！ Ｑ： 动力与电气工程 ＳＣＩＥＮＯＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｇ Ｅ水轮机调速器在水电厂的运用及优化① 马胜密 （中国南方电网调峰调频发电公司鲁布革水力发电厂 云南罗平 ６５５８００） 摘要：以某电厂调速器系统换型改造实践为例，介绍了ＧＥ公司生产的Ｍｉｃｒｏｎｅｔ／ＦＣ５０００调速系统在水电厂的运用实例，并阐述了该厂 在调速器测速系统，控制流程．保护、接口，供电．ＰＩＤ参数等方面进行的一些优化及改进措施。 关键词：调速器 优化 水电厂 中图分类号：ＴＫ７３０．４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－－３７９１（２０１１）０１（ａ）一０１３７－－０１ 开关为主要元件，当其中一套测量元件接 ＰＬＣ。分别模拟ＰＬＣ控制所需要的全关位 重要辅助设备，除了完成调节机组频率任 近开关掉电或发生其它故障时，装置能进 置、启动位置和全开位置。启动位置的大小 务外，还有多种控制功能，如机组启动、停 行自动判断，并将转速测量信号切换到备 可在触摸屏上手动调整，以适应不同的水 水轮机调速器是水轮发电机组的一个 机、增减负荷等。水轮机调速器通过外部开 用通道，保持测速装置的正常运行。 库水位。 入开出、模人模出板件与发电机控制系统 ２．２控制流程优化 模拟停机阀位置的方法是：用两个继 交换数据并实行控制，调速器控制系统的 为与自动控制系统配合，设计有手动、 电器构成自保持互锁回路，由ＰＬＣ或者手 运行直接影响到发电机能否正常运行。本 自动开机程序，手动开机时，开度由手动增 动操作控制，分别模拟停机阀工作位置、停 文以某电厂调速器改造为例，阐述了ＧＥ水 减开度控制；自动开机时，设计为：收到开 机位置反馈给ＰＬＣ，用于满足ＰＬＣ顺控流程 轮机调速器在水电厂的运用及优化。 机令与开度增命令时，打开导叶至１ ５％ 的正常执行。 ． 开度，机组升速至２０％额定转速时，调整导 ２．５系统供电优化 １概述 叶开度，转速以１．３％／秒的速率升至９５％Ｎｅ 两路直流电源分别取自电厂两段直流 某电厂＃３水轮机调速器最初为ｌ９９０年 后，转速以０．５％／秒的速率升至额定转速 母线，一路交流电源取自机组自用电，经大 投运的挪威克瓦纳公司生产的“ＬＶ２６ｂ”型 Ｎｅ。 容量开关电源隔离变换，供电给调节器使 机械调节柜和ｌ９９８年投运的南瑞电气控制 ２．３保护优化 用；测速部分电源也取自２段直流母线，冗 公司“ＳＪ一７２ｌ”型双微机电气调节柜。随着 设计上，调节器本身无事故信号，仅有 余电源结构，确保系统安全可靠供电。 运行时间的增加，该调速器系统出现电气 故障报警信号，调节器严重故障时，将执行 ２．６调节参数优化 柜板卡金手指接触不良、开关电源模件故 自复中操作，维持导叶开度不变，机组负荷 离线转速控制下，转速阶跃测试： 障率、伺服阀滤网易堵塞等故障现象，且故 不变。为保证安全，设计为２路自复中串联， Ｐ＝３．０ Ｉ＝０．３ Ｄ＝０．０１｝ 障率逐年增加，机组负荷波动频繁发生，一 分别由冗余的ＰＬＣ控制，两套系统均判断 并网后，负荷控制下的ＰＩＤ￣１］试： 次调频性能难以满足系统要求。２０１０年２ 为时才执行自复中操作。在测速装置中，为 Ｐ＝４．０ Ｉ＝２ Ｄ＝０．