夏忠林，肖仰國(guó)，楊雙

（貴州黔源電力股份有限公司引子渡分公司，貴州 平壩 561100）

1 調(diào)速器的選擇

對(duì)水輪機(jī)調(diào)速而言，水輪機(jī)調(diào)速器經(jīng)歷了多種形式的發(fā)展和進(jìn)步。特別是在電氣控制部分采用了數(shù)字技術(shù)，構(gòu)成了“數(shù)字式調(diào)速器”，而在機(jī)械液壓部分還相對(duì)落后。首先，在油壓上，液壓行業(yè)的油壓早就達(dá)到了31.5MPa，而大型調(diào)速器最高油壓僅為6.3MPa，造成主配壓閥體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難。

雙反饋調(diào)速器系統(tǒng)（如圖1）實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙反饋大流量比例閥。系統(tǒng)壓力油和回油都可作為反饋控制源，故為“雙反饋”。一般的比例閥，壓力和通徑均較小，本系統(tǒng)主配通徑可達(dá)80mm、100mm、150mm、200mm、250mm，壓力可達(dá)31.5MPa，流量和壓力范圍大大提高，為“大流量控制閥”。雙反饋調(diào)速器的原理是壓力油口8與功能分選閥13連接，功能分選閥13與比例閥14連接，比例閥14通過(guò)單向閥15與兩位六通閥16連接，兩位六通閥16的P口和T口分別與雙反饋定位式大流量控制閥的控制油口10和復(fù)中油口5連接；在主油路與控制油路之間連接緊急停機(jī)閥組17和21；在比例閥14的兩個(gè)控制口經(jīng)液控單向閥15通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的液壓邏輯閥18a和18b與兩位六通閥16的兩個(gè)控制口連接?？蓪蓷l油路接通或隔斷，可實(shí)現(xiàn)控制油路和復(fù)中油路的自動(dòng)切換。控制油從P口進(jìn)，T腔流出。通過(guò)原理創(chuàng)新、工藝改進(jìn)，這種比例閥不僅可以用于水電調(diào)速器領(lǐng)域，也可廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、能源、化工等領(lǐng)域的液壓工程應(yīng)用。

圖1 雙反饋調(diào)速器系統(tǒng)

2 雙反饋定位式調(diào)速器的優(yōu)點(diǎn)

（1）正常工作靜態(tài)油耗小。以引子渡2號(hào)調(diào)速器安裝為例，調(diào)速器靜態(tài)漏油量實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)為4mL/min，遠(yuǎn)低于規(guī)程要求值50mL/min，調(diào)速器安裝完成后，壓油裝置油泵啟動(dòng)間隔時(shí)間為10h一次，相比以往4h一次油耗大大降低，環(huán)保和節(jié)能方面都大有改善。

（2）調(diào)節(jié)精度高。試驗(yàn)顯示接力器不動(dòng)時(shí)間小于0.12s，主配反應(yīng)時(shí)間0.02s，特別是一洞多機(jī)的水電廠(chǎng)一次調(diào)頻很難滿(mǎn)足規(guī)定要求，新調(diào)速器無(wú)論在開(kāi)度模式下、頻率模式下、功率模式下的一次調(diào)頻均符合規(guī)程要求，調(diào)節(jié)精度和速率特別突出。

（3）可靠性高。雙反饋定位調(diào)速器確保流量放大級(jí)活塞的定位及精度，在流量放大級(jí)襯套上設(shè)計(jì)兩個(gè)反饋孔，下反饋孔通壓力油，上反饋孔通回油，從而實(shí)現(xiàn)“雙饋活塞定位，液壓復(fù)中”，達(dá)到符合我國(guó)國(guó)情的具有“自復(fù)中”功能的主配壓閥功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單新穎獨(dú)特，可靠性高。不需要調(diào)整流量放大及活塞的機(jī)械位置，穩(wěn)態(tài)工作無(wú)漂移，成倍提高了可靠性。

