劉凱

【摘 要】水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器主令控制器可提供導(dǎo)水葉全開、全關(guān)、空載等開度信號，用于機(jī)組輔助設(shè)備控制和監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視，但其在運(yùn)行過程中，會出現(xiàn)位置偏移的現(xiàn)象，導(dǎo)致可靠性不高，采用行程開關(guān)提供導(dǎo)水葉的開度信號后，可解決上述問題。本文結(jié)合漫灣電廠的設(shè)備改造，介紹了機(jī)組調(diào)速器主令控制器改造為行程開關(guān)的情況。

【關(guān)鍵詞】調(diào)速器；主令控制器；行程開關(guān)

引言

漫灣電廠位于瀾滄江中游，是云南省第一座百萬千瓦級水電站。電廠2-6號水輪機(jī)型號為HL231-LJ-550，額定水頭89m，最大水頭100m，最小水頭69.3m，設(shè)計(jì)流量316m3/s，額定出力255.1MW，額定轉(zhuǎn)速125r/min。調(diào)速器液壓系統(tǒng)額定工作油壓4.0Mpa，主配壓閥直徑：100mm，主配壓閥最大工作行程±15mm，導(dǎo)葉接力器行程660mm。漫灣電廠2-6號機(jī)組調(diào)速器導(dǎo)水葉全關(guān)信號取自行程開關(guān)和主令控制器，導(dǎo)水葉全開、空載開度、5%開度信號取自主令控制器，上述導(dǎo)水葉開度信號用于機(jī)組狀態(tài)監(jiān)視、制動風(fēng)閘、導(dǎo)葉接力器鎖錠及筒閥控制重要回路。

一、導(dǎo)水葉開度信號作用

水輪發(fā)電機(jī)組在停機(jī)后，導(dǎo)葉全關(guān)，機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降，但由于水輪機(jī)在低轉(zhuǎn)速下會破壞軸承的油膜，導(dǎo)致軸承摩擦過大、溫度升高而燒損，所以須投入制動風(fēng)閘，使機(jī)組在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行的時間縮短，迅速停止轉(zhuǎn)動。導(dǎo)葉在全關(guān)位是風(fēng)閘自動投入的條件之一。水輪發(fā)電機(jī)組停機(jī)，在導(dǎo)葉全關(guān)后，需投入導(dǎo)葉接力器的鎖錠，以防導(dǎo)葉被水沖開，使機(jī)組低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，破壞軸承的油膜。導(dǎo)葉在全關(guān)位是導(dǎo)葉接力器鎖錠自動投入的條件之一。水輪發(fā)電機(jī)組的主閥只能靜水開啟，為防止主閥動水開啟，需將導(dǎo)葉全關(guān)的信號作為其開啟的閉鎖條件。水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需將機(jī)組導(dǎo)葉全關(guān)、全開、空載開度的信號作為機(jī)組狀態(tài)的判別或監(jiān)視。

二、轉(zhuǎn)角式主令控制器

（一）工作原理。主令控制器開關(guān)盒一邊安裝有多個磁感應(yīng)開關(guān)，主軸上裝有多根調(diào)整軸，調(diào)整軸的端面上內(nèi)置磁單元，調(diào)整軸可以繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角，通過鎖緊螺絲固定在主軸上。主軸在旋轉(zhuǎn)過程中，帶動多個調(diào)整軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到對應(yīng)磁性開關(guān)時，磁性開關(guān)動作，發(fā)出主令角位移信號。反饋鋼絲繩是調(diào)速器的重要組成部分，傳遞著導(dǎo)葉接力器動作后的位移量。

