陈潇华1 荣红2 陈晓勇2 赵勇2
1.福建华电丰海发电有限公司 福建永安 365000；2. 南瑞集团（国网电力科学研究院）有限公司 江苏南京 211106；
摘要：本文介绍了丰海水电站贯流式机组调速器设计特点，包括电气控制和液压系统原理及实现，阐述了调速器电液比例控制系统的研制和应用。结合部分典型现场试验曲线，总结了丰海水电站调速器的现场调节和应用特点。采用可靠 的液压重锤关机控制装置 ，防止事故的扩大，保证了机组安全稳定运行。
关键词：贯流式机组；调速器；事故配压阀； 伺服阀；
0、前言
丰海水电站位于福建永安市九龙溪上，上游紧接安砂水电站，下游为鸭姆潭水电站。电站为低水头径流式水电站，河床式厂房安装2台灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量15MW。其水轮机控制系统采用南瑞集团公司生产SAFR2000H型微机调速系统。首套机组于2005年6月发电，2005年11月全部投产，运行一直稳定，现将现场调速器试验情况作一介绍。
1、机械液压操作部分
丰海电站导叶液压控制部分由两路独立的液压回路并联来实现的，自动控制设计中采用了微控制器来实现各反馈量的采集及闭环控制。 参见图1，导叶自动控制回路包括两种方式，正常情况下通路为：电气控制柜输出控制信号（连续电压）至伺服阀功放，至比例伺服阀，至主配，至接力器。该控制的稳定性和精度靠三个闭环反馈来实现：比例伺服阀位移反馈、主配压阀位移反馈、主接力器位移反馈。当伺服阀发生故障，装置自动切除伺服阀控制，并切换到手动控制。
紧急停机操作是通过操作紧急停机阀完成，其直接控制主配压阀完成关方向动作。
手动控制通路为：手动控制开关（断续脉冲）至综合控制模块，再至伺服接力器，实现主配电手动闭环控制。
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桨叶自动控制部分和导叶控制原理类似，不同之处在于手动操作部分，桨叶液压集成块有1个比例伺服阀，没有紧急停机阀。这样手动操作的时候，手动增减输入到综合控制模块，控制模块输出控制电压至比例伺服阀，从而控制桨叶。桨叶手动仍然为手动闭环控制。
3、液压控制部分
参考图2，导叶主配压阀控制包括比例伺服阀SV1；切换阀，紧急停机阀。自动控制时采用比例伺服阀SV1为主控；手动控制时，也是可通过SV1控制。紧急停机时，切换阀动作，截断伺服阀控制回路，导通急停阀回路，主配压阀往关方向动作，快速关闭导叶。
主配则是弹簧自服中控制，阀芯上下腔有两个压力油控制，通过控制阀芯上下两端压力油大小，从而控制主配压阀芯的的运动方向、速度和输出流量，达到控制导叶接力器的移动方向和速度的目的。除主接力器上安装了位置变送器外，在伺服比例阀、主配压阀的阀芯都加装了位移传感器，这样和控制电路部分组成多级闭环控制，使得整个系统的控制精度很高、响应速度更快。
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事故配压阀如[]图3所示，插装阀C1，C2为一组，C3，C4为一组，它们的启闭状态由电磁液控阀V2控制。正常工作情况下，液控阀V2在弹簧力作用下处于右边工作位，C1，C2控制腔通回油处于开启状态，由主配控制接力器的开关；C3，C4控制腔通压力油处于关闭状态，切断来自压力罐的操作油。
在事故情况下：
（1）、电信号控制：电磁铁DV1带电，液控阀V2在压力油的作用下处于左位工作，此时，C1，C2控制腔通压力油处于关闭状态，切断来自主配压阀的操作油；C3，C4控制腔通回油处于开启状态，来自压力罐的操作油能进入接力器的关腔，使接力器关闭。
（2）、图拉博过速装置控制：机组过速，图拉博油口为压力油，液控阀V2在压力油的作用下处于左位工作，此时，C1，C2控制腔通压力油处于关闭状态，切断来自主配压阀的操作油；C3，C4控制腔通回油处于开启状态，来自压力罐的操作油能进入接力器的关腔，使接力器关闭。
（3）、通过调节插装阀C3上的调节螺杆能够，调节事故停机的速度(螺杆往外旋速度变快，反之速度变慢)
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4、现场应用情况
丰海电厂调速器做了静态和动态试验，下面择1号机组试验的部分试验项目介绍之。
4.1 副环试验
选择设置窗，输入试验密码，选择A套和B套调试，进入导叶、桨叶副环扰动界面，设置导叶负环KP，积分死区参数。进行阶跃扰动，最后记录试验波形。
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4.2 空载扰动
丰海电站空载扰动试验共进行了多次，分别进行了A机和B机±2Hz、±1Hz、±4Hz扰动试验，PID参数进行了多组配合及选择，通过现场录波分析和对比，选择出较优的PID调节参数。
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4.3 甩负荷试验
现场甩负荷试验共进行了4次，分别进行了甩25%，50%、75%、100%负荷试验，试验曲线如下。
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通过现场试验和运行验证，丰海调速系统质量可靠、功能完善、运行稳定，具有很好的静态特性和动态特性，各项指标都达到或优于国标，为班多电站机组安全稳定运行提供了可靠的保障。
5 小结
本文主要介绍了所研制的以PCC为核心的微机水轮机调速器在贯流式组丰海水电站上的应用及试验，从机组充水前的导叶、桨叶扰动试验、静特性试验，到机组充水后的动态试验，通过对现场试验录波曲线和测试数据的分析，认为所研制的调速器产品功能齐全、调节性能灵敏，各项指标符合国家标准要求，满足国内贯流机组的控制。
作者简介
陈潇华(1989年8月)，男，本科，从事水电厂生产、设备及技术管理工作。