基于冗余性调速器在柘林水电站应用

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1、基于冗余性调速器在柘林水电站应用摘要：介绍了柘林水电站新型调速器电液转换器冗余、测频冗余技术特点等。该技术有效提高了整个调速系统的可靠性，更加满足电力安全生产的要求。关键词：冗余；调速器；电力安全；水电站中图分类号：TP311.5文献标识码：A文章编号：1672-7800(2012)012-0058-030引言柘林水电站位于赣西北修河中游末端的永修县柘林镇附近，是一座以发电为主，兼有防洪、灌溉、航运和水产养殖等综合效益的大型水利水电工程。水库具有良好的多年调节性能。坝址控制流域面积达9340km20水库正常蓄水位65m,总库容为79.2亿m3。为多年调节水库。电站原设计总装机容量180MW(

2、4X45MW),现已扩建2X120MW机组。扩建完成后，最终总装机容量为420MW。机组所采用调速器为长江三峡能事达电气股份有限公司生产的伺服电机&比例阀型微机调速器，电气部分为法国SchneiderQuantumn控制器，机械部分以伺服电机+比例阀式无油电液转换器为主体，采用并联PID适应式变参数变结构调节方式，能够自动适应空载、大网、小网运行方式。1概述水轮机调速器是水电站水轮发电机组的重要辅助设备，它与电站二次回路或计算机监控系统相配合，完成水轮发电机组的开机、停机、增减负荷、紧急停机等任务，担负着调节电网频率稳定的任务。随着计算机技术的迅速发展，水轮机微机调速器得到了广泛的应用，可编

3、程控制器调速器是我国当前水轮机微机调速器的主导产品。运行实践表明，调速系统的可靠性不仅取决于系统设计的可靠性，更多地取决于PLC、电液转换器等元器件的可靠性，调速器在长期实际运行过程中存在一些电气元件本身的老化问题。采用技术先进、高可靠性的冗余控制成为满足连续生产要求、提高系统可靠性的一种手段。2伺服电机与比例阀的双冗余电液转换系统2.1比例阀电液转换单元工作原理当切换阀301EV切换到比例阀控制时，压力油通过双联过滤器301LP过滤后，由比例阀301PV通过切换阀3021EV.停机阀302EV进入主配压阀201DV上方主配控制腔。正常时,主配压阀下部恒压腔产生向上恒作用力，比例阀可以通过调

4、整主配控制腔的压力来控制主阀芯向上或向下运动，打开主配压阀油口给导叶接力器配油，从而控制接力器运动。比例阀自动通道工作原理如图2所示。微机调节器把接力器计算位移Ypid（在电手动通道为电手动开度给定值Ysd）与接力器实际位移反馈YJ比较后，得到差值AY二Ypid-YJ；差值AY转换为4〜20mA的电气信号AIY,输出到伺服比例阀的综合放大器；综合放大器将此差值与伺服比例阀阀位移AYB的反馈信号(在伺服比例阀内部)和主配压阀活塞位移AYZ的反馈信号AIZ(从S/V取出)进行比较和放大，控制伺服比例阀工作。当Ypid=Y时，WAIY=12mA,对应于伺服比例阀和主配压阀的中间平衡位置，接力器处静

5、止状态；当Ypid>Y时，AY〉。、AIY>12mA,伺服比例阀控制主配压阀向开启方向运动，主配压阀活塞位移与的绝对值成正比，接力器开启；当Ypid

6、+TYS+K这是一个标准的二阶系统传递函数，在稳定的状态下，Y=Ypido放大系数K及TYZ的数值，决定了系统的动态特性。伺服比例阀综合放大板的放大系数(1/Tyz),选择使伺服比例阀具有单调而快速的响应；放大系数K是在微机调节器程序中调整，它决定了电液随动系统的动态特性。从微机调节器内计算的接力器位移Ypid来看，与机械液压系统一起就构成了一个电气液压随动系统。在电气开度限制不起作用的条件下，接力器实际位移Y跟随微机调节器内计算的接力器位移Ypid运动。在实际调试中，要恰当选择微机调节器内的放大系数K和伺服比例阀综合放大板的放大系数(l/Tyz),使接力器实际位移Y对接力器计算位移Ypid

7、的阶跃信号扰动，有小超调〈3%的近似于单调的动态过程。2.2电机式自复中装置电液转换单元自动工作过程当断电或切换到自复中装置301ET时，比例阀的控制油被切换阀切断，可由自复中装置带动引导阀控制主配压阀动作。引导阀与自复中装置通过较接方式连成一体，它设计在主配压阀活塞上，引导阀阀套与主配压阀活塞连成一体，构成主配压阀对引导阀1：1的机械位置反馈，形成主配压阀随动引导阀的闭环控制系统。当引导阀处于中位时，主配控