（二）運(yùn)行狀況。漫灣電廠2-6號機(jī)組調(diào)速器主令控制器傳送導(dǎo)葉全開、全關(guān)、空載開度、5%開度的信號，行程開關(guān)僅傳送導(dǎo)葉全關(guān)的信號。行程開關(guān)全關(guān)和主令控制器全關(guān)信號并聯(lián)后送至風(fēng)閘控制回路；一路行程開關(guān)全關(guān)信號送至筒閥控制回路與鎖錠控制回路；一路行程開關(guān)全關(guān)信號送至監(jiān)控；主令控制器的全開、開關(guān)、空載開度信號送至監(jiān)控，5%開度信號送至推力外循環(huán)控制回路。從漫灣電廠2-6號機(jī)組調(diào)速器主令控制器投運(yùn)至改造前的使用情況來看，其可靠性不高，經(jīng)常出現(xiàn)位置偏移的現(xiàn)象，需要人為的調(diào)整，增加了維護(hù)人員工作量，另外，主令控制器導(dǎo)葉位置節(jié)點(diǎn)信號不靈敏成為影響機(jī)組自動開停機(jī)成功率的不利因素，給機(jī)組安全運(yùn)行帶來隱患。由于機(jī)組風(fēng)閘投入、鎖錠投入、筒閥開啟都需將導(dǎo)水葉全關(guān)信號作為其閉鎖條件。當(dāng)主令控制器出現(xiàn)位置偏移，或僅靠一路行程開關(guān)的信號作為控制閉鎖的條件時，一旦行程開關(guān)不可靠，就會導(dǎo)致機(jī)組制動風(fēng)閘和鎖錠無法正常投入、筒閥不能正常開啟，將導(dǎo)致機(jī)組惰性停機(jī)或開停機(jī)失敗。若調(diào)速器導(dǎo)葉反饋鋼絲繩調(diào)整不當(dāng)，反饋鋼絲繩出現(xiàn)過行程或欠行程現(xiàn)象，將會導(dǎo)致導(dǎo)葉反饋鋼絲繩易斷裂或脫落，影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

三、行程開關(guān)

（一）工作原理。行程開關(guān)，是控制工作機(jī)械的運(yùn)動方向或行程大小的主令電器。當(dāng)工作機(jī)械壓到開關(guān)的控制鈕時，開關(guān)內(nèi)部的觸頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使工作機(jī)械的運(yùn)動方向發(fā)生變化；當(dāng)機(jī)械作用去除后，開關(guān)內(nèi)部的觸頭便自動恢復(fù)到原來狀態(tài)。為了將工作機(jī)械發(fā)出的信號傳遞給行程開關(guān)，在工作機(jī)械上通常裝有一固定在其運(yùn)動部件上的觸塊，觸塊可通過行程開關(guān)上的傳動桿將機(jī)械力傳遞給控制鈕。傳動桿有直動式和擺動式，后者裝設(shè)了滾輪。當(dāng)觸塊與其接觸時，擺動桿擺動，并且通過與之聯(lián)結(jié)的凸輪壓迫控制鈕。采用直動式傳動桿和具有單滾輪的傳動桿行程開關(guān)，在施加于桿件或滾輪上的外力消失后，即與觸塊脫離接觸后，開關(guān)能自動復(fù)位。采用具有雙滾輪的傳動桿行程開關(guān)，當(dāng)外力去除后，開關(guān)自身無法復(fù)位，必須待觸塊作返回運(yùn)動再次與滾輪接觸時，借助于外力的作用復(fù)位。

（二）改造情況。介于漫灣電廠2-6號機(jī)組調(diào)速器主令控制器的運(yùn)行情況，決定拆除主令控制器及反饋鋼絲繩，用行程開關(guān)進(jìn)行替代，另外，鎖錠控制回路和筒閥控制回路共用一路導(dǎo)葉全關(guān)信號，可靠性低，兩控制回路應(yīng)各引入一路導(dǎo)葉全關(guān)信號。利用機(jī)組檢修期間，在調(diào)速器導(dǎo)葉接力器旁邊加裝幾組行程開關(guān)，由五個導(dǎo)葉全關(guān)行程開關(guān)和導(dǎo)葉全開、空載、5%開度的三個行程開關(guān)組成，與原來的三個導(dǎo)葉全關(guān)行程開關(guān)配合使用，用于提高導(dǎo)葉開度信號的可靠性。行程開關(guān)改造后的使用情況為：兩兩導(dǎo)葉全關(guān)行程開關(guān)并聯(lián)后分別用于風(fēng)閘控制回路、鎖錠控制回路、筒閥控制回路；兩路導(dǎo)葉全關(guān)信號單獨(dú)傳送至監(jiān)控；導(dǎo)葉全開、空載開度信號分別傳送至監(jiān)控；導(dǎo)葉5%開度信號傳送至機(jī)組推力外循環(huán)控制回路。這種采取行程開關(guān)兩兩并聯(lián)的方式，即使其中一個行程開關(guān)出現(xiàn)異常，也不會影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

