步进式可编程微机调速器在花凉亭电站的应用
边勇 （安徽省安庆市花凉亭水电站 太湖县 246412）
【文 摘】 步进式可编程微机调速器电气部分采用可编程控制器作控制主机，辅以智能控制单元作汉显单元与部分操作人机接口，可存储大量信息供操作与运行人员监控维护使用；机械部分采用直联型机械液压系统，由电液转换器、集成块和主配压阀等组成。此调速器投入电站运行后，累计开机94次，动作正确率达100％。【主题词】 水电站运行 水轮机调速系统 调速器 自动调节 计算机控制 应用1 概述 花凉亭水电站为混流式水轮机，原配用DT－100型电液调速器，自1981年投运以来，调速器存在电气元件老化和机械磨损等问题，已不能满足机组自动运行的要求。
1999年经调查研究，决定将DT型调速器更换为BWT－100型步进式可编程微机调速器，同年结合1号机组大修进行安装调试，于2000年元月10日投入运行。2 BWT－100型调速器结构和特点 1）电气部分。步进式可编程微机调速器电气部分采用日本三菱公司的A2A系列可编程控制器作控制主机，辅以智能控制单元FX－40DU作汉显单元与部分操作人机接口，可存储大量信息供操作与运行人员监控维护使用，整个系统可概括为PLC＋智能显示＋步进电机。 2）机械部分。该调速器机械部分采用直联型机械液压系统，具有结构简单，可靠性高的优点。电液转换采用步进电机为主的步进式螺纹伺服型结构，具有抗油污能力强、输出行程大、线性度好和不发卡的特点。油路采用集成块结构实现了柜内无明管，取消了局部反馈械杆，整个机械部分主要由电液转换器、集成块和主配压阀等组成。本调速器为机电合柜，整体结构紧凑且新颖。 3）可编程系统配制。其有电源模块A1S63P，CPU为A2ASCPU，输入模块为A1SX41（漏型），输出模块为A1SY41（漏型），模数、数模转换模块为A1S63ADA，通信模块为A1SJ71C24－R2。 可编程可采用手持式编程器直接编程，也可用计算机通过MEDOC软件包进行编程，编程方式直观、方便、简单易掌握，并可在线监视和在线修改程序或参数。 4）技术特点。 （1）系统结构简单，外围元件少，具有高可靠性和抗干扰能力； （2）采用变参数PID调节规律，并具有转速、功率和开度等3种调节模式，可跟踪机组运行工况自动转换； （3）具有水头跟踪、设定功能，自动改变调节参数、开机特性，并可确定最大开度实现机组优化运行； （4）具有智能操作和显示，为运行人员提供直观的人机界面。既可远控，也可机旁利用汉显触模屏直接操作； （5）具有较强的监视的自诊断功能，可识别各种异常状态并配有出错指示，设有导叶反馈断线和测频、功率反馈断线容错功能； （6）完善的通信功能，可与电站微机监控系统联接，程序可在线和离线修改；
（7）机械部分结构简单，准确高度、死区小。
3 安装和调试
将原机械柜拆除安装新柜，重新配制进排油管。导叶反馈采用电气反馈为主，利用原接力器反馈杠杆供机械液压手动需要，整个机械部分仅此1根杠杆。导叶反馈电位器设两只，其中1只作备用，机频信号取自机端PT，网频信号取自母线PT。现场动、静态试验如下：
（1）掉电、电源切换，手动、自动转换接力器行程变化均在1％以内；
（2）调速系统静特点，bP＝6％，转速死区iX＝0．038％，非线性度ε＝0．294％ 。
（3）最优参数，暂态转差系数bt＝35％，缓冲时间常数Td＝25s，微分时间常数Tn＝0．2s。
（4）自动状态空载稳定性（最大频率摆动）±0．16％。
（5）甩35％负荷特性（受条件限制未进行甩100％负荷试验），调节时间19．5s ，转速最大上升值10％nr。 （6）空载扰动符合设计要求。 （7）频率信号消失、导叶反馈断线时接力器均无变化。
（8）并网运行时，自动－手动切换，负荷基本不变。
调节系统性能指标均达到或优于GB9652－88规定。
4 运行情况
BWT－100型调速器自2000年元月10日投入运行，到3月底电站累计开机94次，
动作正确率达100％，未发生过误开机、过速和溜负荷等情况。
BWT－100型调速器自投运以来，提高了电站机组自动化操作水平，改善了调节性
能。与其他机组调速器相比运行可靠性高，故障率明显下降；从调节品质看，灵敏度、准确度明显高。开机并网速度快，从开机至空载稳定所需时间缩短一半，有功调节准确、无超调现象。由于采用智能化显示简化了运行人员的操作过程，各种数据可直接读取；直联型液压系统的步进式电液转换器、集成化的结构和极强的抗污能力在运行中基本无需维护。特别是步进式可编程微机调速器结构上的简化带来的“傻瓜”效应，为较偏远山区中小型水电站调速器的检修维护困难解决了后顾之忧。