- 頭條GSLT型高油壓調速器在白溪水庫電廠的應用2021-03-02 作者：宋林梅 潘培華 等 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語本文簡要介紹GSLT型高油壓調速器的基本概況及主要特點，結合白溪水庫電廠的實際應用情況對其運行優點及故障進行了分析，特別是黑啟動能力和節能降耗顯著，可為同類型水電廠調速器應用提供一定參考。
1、引言
白溪水庫位于浙江省寧海縣境內白溪干流中游，是一座以防洪、供水為主，兼顧發電、灌溉等綜合利用效益的大Ⅱ型水利樞紐工程。電站設計水頭69m,單機額定流量14.74m/s。電站裝機2臺，單機容量9000KW，是寧波電網直調的最大常規水電站，擔任系統峰腰荷及事故備用任務，并實行“以水定電”的運行方式，機組開停機頻繁。因此，調速器系統的穩定與否直接影響到電站功能的正常發揮。
隨著運行時間的增加，白溪水庫電廠原使用的DJT調速器元器件老化現象日趨明顯，故障日益增多，漏油、漏氣、調節不穩、甩負荷易過速、黑啟動困難等問題日趨嚴重，對電站的安全生產造成嚴重威脅。因此，09年對水輪機調速器進行了更換，選用武漢三聯水電控制設備有限公司生產的GSLT型高油壓調速器，本文介紹其主要特點和應用情況。
2、GSLT型高油壓調速器的構成
調速器系統主要由電氣部分，電液隨動系統和油壓裝置三部分構成。結構型式為組合式（接力器內置）。
2.1、電氣控制系統是以施耐德MODICON TSX系列的Momentum可編程控制器PLC的各項功能模塊為核心硬件，輔以智能彩色液晶顯示觸摸屏，測頻模塊，開關量輸入、輸出模塊，通訊模塊、底板總線以及繼電器等元件，組合而成的高可靠性工業控制裝置。
2.2電液隨動系統主要包括帶手動操作球座式電磁閥（數字球閥）、液控換向閥、緊急停機電磁閥、快慢分選閥、分段關閉閥以及節流閥組成無明管、無杠桿、無鋼絲繩、靜態無油耗的機械液壓執行系統，其中核心動作元件電磁閥選用德國進口品牌HAVE。
2.3油壓裝置由回油箱、高壓齒輪油泵、氣囊式蓄能器、溢流閥及其他部件組成。
3、GSLT型高油壓調速器主要技術參數
測頻誤差小于等于0.00034％；靜特性轉速死區：ix小于0.04%，最大非線性度ε小于5%；空載頻率擺動值：不大于 ±0.15％（即≤ ±0.075HZ）；甩25％負荷接力器不動時間：不大于0.2S；甩100％負荷，過渡過程超過3％額定轉速的波峰數N小于2，調節時間T小于40S，工作油壓：16MPa；壓力罐容積：3×80L
4、GSLT型高油壓調速器的主要特點
（1）、系統設計采用了補償PID調節方式，具有控制結構自適應和參數自適應的調節功能，自動按工況改變運行參數、PID調節參數及整機放大系數，使調速系統始終工作在較佳的工況點。
（2）、控制上采用新型脈寬脈碼調制PWM技術及非線性脈寬調制分段控制策略，實現了水輪機電機數字控制，并在各種工況下穩定運行。
（3）、電液轉換部分采用德國進口的高速數字閥，調節穩定。
（4）、液壓采用囊式蓄能器，用油量少；緩和沖擊，吸收脈動壓力和沖擊壓力，使系統壓力平衡。延長油泵使用壽命。同時避免了漏氣等現象。
（5）、采用高壓齒輪油泵：結構簡單，簡單、重量輕，自吸力強，轉速范圍大，對油質的敏感性不高耐污染，工作可靠。
（6）、具有智能式操作和顯示，提供了方便、準確、直觀的人機界面。
（7）、自動化程度高，調速器內設有開機、停機、發電、調相、增減功率等操作回路，只需給調速器相應的操作指令，調速器便能自動完成上述操作，簡化了與水機自動操作回路的聯系。
（8）、調速器控制柜內裝設電壓監視繼電器，對輸入、輸出電源等進行監視，盤面裝設相應的電源投入信號指示等，并提供獨立的電源投入（常開接點）、電源消失（常閉接點）監視信號。
5、GSLT型高油壓調速器在白溪電廠的應用
