向　俊

[摘要]某水電站裝有3臺(tái)YDT-1800型電氣液壓調(diào)速器，經(jīng)過20a的運(yùn)行，調(diào)速器控制部分特別是電液轉(zhuǎn)換器和模擬電子電路板故障較多，經(jīng)常造成過調(diào)、失調(diào)、失靈等現(xiàn)象，有時(shí)甚至不能并網(wǎng)發(fā)電，每年需花費(fèi)大量的人力和時(shí)間進(jìn)行調(diào)速器的維修，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，已不能滿足安全生產(chǎn)的需要，急需進(jìn)行技術(shù)改造。2008年對(duì)3臺(tái)調(diào)速器進(jìn)行了技術(shù)改造，在原有的油壓裝置、主配壓閥、主接力器等部件上，安裝YKT型可編程調(diào)速器的電柜及機(jī)械控制部分，改造成為YKT型可編程調(diào)速器。

[關(guān)鍵詞]水電站 電氣液壓調(diào)速器 施工 思考

中圖分類號(hào)：TV7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0320101－01

一、YKT型調(diào)速器的主要功能及特點(diǎn)

（一）主要功能

自動(dòng)或手動(dòng)開停機(jī)及增減負(fù)荷；無條件、無擾動(dòng)地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)的相互切換；實(shí)現(xiàn)機(jī)組的頻率調(diào)節(jié)和快速并網(wǎng)；根據(jù)整定的6p值和電網(wǎng)頻差自動(dòng)調(diào)整機(jī)組的出力；便于與上位機(jī)的通訊。

（二）電氣部分的主要特點(diǎn)

1．采用可靠性極高的可編程控制器，體積小，抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)電站的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

2．采用軟件測(cè)頻，可同時(shí)滿足適時(shí)性和測(cè)頻精度的要求。

3．調(diào)節(jié)規(guī)律為PID智能控制，具有良好的穩(wěn)定性及調(diào)節(jié)品質(zhì)。

4．采集機(jī)頻、網(wǎng)頻、導(dǎo)葉開度、手動(dòng)、自動(dòng)等調(diào)速器的主要參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)，并在液晶屏上顯示；能通過按鍵及液晶屏整定調(diào)速器的運(yùn)行參數(shù)。

5．有在線自診斷功能，檢測(cè)到電氣故障時(shí)，能自動(dòng)地切為手動(dòng)，并將負(fù)荷固定于故障前的狀態(tài)，同時(shí)發(fā)出故障信號(hào)。

（三）機(jī)械液壓部分的主要特點(diǎn)

1．采用交流步進(jìn)電機(jī)作電氣機(jī)械位移轉(zhuǎn)換?？煽啃愿?。

2．步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的位移控制信號(hào)與接力器位移反饋信號(hào)在同一軸線上疊加后，通過調(diào)節(jié)桿件和引導(dǎo)閥直接控制主配壓閥。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，油管少，安裝、調(diào)整、操作及維護(hù)方便。

二、主要結(jié)構(gòu)及工作原理

（一）主要結(jié)構(gòu)

YKT型可編程調(diào)速器的控制電柜主要由以下部件組成：可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、頻率信號(hào)接口板、電源模塊、顯示屏、隔離變壓器、位移反饋電位器、緊停電磁閥、步進(jìn)電機(jī)等。機(jī)械部分包括反饋軸、引導(dǎo)閥、調(diào)節(jié)桿件、手輪操作機(jī)構(gòu)等。

（二）工作原理

1．電氣部分。水輪發(fā)電機(jī)在不同的工況下需要調(diào)速器采用不同的調(diào)節(jié)參數(shù)，調(diào)節(jié)參數(shù)的改變由軟件實(shí)現(xiàn)。并網(wǎng)前永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)6p=0，人工死區(qū)E=0，機(jī)頻與頻給的差值通過PID運(yùn)算后將調(diào)節(jié)器輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)送到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后其位移反饋電位器將調(diào)節(jié)信號(hào)成比例地轉(zhuǎn)換成位移信號(hào)，控制接力器向開、關(guān)方向運(yùn)動(dòng)，直至機(jī)頻等于頻給，在機(jī)組開機(jī)過程中，頻給等于50Hz。在空載運(yùn)行時(shí)，可編程控制器根據(jù)工況判斷，自動(dòng)將調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置為空載參數(shù)，保證機(jī)組并網(wǎng)前的穩(wěn)定運(yùn)行。

并網(wǎng)后，頻給自動(dòng)整定為50Hz，置整定值以實(shí)現(xiàn)有差調(diào)節(jié)，切除微分并投入人工死區(qū)。當(dāng)上位機(jī)或控制柜上的增、減給定按鈕發(fā)出增、減負(fù)荷命令時(shí)，功率給定值相應(yīng)改變，功給信號(hào)一方面通過前饋回路直接疊加于積分輸出值，另一方面與調(diào)節(jié)器輸出相比較，其差值通過回路調(diào)整調(diào)節(jié)器輸出。

2．機(jī)械液壓部分。電氣部分輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)桿件帶動(dòng)引導(dǎo)閥針塞上、下移動(dòng)，使輔助接力器活塞上腔與壓力油或排油接通，控制主配壓閥活塞上、下移動(dòng)，從而控制主接力器向開啟或關(guān)閉方向動(dòng)作。接力器的位移通過反饋軸帶動(dòng)引導(dǎo)閥針塞及時(shí)復(fù)中，使接力器在調(diào)節(jié)終了能迅速穩(wěn)定下來，且其位移與調(diào)節(jié)信號(hào)的大小成比例。

