ge调速器在鲁布革水力发电厂应用研究与实践(鲁布革电厂

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1、GE调速器在鲁布革水力发电厂应用研究与实践赵贵文鲁布革水力发电厂，云南罗平655800摘要：本文主要研究了GE调速器与发电机自动控制系统（S5-115U型PLC）的接口配合问题，并通过软件模拟，率定机械开度限制机构位置，通过硬件模拟，确定了停机阀位置，实现了调速系统与与原有自动控制系统的无缝配合，完成发电机组开停机、增减负荷等自动功能。关键词：GE调速器；优化；研究0引言鲁布革水力发电厂装机容量4×150MW，在南方电网中主要承担调峰、调频、事故备用等任务，电厂水轮机为立轴混流式，由挪威克瓦纳公司（Kvaerner

2、）制造，水轮机调速器为克瓦纳公司生产的“LV26b”型PID集成电路型电液调速器。该调速器投运以来，运行稳定、性能可靠，但随着时间的推移，出现元器件老化、故障率增高等现象，电厂在1998年后，相继将#2、#3、#4机调速器电气柜换型改造为南瑞电控公司生产的SJ-721型双微机调速器。SJ—721型微机调速器由互为备用的A、B两套微机系统构成。近年来，调速系统出现板卡金手指接触不良、开关电源模件故障率增加、伺服阀滤网堵塞、发电机负荷波动频繁发生等问题。经过调研分析，该厂决定对调速系统（包括电气调节柜、机械液压柜）换型

3、改造，改造采用美国GE公司生产的MicronetPlus调速系统。改造要攻克的关键难点是如何保证调速器输入输出与发电机自动控制系统的有效配合，以实现对发电机组的正常控制。1GE调速系统的基本原理美国GE公司生产的MicronetPlus调速系统，由一套MicronetPlus电气调节柜和一套由FC5000阀为主组成的机械液压柜组成。GE调速器主要由电气调节柜和机械液压柜组成。其中电气调节柜电气部分采用冗余MotorolaMPC5200嵌入式处理器为核心控制部件。机械液压控制系统的关键部件是自复中式FC5000主配压

4、阀。1.1电气调节柜功能实现调节柜控制器机箱由14槽机架及冗余电源机架组成，电路板模件插在机架中，模件之间通过VME总线连接，模件与外部设备信息交换通过接线端子板FTM(FieldTerminalModule)连接，系统结构如（图1）所示。机箱内包括两只24V直流电源模件、两块CPU模件、两块开关量输入输出模件（各24路开入量，12路开出量）、两块模拟量输入输出模件（各12路模入量，6路模出量），其余为占位模块。柜内有一台触摸屏，用于控制、参数调整；有一只交换机，供CPU、触摸屏、调试电脑之间通信，用于系统组态、参

5、数调整和画面修改。系统软件使用Woodward图形化编程语言（GAP）编程，程序关键部分执行周期为5ms。正常运行时，一个CPU处于主控模式，另一个CPU处于备用模式。转速测量部分包括两路齿盘测速和残压测频装置。另有两路齿盘测速系统供发电机自动控制和电气过速保护使用。为保证系统供电可靠性，电源部分设计为三冗余配置，包括两路220V直流电源和一路220V交流电源。1.1机械液压柜功能实现机械液压控制系统包括自复中式FC5000主配压阀、控制块组件、双导叶接力器位置反馈(MLDT)、双电磁换向阀、导叶锁定装置、分段关闭

6、装置、机械/液压过速脱扣装置、双紧急停机电磁阀、液控停机电磁阀、手动停机电磁阀等组成。控制系统油压为3.5MPa。为实现系统手动操作控制，机械柜上安装有导叶锁定手动操作把手、停机阀手动操作把手、电气紧急停机按钮及手动关闭旋钮。FC5000阀有三级闭环控制回路：内部LVDT闭环、阀芯LVDT闭环、外部MLDT闭环。多级闭环控制提高了系统运行的精确性、快速性和稳定性。0与发电机控制系统接口配合研究2.1发电机PLC控制流程设定发电机自动控制系统以S5-115U型PLC为核心，其主要控制功能包括：机组运行状态判别、启动允

7、许判别、开机流程执行、停机流程执行、紧急停机流程执行等。PLC在对机组控制时，每个操作命令发出后，PLC延时判断操作对象的响应，若响应正确，则控制流程继续进行，否则，流程中止，执行紧急停机流程。并发出事故报警信号。PLC与原调速系统有关控制量及反馈量有：1、满足自动开机条件的开关量输入有：停机阀在停机位置、调速器油压装置油压正常、导叶在全关位置、开度限制机构在全关位置、调速器在自动方式。2、自动开机程序中：输出命令退出导叶锁锭、置停机阀于工作位置（允许开导叶）、启动电调、置开度限制机构至启动位置、发电机并网后置开度

8、限制机构至全开位置。3、执行自动停机程序时：输出命令置负荷给定于最低位置，直至导叶已关闭到空载位置、置停机阀到停机位置、停止电调、关闭开度限制机构、导叶全关时投入导叶锁锭。4、发电机静止判别：导叶在全关位置。5、发电机运行状态判别：调速器电气柜已启动、停机阀在工作位置。2.2调速器与发电机PLC控制流程接口设计对于上述各控制流程，主要存在两个配合难题需要解决