四、改造內(nèi)容

（一）概述。根據(jù)機(jī)組檢修安排，拆除機(jī)組現(xiàn)有的調(diào)速器主令控制器，在水機(jī)室原有的全關(guān)行程開關(guān)上端裝設(shè)四組行程開關(guān)作為全關(guān)信號，在下端增設(shè)一組行程開關(guān)，與原三組行程開關(guān)并排；在原有的全關(guān)行程開關(guān)的水平方向上裝設(shè)三組行程開關(guān)作為全開、空載、5%開度信號；拆除主令控制器上的所有電纜及反饋鋼絲繩；重新敷設(shè)行程開關(guān)送至各個負(fù)載的新電纜。（二）改造工序。（1）原調(diào)速器主令控制器及反饋鋼絲繩拆除；（2）新的導(dǎo)葉行程開關(guān)支架制作及焊接；（3）新的導(dǎo)葉行程開關(guān)安裝；（4）導(dǎo)葉行程開關(guān)至各個負(fù)載的新電纜敷設(shè)；（5）新電纜信號接入及回路檢查；（6）舊電纜拆除；（7）新加裝行程開關(guān)的各節(jié)點(diǎn)調(diào)試，回路試驗(yàn)。

五、改造后運(yùn)行情況

機(jī)組調(diào)速器導(dǎo)葉行程開關(guān)有兩路全關(guān)信號分別傳送至監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)葉全關(guān)信號1和導(dǎo)葉全關(guān)信號2。在監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)組開機(jī)條件中，兩者是或門的關(guān)系，只要其中一個信號有效，則機(jī)組開機(jī)條件滿足，如兩個信號同時失效，則機(jī)組開機(jī)條件不滿足，導(dǎo)致機(jī)組無法自動開啟。4號機(jī)組調(diào)速器主令控制器改造為行程開關(guān)后，機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)時，監(jiān)控系統(tǒng)會間歇性的采集不到導(dǎo)葉全關(guān)信號1，導(dǎo)葉全關(guān)信號2則顯示正常。利用機(jī)組停機(jī)備用機(jī)會，對該信號進(jìn)行了檢查處理。通過測量監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)組現(xiàn)地控制單元端子上導(dǎo)葉全關(guān)信號1的電壓，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉全關(guān)后，行程開關(guān)1的節(jié)點(diǎn)實(shí)際并未導(dǎo)通，導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)上導(dǎo)葉全關(guān)信號1無顯示。進(jìn)一步檢查行程開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉接力器上的觸塊接觸導(dǎo)葉全關(guān)信號1行程開關(guān)上的傳動桿不到位，導(dǎo)致行程開關(guān)的接點(diǎn)實(shí)際未導(dǎo)通。對該行程開關(guān)的傳動桿位置進(jìn)行調(diào)整后，檢查監(jiān)控系統(tǒng)側(cè)導(dǎo)葉全關(guān)信號1顯示正常。其余機(jī)組在運(yùn)行過程中運(yùn)行情況良好，未出現(xiàn)類似異常情況。

六、結(jié)束語

水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器主令控制器在運(yùn)行過程中，會出現(xiàn)位置偏移的現(xiàn)象，可靠性不高，經(jīng)常需要人為的調(diào)整，增加了維護(hù)人員工作量。將調(diào)速器主令控制器改造為行程開關(guān)后，提高了設(shè)備的可靠性，保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，減少了維護(hù)人員的工作量。在安裝行程開關(guān)時，應(yīng)保證安裝的工藝質(zhì)量，使行程開關(guān)的接點(diǎn)能可靠接通，同時，導(dǎo)葉接力器上的觸塊也不宜與行程開關(guān)的傳動桿接觸過緊，以免長時間接觸沖擊，折斷行程開關(guān)傳動桿。

參考文獻(xiàn)：

[1]DA-R轉(zhuǎn)角式主令控制器技術(shù)資料.