5.1調節運行穩定
GSLT型高壓組合式調速器中，負載智能式變結構PID調節規律，能使機組適應電網的各種惡劣變化。即負載實時監視電網波動情況，能在電網發生變化時，自動選擇最優調節規律反調節參數，保護機組安全，并使機組始終工作于最佳狀態。在實際運行中，開停機調節流暢，并網時間短，有功調節靈敏穩定無波動。經歷汛期雷雨季節，遭雷擊甩負荷，能迅速關閉導葉至空載位置，穩定機組轉速，使機組空載帶廠用電，避免了全廠失電，保障電廠生產安全。
5.2黑啟動能力
白溪電站因其自身的特點建立于海拔較高、雷擊頻繁的高山地帶，幾乎每年均要遭受雷電的危害，嚴重時兩條線路均跳閘，為了確保迅速恢復廠用電及保證設備安全，機組需要黑啟動。原先DJT型調速器機組停機狀態下電動集成閥回油漏油偏多，油泵啟動比較頻繁。現選用的壓力罐容積為3×80L，漏油少，無漏氣，油泵2個小時左右啟動一次，在主用泵啟動油壓至低油壓事故停機，主接力器能全行程來回兩次，確保能保證在全廠交流電消失、實施黑啟動時所需的油量及事故時安全關回導葉，同時機組黑啟動后頻率也比較穩定。
5.3節能降耗效果顯著
GSLT型高壓組合式調速器液壓采用囊式蓄能器儲能膠囊內所充氮氣與液壓油不接觸，油質不易劣化；膠囊密封可靠，解決了原先DJT型液壓調速器漏氣需要經常人工補氣，減少運行操作人員的工作量，同時取消了中壓氣系統，節約運行費用以及檢修維護高壓氣系統的一系列的工作，并且還減少了調速器油泵啟動的次數。據數據統計：原先的調速器20min油泵啟動一次，現在采用GSLT-16Mpa型全數字高壓組合式調速器后2h油泵啟動一次。因此現在油泵消耗的電量為原先的1/6，加上取消中壓氣系統所減少的能耗，節能效果十分顯著，降低了生產運行成本，同時也延長了設備使用壽命。
6.GSLT型高油壓調速器故障處理
6.1測頻故障
自2009年5月改造以來，1、2號機調速器在開機過程中均出現了網頻、機頻故障，在檢查了測頻回路、電壓、測頻回路屏蔽線等均正常，但顯示頻率仍為零，測頻裝置仍顯示故障，把測頻裝置觸頭拔掉后重新插上故障消失，懷疑是觸頭松掉引起，但過了一段時間又出現類故障，檢查觸頭并沒有松動，接觸電阻良好，但插拔后又恢復正常，經分析是模塊缺少自動復歸功能只能斷電復歸。
6.2變送器干擾
GSLT型高油壓調速器兩組高壓油泵啟停控制由機組PLC執行，油泵啟停的整定值：停泵壓力為16.0Mpa，啟動主用泵壓力為14.0Mpa，啟動備用泵壓力為13.5Mpa。但在實際運行中，壓力降至14.0Mpa時經常性無規律地出現主、備用兩臺泵同時啟動。
而其工作原理：機組PLC通過對調速器油罐壓力變送器檢測的壓力信號同油泵啟停設定值進行比較來決定油泵啟停，而變送器壓力信號是4-20mA模擬量直接送到機組PLC，檢查PLC設置正常，整個油泵控制回路正常，分析認為是變送器信號干擾。于是在機組PLC控制程序中備用泵啟動回路里增加一個延時繼電器，時間設置為延時2S，處理后壓力降為14.0Mpa時備用泵未出現誤啟動。
6.3鎖錠投入故障
調速器在停機過程中發出很大的撞擊聲，現地檢查發現調速器導葉還未到全關閉狀態，鎖錠已投入，使鎖錠與主接力器拐臂發生撞擊，經分析是導葉開度主令開關的全關位置已動作，發出導葉全關信號投鎖錠，而調速器導葉實際位置并沒有全關，還存在著較小的開度，而使導葉電氣開度零點和導葉主令開關機械零點位置不一致，從而導致鎖錠投入，故障解決方法：調節導葉主令開關零點開度與電氣零點開度一致。
7、結語
GSLT系列高油壓調速器自投產使用至今，期間發生了一些缺陷和故障，但經過及時處理，未影響機組正常發電，運行基本穩定，并在多次黑啟動自帶廠用電運行也能滿足穩定性要求。總體來說，GSLT系列高油壓調速器適應白溪水庫電廠運行。
（編自《電氣技術》，作者為宋林梅、潘培華 等。）