（4）調(diào)節(jié)速率快。為改善加工工藝，引子渡發(fā)電廠(chǎng)將先導(dǎo)控制級(jí)和流量放大級(jí)作成兩件，將先導(dǎo)控制部分采用一個(gè)不變的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，要改變流量放大級(jí)的通油能力，在保證流量放大級(jí)壓差面積在ΔS=13～20cm2的條件下，只需改變流量放大級(jí)活塞直徑和相應(yīng)管路的通徑即可。由于將流量放大級(jí)活塞和先導(dǎo)控制級(jí)活塞分為兩件，減輕了流量放大級(jí)活塞重量，提高了流量放大級(jí)的頻率響應(yīng)時(shí)間和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。

3 改造后的成果

3.1 調(diào)速器特性試驗(yàn)

按要求規(guī)程，新調(diào)速器要進(jìn)行靜態(tài)特性、空載特性和負(fù)荷特性試驗(yàn)，選擇調(diào)速器最優(yōu)化的調(diào)節(jié)參數(shù)，使調(diào)速器各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)需要和電網(wǎng)安全運(yùn)行的需要。

（1）調(diào)速器靜態(tài)特性試驗(yàn)。將接力器關(guān)至0。頻率從50Hz開(kāi)始每0.3Hz變化一次，使接力器行程單調(diào)上升或下降，在導(dǎo)葉接力器行程每次變化穩(wěn)定后，分別繪制頻給升高和降低時(shí)的調(diào)速器靜態(tài)特性曲線(xiàn)。通過(guò)試驗(yàn)得到調(diào)速器控制的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速死區(qū)為0.007%，靜態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足要求。

（2）負(fù)載特性試驗(yàn)。機(jī)組并網(wǎng)符合穩(wěn)定運(yùn)行，作負(fù)荷擾動(dòng)，測(cè)試調(diào)速器負(fù)荷擾動(dòng)性能，調(diào)速器特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)是嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)程進(jìn)行，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確認(rèn)調(diào)速器動(dòng)作正常，調(diào)速器擾動(dòng)性能滿(mǎn)足規(guī)程要求。

3.2 一次調(diào)頻試驗(yàn)

根據(jù)發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的依存關(guān)系，要求充分發(fā)揮發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻功能，使發(fā)電機(jī)組隨時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)功率和頻率的變化，提高整個(gè)電網(wǎng)的頻率控制水平和電能質(zhì)量，確保調(diào)速器滿(mǎn)足電廠(chǎng)需要。

一次調(diào)頻頻率擾動(dòng)試驗(yàn)曲線(xiàn)（如圖2）。

圖2 一次調(diào)頻頻率擾動(dòng)試驗(yàn)曲線(xiàn)

通過(guò)對(duì)調(diào)速器系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、調(diào)整、參數(shù)選擇和缺陷處理，試驗(yàn)結(jié)果為調(diào)速器一次調(diào)頻性能滿(mǎn)足系統(tǒng)要求。

3.3 甩負(fù)荷試驗(yàn)

新安裝調(diào)速器通過(guò)甩負(fù)荷試驗(yàn)測(cè)量主機(jī)的振動(dòng)、轉(zhuǎn)速上升率、水壓上升率、電壓上升率等重要指標(biāo)，來(lái)判定是否滿(mǎn)足調(diào)保計(jì)算和規(guī)程規(guī)范的要求，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)置最優(yōu)工況的參數(shù)，確保調(diào)速器滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表（如表1）。

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

甩100%負(fù)荷曲線(xiàn)（如圖3）：

圖3 甩100%負(fù)荷曲線(xiàn)

通過(guò)甩負(fù)荷試驗(yàn)，調(diào)速器滿(mǎn)足調(diào)保計(jì)算及規(guī)程要求，調(diào)速器不動(dòng)時(shí)間為0.122s，停機(jī)過(guò)程中分段關(guān)閉拐點(diǎn)及兩段調(diào)節(jié)速率均符合調(diào)保計(jì)算，在機(jī)組開(kāi)機(jī)、停機(jī)、減負(fù)荷等操作過(guò)程中，調(diào)速器動(dòng)作正常。

4 結(jié)語(yǔ)

雙反饋定位式調(diào)速器的控制水平要明顯好于改造前并優(yōu)于國(guó)標(biāo)，采用自復(fù)中技術(shù)后調(diào)速器在控制過(guò)程中更精確復(fù)中、無(wú)漂移，調(diào)速器性能更優(yōu)越，使機(jī)組安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行，滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)調(diào)速器控制品質(zhì)的要求。