□呂寶良 董笑波 趙立民 徐 霞

桃林口水電站位于河北省青龍縣境內(nèi)的青龍河上，是河北省桃林口水庫的配套工程。桃林口水電站裝機容量2×10MW，本著“供水結(jié)合發(fā)電”的原則，于1998年12月正式投產(chǎn)發(fā)電。發(fā)電高峰期主要集中在汛期，兩臺機組起停比較頻繁，對調(diào)速器功能要求較高。原有調(diào)速器為1997年2月生產(chǎn)，型號為YWT-7500A/4,屬于調(diào)速器發(fā)展史上的過渡產(chǎn)品。隨著運行年限增加，存在著電液轉(zhuǎn)換器卡阻，負(fù)荷變化時反應(yīng)遲鈍，并網(wǎng)過程時間太長等缺陷，不能滿足安全生產(chǎn)要求，因此于2009年對調(diào)速器進(jìn)行了徹底改造。改造后的調(diào)速器選用了天津市科音自控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YWCT-10×4/25-4.0-ZF型數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器。

1.改造前后調(diào)速器對比

電站原有2臺YWT-7500A/4型微機調(diào)速器，其參數(shù)為額定油壓4MPa，工作容量7500N·m，反饋機構(gòu)為機械杠桿式，誤差較大。在實際運行中，隨著調(diào)速器油質(zhì)變化和元件老化，調(diào)速系統(tǒng)相繼出現(xiàn)過電液轉(zhuǎn)換器不振、調(diào)速器抽動、油泵打油頻繁及油泵啟動聲響過大等故障，有時還會出現(xiàn)自動開、停機無反應(yīng)和自動運行過程中突然溜負(fù)荷等現(xiàn)象。以至于后期只能手動開、停機，已完全不能滿足機組正常生產(chǎn)發(fā)電要求。改造后的調(diào)速器屬于數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器。首先采用數(shù)字閥替代原有的電液轉(zhuǎn)換器和主配壓閥，降低了對油質(zhì)的要求，調(diào)節(jié)迅速快捷。其次采用了PCC可編程計算機控制器，從而使調(diào)速器的測頻環(huán)節(jié)更加精確可靠。該調(diào)速器屬于智能型調(diào)速器，適應(yīng)式變結(jié)構(gòu)，變參數(shù)并聯(lián)PID調(diào)節(jié)。

在運行過程中，改造后的調(diào)速器技術(shù)優(yōu)勢得到了充分體現(xiàn)，可以適應(yīng)電站的各種特殊運行方式，如正常開、停機，事故停機等多種情況下都表現(xiàn)出反應(yīng)迅速、調(diào)節(jié)準(zhǔn)確的優(yōu)勢。能完全滿足機組汛期發(fā)電需要，尤其在2012年大汛期間，調(diào)速器為保證機組滿負(fù)荷長時間發(fā)電發(fā)揮了重要作用，當(dāng)年累計發(fā)電量達(dá)到了7800萬kW·h，創(chuàng)造了發(fā)電歷史新高。同時杜絕了漏油弊病，大大降低了油泵的啟動頻率，節(jié)約了運行成本。

2.改造后調(diào)速器工作原理及主要功能

計算機發(fā)出開機令后，通過RTU屏發(fā)送開機信號至調(diào)速器，調(diào)速器PCC接到信號后對數(shù)字閥進(jìn)行驅(qū)動，使機組自動達(dá)到空載狀態(tài)，當(dāng)機組頻率和網(wǎng)頻達(dá)到一致時，實現(xiàn)了機組快速并網(wǎng)。并網(wǎng)后，通過調(diào)速器顯示屏操作面板的增功觸摸按鈕來增加機組負(fù)荷至額定。停機時，調(diào)速器自動關(guān)閉導(dǎo)葉至全關(guān)狀態(tài)，完成停機過程。

改造后的調(diào)速器功能主要是通過遠(yuǎn)方或現(xiàn)地對水輪發(fā)電機組進(jìn)行開停機，實現(xiàn)手動與自動運行無擾動切換。該調(diào)速器具有較強的自診斷、防錯、糾錯及容錯功能，出現(xiàn)異常情況能及時發(fā)出報警信號。電源采用交直流雙重供電，當(dāng)交流消失時，直流自動投入，保障了調(diào)速器電源的正常投入，使機組能夠穩(wěn)定運行?？蛰d運行時，如機頻信號消失，調(diào)速器自動將開度保持在空載開度以下，防止發(fā)生機組過速。并網(wǎng)運行時，如機頻信號消失，調(diào)速器將自動切換到網(wǎng)頻測量回路，同時發(fā)出故障信號，保持了機組正常發(fā)電運行。該調(diào)速器還采用數(shù)字閥作為電液轉(zhuǎn)換元件，徹底解決了原調(diào)速器電液轉(zhuǎn)換器油污發(fā)卡的問題。另外，改造后的調(diào)速器還具有故障鎖定功能，由于數(shù)字閥只有通/斷兩個狀態(tài)，采用錐閥密封可以保證在31.5MPa下無泄漏，因此改造后的調(diào)速器在測頻信號消失及斷電等情況下，具有故障鎖定功能。改造后的調(diào)速器去除了原有調(diào)速器的杠桿結(jié)構(gòu)，采用了數(shù)字閥液壓隨動系統(tǒng)，手動無需反饋，消除了因杠桿造成的死區(qū)，提高了調(diào)速器的精度，取消了雜亂的管路，使調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡單美觀。改造后的調(diào)速器采用了觸摸屏作為人機界面，畫面美觀逼真，全中文顯示，操作方便，可同時顯示調(diào)速器的很多信息。由于PCC的高度集成化和高可靠性，調(diào)試只需設(shè)定有關(guān)數(shù)字，沒有太多點位器等可調(diào)元件，對于運行維護(hù)人員來說維護(hù)比較簡單、調(diào)試更為方便。改造后的調(diào)速器具有RS232或RS485通訊接口，聯(lián)網(wǎng)方便，可以更方便人機對話，以及與上位機的通訊，提高了整個電站的自動化水平。

3.調(diào)速器改造后的效果

2009年對2臺調(diào)速器分別進(jìn)行了72h試運行和甩負(fù)荷試驗，表現(xiàn)較為出色，反應(yīng)迅捷靈敏，調(diào)節(jié)能力強，操作簡單方便，順利通過了專家組驗收。

經(jīng)過近5年的運行實踐，證明YWCT-10×4/25-4.0-ZF型數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器性能穩(wěn)定、運行可靠。隨著機組勵磁、保護(hù)及監(jiān)控等設(shè)備改造的進(jìn)一步完成，桃林口水電站自動化水平目前得到了大幅提升，為實現(xiàn)無人值班(少人值守)的運行狀況創(chuàng)造了有利條件，充分保證了電站機組安全穩(wěn)定運行。

由于為降低成本，對調(diào)速器油壓裝置并未進(jìn)行改造。目前調(diào)速器油壓裝置技術(shù)已經(jīng)有了很大發(fā)展，已完全可以取消高壓機給氣罐補氣方法，而采用密封性能良好的氣囊直接控制，這樣大大降低了運行成本。鑒于此，下一步桃林口水電站主要改造項目將以調(diào)速器油壓裝置作為重點進(jìn)行改造?！?/p>