型号各不相同。经过广泛地查阅有关资料和与有关生产厂家进行技术交流、沟通，结合电站的实际情况，再根据《小型水电站技术改造规程》中的有关规定，经过认真地分析和性价比较，决定选用WT-80型数字式可编程微机调速器。

WT-80数字式水轮机调速器是采用数字逻辑插装技术开发的一类新型调速器；该调速器结构新颖，摈弃了传统调速器的结构形式，全部采用插装阀，多通道多冗余的结构，使系统的工作可靠性得到了大幅的提升。该调速器对油质的依懒性大大降低，系统漏油量非常小，对油泵工作压力小，可以有效的延长油泵的工作寿命。综合该调速器的各项指标后，本次选型决定采用WT-80数字式水轮机调速器。

调速器外观图：

三、试验方案

1. 调速器试验（现场主要试验数据）

（见文后）

四、改造小结

两台调速器改造完成后，在后续的运行中，调速器运行一直非常稳定，与原有装置相比，可靠性已得到了明显的提高，因此这项技术改造是成功的。在笔者走访的周边多个水电厂中，尤其是80～90年代投运的机组，鉴于当时的装备和技术水平，采用电液转换器、步进电机等的调速器，机械液压部分均存在可靠性较低的状况。现在随着装备技术的进步，调速器的制造水平得到了大幅的提升，就像本文述及的WT-80型数字式可编程微机调速器笔者觉得是调速器行业里面技术的一次质的提升，该调速器革命性的利用快速开关阀代替电液转换器，彻底解决了电液转换器油孔较小，容易堵塞等诟病，减少了调速器对油质的依赖，大幅的提高了调速器的可靠性，该进步为调速器的发展指出了一个新的发展方向，彻底颠覆了传统调速器的结构形式。通过本次技改介绍，希望能对80～90年代投产的水电厂调速器技改提供一点小小的帮助，如能在该方面为有调速器技改需求的电厂带来一点点提示，笔者将倍感欣慰。

参考文献：

[1]龙滩电站调速器改造_百度文库[EB/OL]. 2010-11-23.http：//wenku.baidu.com/view/875d89d5360cba1aa811da28.html