华光潭水电站一级站二台机组调速器改造项目

华光潭水电站一级站二台机组调速器改造项目
摘要：本文主要介绍了华光潭水梯级水电站一级站二台机组调速器的改造情况，对一级站二台机组调速器的技术改造方案进行分析，提高了机组的工作效率，以
期为相关问题提供一定的参考价值。

关键词：水电站；一级站；机组；调速器；设计
1工程概况
华光潭水电站属于梯级水电站，位于浙江省临安市分水江干流昌化江上游的
巨溪，由2个电站组成，即一级水电站和二级水电站，总装机容量85MW，其中
一级电站装机容量60MW，由一二号机各30MW组成，二级电站装机容量25MW，由三四号机各12.5MW组成，多年平均发电量1.85亿kW.h，电站主要以发电、
系统调峰为主要任务，同时是杭州电网进行“黑启动”的首选电源。

华光潭水电站一、二号机组原调速器为伺服电机带反馈钢带的DKT-80-4.0型
调速器，该机结构复杂，采用机械位移型主配压阀，通过交流伺服电机控制，从
而带动主配活塞运动，主配的复中需要由与主接力器连接的反馈钢带和平衡杠杆
来实现。

因采用了机械反馈钢带，固有机械死区无法消除，且检修维护工作量大，特别是原有可编程控制器、人机界面等元器件皆已停产，备品备件供应困难。

2 二台机组水轮机主要技术参数
表1 （一、二号机组）
3 一级站调速器总体要求
3.1系统相关概述
系统额定工作油压为4.0MPa。

调速器系统包含机械液压柜、电气控制柜、油压装置、压
油控制系统等，其中机械液压柜和电气控制柜采用组合式结构。

3.2总体设计
微机调节器、自动化元件、电液转换单位、主配压阀、事故配压阀、压油装置、油泵均
应满足设计要求。

（1）调速器机械电液转换部分采用电液比例阀+数字阀，双冗余、双通道，互为主备用；机械液压部分采用主配压阀型式。

（2）调速器电调部分可编程控制器采用双套配置，双冗余，互为主备用。

由数字式控制
单元、功率放大单元，电液执行机构、反馈装置、测速装置等自动控制元件设备组成。

（3）调速器除能接受转速信号、系统频率自动跟踪、功率信号等各种反馈信号外，还可
以接受监控系统的操作指令，同时输出电信号经过放大后作用于受控的液压系统，操作水轮
机导叶。

能现地和远方进行机组自动、手动开、停机和事故停机，并实现与计算机系统连接。

（4）设计应保证机组在开、停机及内部发生故障时，不造成水轮机运行不稳定和出力波动，在外部系统事故时，能保证机组安全停机。

（5）压油系统的压油泵采用独立的可编程PLC控制，单个压油泵控制采用间断控制模式，有手动/自动/停止等状态，在自动状态下，各压油泵应采用轮换启动方式进行。

（6）调速器应设紧急停机电磁阀，满足调速器及其他设备故障情况下快速关闭水轮机导
水机构的要求。

（7）调速器系统应配置事故配压阀，并且将机组纯机械过速保护装置所需的油源和油路
系统的设计考虑在内。

（8）因电站采用“无人值守”的管理模式，需要采用全计算机监控为基础的监控方式。

4 功能要求
4.1自动调节与控制功能
（1）调速器应采用具有并联PID调节规律的电液调速器，机电合柜式。

具有出力调整、
转速调整、开度控制、功率控制、频率控制、频率限定和跟踪控制、导叶开度限制、自诊断
和容错及稳定等功能。

满足机组在各种运行工况下的自动控制、手动开/停机和事故停机。

（2）调速器应减少对受控的液压随动系统的连续操作。

对频率信号、功率信号、水头信号、导叶位置反馈信号等具备一定的识别和容错能力。

（3）事故紧急停机电磁阀，应满足调速器及其他设备故障情况下快速关闭水轮机导水机构的要求。

（4）转速及有功功率调整的基本调节。

4.2电手动操作结构
调速器电手动操作能在0到100%最大导叶开度范围内操作水轮机导叶于任意开度。

电手动操作机构应配置独立的导叶位置控制系统，当调速器的自动调节系统故障时，调速器应无条件无扰动地自动切换至电手动操作。

当出现故障时，导叶的开度可保持不变，但不妨碍机组正常停机和事故停机。

4.3无扰动切换
（1）当一种控制或操作方式需要进行正常运行或事故切换时，能实现水轮机导叶或发电机负荷的无扰动切换。

切换时导叶接力器行程变化不得大于全行程的±0.5%。

（2）两套电源切换时引起的导叶接力器行程变化不得大于全行程的±0.5%。

（3）调速器冗余系统切换时引起的导叶接力器行程变化不得大于全行程的±0.5%。

4.4在线自诊断和故障处理功能
调速器系统至少有下列在线自诊断和故障处理功能，故障主要通过电气柜上的指示灯指示。

某些故障也通过微机插件板上的指示灯指示。

各故障信息以I/O方式及数字通信方式提供给计算机监控系统。

（1）CPU模块故障。

（2）模拟/数字转换器和输入通道故障。

（3）数字/模拟转换器和输出通道故障。

（4）通讯模块故障。

（5）开度及反馈通道故障。

（6）电源故障。

（7）程序出错和时钟故障。

（8）紧急停机回路故障。

（9）冗余系统切换故障。

4.5智能调试功能
（1）自动进行调速系统的静态及动态特性测试。

（2）自动处理用户输入的各种参数。

（3）可以通过菜单及图形界面进行现场试验及操作。

（4）提供评价动态过程的数据。

（5）能以测试数据、表格及曲线等形式自动记录试验结果并能输出到移动存储介质上。

（6）能进行系统仿真，在无水条件下进行调速器系统的动态调试。

参考文献：
[1]李旭.响水水电站调速器技改研究[C]//2016首届全国智慧城市建设应用高峰论坛论文集.2016.。