水电站调速器系统.doc

*水电站调速器系统简介
1． 概述
*水电站有单机容量为550MW的机组6台，总装机容量为3300MW，是我国20世纪投产的最大的电厂。二滩电厂的调速系统是由瑞士HYDRO VEVEY公司提供，集油槽和接力器由加拿大GE公司提供。二滩电厂电调柜位于发电机层，机调柜和压油装置位于水轮机层。水轮机最低运行水头135米，最高水头185米。压油装置额定压力6Mpa。机组测频为磁盘测速。
2． 微机调速器的硬件结构
微机调速器的硬件系统包括可编程控制单元、辅助控制电源、电气柜操作控制面板和数据采集、隔离、变换的其它外围设备等。
3． 调速系统组成及功能
调速系统由机调柜、电调柜、压油装置和接力器等组成。
3.1电调柜
电调柜由2个调速器头、开出继电器、光隔、模拟量切换继电器等组成。
3.1.1调速器头：
调速器头的基本作用是指挥系统，两个速器头相互独立又互为备用，当一个调速器头故障时，另一调速器头能无扰动的投入正常运行。
3.1.2开出继电器：
开出继电器的主要作用就是将控制盘内的设备与盘外的设备分隔开来，保护调速器头I/O板及CPU部分。
3.1.3模拟量输入、输出光隔：
其主要作用一是能滤掉信号中的干扰脉冲信号，另外也能保护调速器头的AI板和CPU部分。
3.14模拟量切换继电器：
模拟量切换继电器的主要作用就是当两个调速器头发生切换的时候，控制盘面板的仪表显示和远方信号也能相应的发生切换，以保证远方能监控机组的现状。
3.2机调柜
机调柜由开停机电磁阀、开停机中间继电器、电磁伺服阀、电磁配压阀等组成。
3.2.1开停机电磁阀：
主要用于机组的正常开机和停机。
3.2.2开停机中间继电：
开出继电器的主要作用就是将控制盘内的设备与盘外的设备分隔开来。
3.2.3电磁伺服阀：
是调节系统电气和机械连接的桥梁，它将电气的调节信号转换成机械信号，控制机组的转速和出力。

3.2.4电磁配压阀：
它依靠压油装置的高压油放大电磁伺服阀传递过来的机械信号， 操作接力器，调节机组的转速和出力。
3.3压油装置
压油装置由3台主泵、控制继电器、自动补气装置等组成。
3.3.1台主泵：
用于将油压提高，给接力器提供动作的能量。
3.3.2控制继电器：
用于控制3台75千瓦主泵和1台辅助油泵的启、停。
3.3.3油为接点：
控制油泵的启停和自动补气装置的启停及压油装置报警油位的监视。
3.3.4压力接点：
控制自动补气装置的启停及压油装置报警油压的监视。
3.3.5 自动补气装置：
使压油装置系统的压力保持在正常范围之内。

3.4其它
测速装置、过速装置、蠕动测量装置、导叶开度位置变送器等。
3.4.1磁盘测速装置：
用于测量机组频率，其冗余设计使测量回路有一回路故障时，仍能正常工作，在正常状态装置调速器头取其平均值。
3.4.2机械过速装置：
用于过速140%Ne时动作紧急停机，保护机组，避免电气系统故障时机组过速、飞逸。
3.4.3蠕动测量装置：
用于测量机组转速，当机组转速为零和机组转速为额定15%时，发出信号给计算机监控系统。
3.4.4导叶开度位置变送器：
用于测量导叶位置，是调速系统调节的基础，对应导叶全关到全开的电流值为
0～5毫安。
4． 调速器的控制功能
二滩水电站的微机具有多种控制方式：开度反馈控制方式、功率反馈控制方式、转速控制方式、频率跟踪控制方式等。每一种控制方式都能单独对机组进行控制，但各种控制方式又相互联系，其内部控制遵循“最小参数选择”自动切换（信号最小者拥有最高优先权）。

