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1、 白山三期抽水蓄能电站调速器结构特点【摘要】本文以白山三期抽水蓄能电站调速系统为例，详细介绍了抽水蓄能机组微机调速器的控制结构、功能和控制特点，对抽水蓄能机组的特殊调节规律进行了总结。【关键词】抽水蓄能;控制器;主配压阀;比例伺服阀抽水蓄能机组具有独特的调峰填谷、调频调相和事故备用等功能,为保障电网的安全稳定经济运行提供了有效手段。调速器作为抽水蓄能电站主要的控制设备之一,对保证抽水蓄能机组按需求安全可靠地运行在不同的工况下起着非常重要的作用。由于抽水蓄能机组是具有水泵、水轮机两种功能，控制模式较为复杂。蓄能机组调速器的功能：维持机组转速在额定转速附近；调节水轮机自有功率；完成机组各种工况开机
2、、停机、紧急停机等控制任务；执行计算机监控系统的调节及控制指令。白山抽水蓄能电站的调试器电气部分采用的是维奥机电设备（北京）有限公司提供的数字式（微机）tc1703xl电调柜，调速器机械部分采用的是武汉事达公司的比例阀式机械液压柜。电气部分1.1 控制功能简介tc1703x数字电调硬件采用电站自动化控制专用微机系统和专用的测频模块, 抗干扰能力强,能适应各种环境。采用分布式结构,各模块均选用标准工业级产品, 即插即用,可以按照实际需要随意组合配置。由两套独立具有冗余式可编程微机、i/o 通道及信号采集系统的 plc 组成，两套 plc 通过 tcp/ip 网络相互通讯。tc1703xl电调在机
3、组启动时将以最快的速度把机组调节到额定转速。机组并网后，调速器将自动切换到开度调节状态。在机组并网状态下（发电工况），调速器运行于开度调节模式。若机组并网后，收到来自 lcu 的功率模式运行指令，且此时功率反馈信号正常，则调速器切换至功率控制模式。1.1.1转速调节在机组接到开机命令后，调速器将进入转速调节状态。通过 pid 运算调节机组转速跟踪电网频率或频率给定值。1.1.2开度调节在开度调节状态，导叶开度将保持恒定(若开度调差系数大于零，则机组参与调差，实际开度将由于电网频率与频率给定的差异而可能与给定值不同)，而机组出力可随着水头的变化而不同。此时调速器若处于远方自动状态下，将接受监控系
4、统增减导叶开度指令或是通过通讯方式设定的开度给定值指令，若调速器处于现地自动状态下，运行人员也可在现地触摸屏上操作导叶开度增减。1.1.3功率调节在功率调节状态，有功功率反馈值将保持相对恒定(若功率调差系数大于零，则机组参与调差，实际功率将由于电网频率与频率给定的差异而可能与给定值不同)，而导叶开度可随着水头的变化而不同。此时调速器若处于远方自动状态下，将接受监控系统增减功率给定指令或是通过通讯方式设定的功率给定值指令，若调速器处于现地自动状态下，运行人员也可在现地触摸屏上操作功率给定增减。1.1.4 水泵运行开度调节在水泵模式下运行时，导叶开度将完全由水头值所决定，此时任何增减导叶开度的命令
5、将不予接受。1.2 启动命令和转速调节(spc)当调速器电调正常且处于自动状态（含远方自动与现地自动）时，调速器可以自动开机。在开机时，调速器将把导叶打开到启动开度（触摸屏上可调），当转速上升到额定转速 80时，调速器投入pid 运算，将导叶调至空载开度，保持机组运转于转速设定值。水轮机进入空载运行，通常频率设定值为 50hz，此时若调速器处于远方自动状态，将接受同期装置增减频率给定的命令，若处于现地自动状态下，则可在触摸屏上调整频率给定值。1.3水泵模式开度调节（ocp）此时，导叶开度由水头决定。此种调节模式只有在机组与电网连接的情况下有效，若水泵模式运行时，机组与电网解裂，调速器将向lcu
6、发送调速器事故信号，改信号将投入调速器紧急停机电磁阀，并导致机组进入停机流程，导叶全关。1.4功率调差系数和开度调差系数在调速器触摸屏上，设有转差率 bp的显示及修改。在开度调节状态，其整定值可在 015范围内调整，其单位为：/hz。若开度调差系数整定在 10，则意味着当电网频率相对额定频率变化1hz 时即2，机组开度将相对给定值变化 20（2/bp）。1.5 故障诊断功能tc1703调速器故障诊断功能强大。对于运行时调速器出现的故障（包括内部硬件故障、反馈信号故障等）即时报警，并向外提供状态接点。故障产生时：现地：调速器面板上报警指示灯亮；只要有任意一种故障产生，该报警指示灯就亮。触摸屏上显
7、示故障详情，故障详情包括： 故障板卡位置；故障板卡名称；故障类型。远方：送给lcu 的故障诊断信号分成 2类：调速器报警信号及调速器事故信号。调速器事故信号包括：两路导叶反馈同时故障；导叶定位故障；两路机组探头信号及一机组pt信号同时故障；调速器内部模块故障；调速器在水泵运行时断路器断开。调速器一旦报出事故信号，将由lcu 动作紧急停机电磁阀，走停机流程，将导叶关至全关。调速器报警信号包括：任意一路机组频率信号故障；水头信号断线故障；有功功率反馈信号断线，任意一路导叶反馈信号断线等。调速器报警信号发出后，并不影响当前机组的正常运行，但是，运行人员发现电调报警信号后，应巡视电调，通过触摸屏找出报
8、警源，诊断报警源进行修复工作。1.6调试及记录功能tc1703调速器能自动地处理用户输入的各种参数。运行人员可在线修改运行参数，如永态转差系数，人工失灵区等能在触摸屏上以曲线的型式自动记录变量变化过程。2.机械液压部分调速器液压液压系统包括：双比例伺服阀、主配压阀、主配位移传感器、切换阀、电动紧急停机阀、手动紧急停机阀、双精滤油器、以及管路等。在比例伺服阀微机调速器液压系统中，比例伺服阀是输出信号压力油的主要元件，控制主配压阀输出压力能，来操纵接力器。处于优先位置的紧急停机阀组，可保证机组在紧急状态下，安全可靠关机。机械液压系统为双通道，两个比例伺服阀互为冗余和备用。两个通道的切换是由切换阀来
9、实现的。由于微机控制器相互跟踪，所以两个通道的切换是无扰动的。主配压阀活塞向右运动为关机，向左运动为开机。3.结束语随着我国经济的飞速发展,电网构架逐渐增大，峰谷差越来越大,抽水蓄能事业将得到不断的发展。调速器作为抽水蓄能机组中一个重要组成部分,其性能优劣至关重要。该调速器系统在白山三期蓄能电站运行五年以来，性能良好,运行稳定，抗污性强防卡能力高,使白山三期两台150mw抽水蓄能机组充分发挥调峰、填谷、承担系统事故备用的作用,提高了系统的运行灵活性和可靠性。科【参考文献】马劲松,陈力,邬廷军,叶鲁卿,刘昌玉.抽水蓄能机组微机调速器的研制.大电机技术,1998,(06).魏守平.现代水轮机调节技术.华中科技大学出版,2002,01.傅新芬.天荒坪抽水蓄能机组的调速器控制系统.水电厂自动化, 2003,(01).刘昌玉，刘远进,顾宏进,周志军.基于plc的抽水蓄能双调整调速器.电气传动,2005,(09).白山抽水蓄能电站设计资料，2005,7.