三、安裝及對(duì)外配線

安裝前首先拆除原調(diào)速器控制柜及反饋方架，只保留原主配壓閥和主接力器。將YKT型調(diào)速器的電柜直接安裝到原控制柜的位置上，上緊固定螺絲即可。YKT型調(diào)速器對(duì)外接線只有l(wèi)7根，分別是遠(yuǎn)方控制接線，機(jī)、網(wǎng)頻及交、直流電源線，緊急停機(jī)信號(hào)輸入線和調(diào)速器故障報(bào)警輸出線等。接線時(shí)按圖紙要求正確接入即可。

四、調(diào)整及試驗(yàn)

（一）初調(diào)。調(diào)速器的初調(diào)主要是對(duì)機(jī)械部分的調(diào)整，機(jī)械部分的調(diào)整主要是調(diào)整調(diào)節(jié)桿件的水平位置；調(diào)整接力器的全開、全關(guān)位置與開度指示的數(shù)值基本相符；調(diào)整接力器的全開、全關(guān)時(shí)間，使之滿足調(diào)保計(jì)算要求。

電氣部分在出廠前已調(diào)整好，一般不需重新進(jìn)行調(diào)整，只是在確認(rèn)外部接線準(zhǔn)確無誤，廠用交、直流供電正常后，通電檢查顯示正常即可。

（二）閉環(huán)試驗(yàn)。閉環(huán)試驗(yàn)是在蝸殼已經(jīng)充水，調(diào)速器及機(jī)組已處于備用狀態(tài)下進(jìn)行。

第1步，進(jìn)行手動(dòng)開停機(jī)試驗(yàn)，以檢查手動(dòng)操作是否可靠；第2步，做空載擾動(dòng)試驗(yàn)，以檢查調(diào)速器調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)是否符合要求；第3步，進(jìn)行并網(wǎng)及帶負(fù)荷試驗(yàn)，以檢查調(diào)速器能否實(shí)現(xiàn)快速關(guān)網(wǎng)操作及機(jī)組帶負(fù)荷的情況。將機(jī)組并入系統(tǒng)逐漸帶上負(fù)荷，在各種負(fù)荷情況下，調(diào)速器和機(jī)組應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；第4步，做甩負(fù)荷試驗(yàn)，其目的是校驗(yàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，檢驗(yàn)調(diào)速器參數(shù)整定是否滿足過渡過程品質(zhì)的要求和調(diào)節(jié)保證計(jì)算的要求。在做甩負(fù)荷試驗(yàn)前，應(yīng)做好防止機(jī)組飛逸和壓力管道爆裂的一切安全措施。通常甩1／4、1／2、3／4、4／4額定負(fù)荷。檢查在甩不同負(fù)荷時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升率和蝸殼最大水壓上升值及其它參數(shù)是否滿足要求，否則可調(diào)整調(diào)速器的有關(guān)調(diào)節(jié)和給定參數(shù)，以使調(diào)速器滿足運(yùn)行要求。

五、運(yùn)行操作及維護(hù)

YKT型調(diào)速器的運(yùn)行包括自動(dòng)運(yùn)行、液壓手動(dòng)運(yùn)行和手輪操作機(jī)構(gòu)運(yùn)行等。一般情況下，調(diào)速器工作在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)調(diào)速器切為液壓手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，調(diào)速器電氣部分的輸出被切斷，不再對(duì)步進(jìn)電機(jī)起控制作用，通過用手操作旋鈕控制接力器的開關(guān)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行人可從面板上觀察調(diào)速器的狀態(tài)及參數(shù)。

調(diào)速器的手動(dòng)和自動(dòng)切換可隨時(shí)無擾動(dòng)、無條件地進(jìn)行。并網(wǎng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到調(diào)速器電氣故障時(shí)，調(diào)速器自動(dòng)地切為手動(dòng)，這時(shí)步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)被切斷，調(diào)速器即無擾動(dòng)地切為手動(dòng)運(yùn)行，接力器保持原有開度不動(dòng)。必要時(shí)。也可隨時(shí)用控制柜上的切手動(dòng)按鈕將調(diào)速器切為手動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)調(diào)速器壓力油源消失時(shí)，可用手輪操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行開停機(jī)及增減負(fù)荷運(yùn)行；當(dāng)緊急停機(jī)電磁閥接到緊急停機(jī)命令動(dòng)作時(shí)，接力器以整定的最快速度關(guān)機(jī)。

YKT型調(diào)速器由于采用了高可靠性的PLC，并且外圍電路設(shè)計(jì)合理，機(jī)械部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元件較少，所以整體故障率較低，一般無須日常維護(hù)。運(yùn)行時(shí)應(yīng)保持其內(nèi)外部干凈，各轉(zhuǎn)動(dòng)部件定期加潤(rùn)滑油，定期檢查緊急停機(jī)電磁閥的動(dòng)作情況，檢修時(shí)檢查電路接線是否松動(dòng)并清除積塵。

YKT型可編程調(diào)速器與原機(jī)調(diào)速器操作步驟基本相同，所以技改后運(yùn)行人員很快就能熟悉各種操作。由于其顯示屏在正常運(yùn)行時(shí)能顯示各種運(yùn)行參數(shù)和工況，便于運(yùn)行人員對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的觀察。調(diào)速器運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)電網(wǎng)及機(jī)組事故反應(yīng)迅速，完全能滿足機(jī)組在不同工況下運(yùn)行的要求。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與外圍接線較少，所以安裝調(diào)試很簡(jiǎn)單，日常維護(hù)方便，改造費(fèi)用較低，且改造所用時(shí)間較短，十分適合水電站對(duì)原YDT型調(diào)速器的技術(shù)升級(jí)改造。