１； 月，该厂决定水轮机调速器改造为美国ＧＥ 保证安全，设计有电气过速启动机械事故 经反复试验，导叶快速关闭时间为ｌ１．６ 公司生产的Ｍｉｃｒｏｎｅｔ／ＦＣ５０００调速系统，该 停机功能，机械柜部分保留原有机械过速 秒甩ｌ００％负荷时，系统动态调节质量较好。 调节系统由一套Ｍｉｃｒｏｎｅｔ Ｐｌｕｓ电气控制柜 紧急关闭导叶回路；当主配压阀处于自复 ２．７导叶开度位置反馈回路优化 和一套由ＦＣ５０００阀为主组成的机械液压控 中运行状态时，若发电机并网开关跳闸（偷 原导叶开度测量点为主配处，修改测 制柜组成。 跳或者远方切机跳闸时），机组将过速，为 量点为导叶接力器，直接测量导叶实际开 防止此现象发生，增加了调速器自复中状 度，且为双路测量，精度、可靠性均有所提 ２调速器系统的运用及优化 态运行时，若发电机并网开关跳闸，则启动 高。 为确保水轮机调速器控制部分与电厂 机械事故停机回路，紧急停机电磁阀动作 原有自动控制系统正确配合，确保整个系 关闭导叶，保证机组运行安全。多重保护， ３结语 统安全运行。电厂组织技术力量对调速器 确保安全。 通过对调速器测速系统、控制流程、保 测速系统、控制流程、保护、接口、供电、ＰＩＤ ２．４接口优化 护、接口、供电、ＰＩＤ参数等方面的优化，解 参数等进行了优化，以实现对水轮发电机 发电机自动控制系统以Ｓ５一ｌｌ ５Ｕ型 决了调速器与发电机自动控制系统的配合 的最优控制行。 ＰＬＣ为核心，其主要控制功能包括：机组运 问题，提高系统运行可靠性，设备安装后， ２．１转速测量优化 行状态判别、启动允许判别、开机流程执 经多次静态、动态调整试验，系统主要性能 转速测量优化包括调节器测速系统优 行、停机流程执行、紧急停机流程执行等。 指标符合要求。该型调速器自２０１０年２月在 化和自动控制系统测速优化。调节器测速 为实现发电机正常控制，要模拟出：机械开 该厂３＃机组投运以来，开机并网速度快， 包括２路齿盘测速、一路ＰＴ测速；为保证安 度机构位置（全关位置、启动位置、全 负荷调整快速、精确，运行稳定可靠，较好 全性与性，专门设计另外２路齿盘测速 开位置）、停机阀位置（工作位置、停机位 地满足了运行要求。 供自动控制系统使用，且采用不同厂家、：不 置）反馈给ＰＬＣ，以保证发电机ＰＬＣ各种控 同测速原理产品。 制流程能正常进行。 参考文献 测速装置与调节柜相对，用于产 经优化组合，模拟开度机构位置 ［１］魏守平．现代水轮机调节技术【Ｍ】．武 生满足机组自动控制所需要的转速信号及 方法为：在调速器软件中，增加用户程序， 汉：华中理工大学出版社，２００１． 过速保护使用。为保证可靠性，调节柜也可 用电气开限模拟原开度机构位置，增 ［２］吴应文．现代水轮机调节技术研讨【Ｊ】． 输出转速信号（为备用方式），若测速装置 加、减少开度的命令送至调速器开关 电力系统自动化，２００３，（６）：９～１０． 严重故障，则改用调节柜之转速信号输出。 量输入板，在调速器软件中设置与机械开 测速装置以Ｓｉｅｍｅｎｓ￥７－２００ ＰＬＣ硬件平台 度位置相对应电气开限值（０、ｌ Ｏ％、 为核心，采用Ｂｒａｕｎ转速继电器Ｄ５２ｌ、接近 ｌ００％开度），通过开关量输出板反馈给机组 ①作者简介：马胜密（１９８１－－），男，工程师，从事水电厂继电保护及电气二次检修试验工作。 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