4.1机组启动开度控制：
机组在开机过程中，调速器设计了3个启动开度，这3个其动开度的切换是根据机组的转速而自动切换。

4.2功率反馈控制：
功率控制方式的投入必须以发电机出口断路器的闭合为前提，此时机组的负荷控制可以在现地或远方以模拟量或开关量的形式，提供给调速器，机组就以给定值为基准进行功率调节。当调速器的功率变送器故障或计算机监控系统的功率给定信号故障时，调速器将自动由功率反馈方式切换到开度反馈下运行
4.3开度反馈控制：
机组在并网以前只能在开度反馈方式下运行；当机组并网后，可以选择在功率反馈或开度反馈方式。当选择开度反馈时，调速器将远方或现地的功率给定值转换成相应的开度给定值，开度给定值同调速系统测量的导叶开度相比较，调节机组的出力。
4.4转速控制
转速控制包括空载转速控制、并网转速控制、孤立网转速控制。
空载转速控制：只有在发电机断路器断开时有效，它主要用于机组启动和维持机组在额定转速以内。
4.5并网转速控制
只有在发电机断路器闭合时有效，当机组频率超过其人工频率死区时，机组将参加电网的频率调节。
孤立网转速控制：当系统频率超过额定频率0.5HZ时，机组参加系统调频
4.6频率跟踪控制
频率跟踪的实质就是转速控制，在空载时，当频率在48.5HZ～50.5HZ以内时投入此功能。频率跟踪的投入现地可以自动投入，远方可以手动投入。
5． 调速系统调试
调速系统的调试可以分为这样几步：
5.1外围设备（包括测速装置、机械过速装置、蠕动测量装置、导叶位置传感器等）的安装及接线。
5.2压油装置的油位接点的调整及油压接点的校验整定。
5.3调速系统的上电。
5.4调速系统与外部控制盘（包括同计算机监控系统、机组保护系统、高压油系统、风闸制动系统、相关的PT和CT等）的信号核对及查线。
5.5模拟量输出及输入通道的校验。调速器头的试验状态时，可以通过电调柜的触摸屏或连接的PC机直接操作输出，用以检测信号的正确性和通道的线性度。
5.6测速信号的波形检查。
5.7压油装置系统充压、接力器及管道排汽。
5.8自动补汽装置的校验和调整。
5.9开度位置传感器的线性度检查。
5.10机组静特性试验。
5.11无水机械零位的调整。
5.12机组首次手动开机。
5.13测速信号的波形检查。
5.14机组首次自动开机到空载。

5.15空载扰动试验。
5.16不动时间测量。
5.17空载机械零位调整。
7.18过速110%试验。
5.19过速140%试验。
5.20机组首次自动开机到并网。
5.21带负荷试验。
5.22机组甩负荷试验（25%、50%、75%、100%）。

6． 调速系统操作
调速系统在不同的情况下，有不同的操作要求：
6.1调速系统在试验方式下的操作。
调速系统在试验状态下，可以通过操作电气开限的把手，打开或关闭导叶，便于对导叶位置传感器的线性度及主令接点的调整。同时将调速器头置为试验方式时，还可以将开出继电器直接开出，用以检测信号的接线。
6.2调速系统在手动方式下的操作。
调速系统在手动方式下，主要用于在有水的情况下的手动开机。可以通过增减电气开限，将导叶关闭和打开，与试验方式不同的是，导叶的打开到使机组转速为频率给定值时，导叶就不会在打开。
6.3调速系统在自动方式下的操作。
调速系统在自动方式下，主要用于现地自动开机，投入频率跟踪，使机组更快的并入电网。
6.4触摸屏的操作。
使用了触摸屏，大大方便了机组运行状况的了解和对调速运行参数的操作。在触摸屏上可以很轻松的对模拟量通道的调整和故障状态的了解。
6.5压油装置系统的操作。
压油装置系统由3台主泵和1台辅助泵、1个集油槽、1压油罐和油位开关及压力开关等组成。在正常运行油位变化不大时由辅助泵的启停；在油位变化较大时，辅助油泵不能满足其油量的供给时，主泵的主导泵将启动；油位再下降时，主泵滞后泵将启动；油位再下降时，主泵备用泵将启动；直到极低油位接点动作停机。3台主泵可以通过切换把手定时切换其启动顺序，保护电机。
7． 结束语
水电站调速系统的特点是调试方便，运行可靠。操作简单，便于维护。开机过程稳定，无过速。调节过程无超调。