瀑布溝水電站水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器開(kāi)機(jī)程序優(yōu)化分析

嚴(yán)映峰，黃天文，何 滔

( 國(guó)電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 漢源610041)

1 基本情況

瀑布溝水電站位于大渡河中游，地處四川省西部漢源和甘洛兩縣交界處。電站裝設(shè)6 臺(tái)600 MW 的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)為兩種機(jī)型，額定水頭各為:156.70 m 及154.6 m。

瀑布溝機(jī)組調(diào)速器為電液調(diào)節(jié)方式，通過(guò)比例伺服閥來(lái)控制主配壓閥，達(dá)到調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度的目的。

2 調(diào)速器開(kāi)機(jī)過(guò)程邏輯

調(diào)速器開(kāi)機(jī)過(guò)程經(jīng)歷兩個(gè)階段，在調(diào)速器收到開(kāi)機(jī)令后，先將導(dǎo)葉打開(kāi)至第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度(啟動(dòng)開(kāi)度)，約1.3 ～1.5 倍空載開(kāi)度，這樣機(jī)組將獲得比較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)葉開(kāi)至第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度后，機(jī)組轉(zhuǎn)速將盡快上升，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)或頻率達(dá)到某一定值時(shí)及時(shí)將導(dǎo)葉關(guān)回第二開(kāi)機(jī)開(kāi)度(比空載開(kāi)度略大)，經(jīng)過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)后，機(jī)組轉(zhuǎn)速上升至50 Hz，調(diào)速器進(jìn)入空載態(tài)，如圖1。

圖1 調(diào)速器開(kāi)機(jī)過(guò)程中導(dǎo)葉開(kāi)度與轉(zhuǎn)速曲線

此開(kāi)機(jī)方式的特點(diǎn)是既能獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，縮短開(kāi)機(jī)時(shí)間，但同時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致機(jī)組開(kāi)機(jī)過(guò)速。

3 調(diào)速器開(kāi)機(jī)過(guò)速分析

調(diào)速器根據(jù)水頭值進(jìn)行插值運(yùn)算第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度大小，水頭越高，調(diào)速器計(jì)算出的空載開(kāi)度越小，第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度也越小，反之則反。所以在自動(dòng)水頭方式下的水頭采樣值對(duì)調(diào)速器計(jì)算第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度比較關(guān)鍵。在對(duì)調(diào)速器開(kāi)機(jī)過(guò)速波形分析后，發(fā)現(xiàn)第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度不停變化，長(zhǎng)時(shí)間未將導(dǎo)葉開(kāi)度關(guān)回第二開(kāi)機(jī)開(kāi)度，造成開(kāi)機(jī)過(guò)速，如圖2。

圖2 調(diào)速器開(kāi)機(jī)過(guò)速曲線

由于調(diào)速器所取的水頭值為實(shí)時(shí)采樣值，此時(shí)上游水位波動(dòng)造成了調(diào)速器采樣所得到的水頭也不停地波動(dòng)，這樣調(diào)速器程序計(jì)算出的第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度也就不停地波動(dòng)，調(diào)速器認(rèn)為第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度始終沒(méi)有達(dá)到，即第一開(kāi)機(jī)過(guò)程始終沒(méi)有完成，但此時(shí)的導(dǎo)葉絕對(duì)開(kāi)度已在空載開(kāi)度之上，由于導(dǎo)葉長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有關(guān)回至第二開(kāi)機(jī)開(kāi)度，造成開(kāi)機(jī)過(guò)速。

4 開(kāi)機(jī)程序優(yōu)化及處理

針對(duì)開(kāi)機(jī)過(guò)速原因，對(duì)調(diào)速器程序進(jìn)行優(yōu)化，首先是通過(guò)改變調(diào)速器水頭的運(yùn)算采樣方式，將之前開(kāi)機(jī)過(guò)程中實(shí)時(shí)計(jì)算水頭變成調(diào)速器開(kāi)機(jī)之前計(jì)算一次水頭，在開(kāi)機(jī)過(guò)程中不再計(jì)算水頭，其次是在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，將調(diào)速器實(shí)時(shí)計(jì)算水頭方式變?yōu)橹芷谛?如間隔1 h)計(jì)算水頭方式，這樣既能比較精確地反映水庫(kù)水位的變化，同時(shí)也能避免開(kāi)機(jī)過(guò)程中的水頭值數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，確保調(diào)速器穩(wěn)定地將導(dǎo)葉開(kāi)至第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度。

同時(shí)在開(kāi)機(jī)過(guò)程中對(duì)頻率也做了相應(yīng)的控制，在第一開(kāi)機(jī)過(guò)程中，無(wú)論導(dǎo)葉是否達(dá)到第一開(kāi)機(jī)開(kāi)度，只要機(jī)組頻率上升至某一定值( 如45 Hz) 則將導(dǎo)葉關(guān)回至第二開(kāi)機(jī)開(kāi)度，這樣確保機(jī)組開(kāi)機(jī)不會(huì)過(guò)速。

通過(guò)對(duì)調(diào)速器開(kāi)機(jī)程序的優(yōu)化，瀑布溝調(diào)速器開(kāi)機(jī)過(guò)速問(wèn)題得到了很好的解決。

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