張 甜，朱傳宗，張 帆，李永杰，趙 鈺

（河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

1 升級改造概況

張河灣公司調(diào)速器系統(tǒng)生產(chǎn)廠家為ALSTOM，型號為NEYRPIC 1500，分主用箱1 500 N和備用箱1 500 S。我廠機組調(diào)速器設(shè)備屬于上一代產(chǎn)品，一些重要設(shè)備開始出現(xiàn)局部器件損壞。且調(diào)速器控制器型號較老，備品采購周期長，面臨設(shè)備停產(chǎn)的隱患。同時，調(diào)速器外圍設(shè)備的更新?lián)Q代，如維護用計算機，已不再使用MS-DOS系統(tǒng)，且通信接口基本不提供RS232串行通信接口。2017年3月我廠更換3號機組轉(zhuǎn)輪，為了保證調(diào)速系統(tǒng)的可靠運行，提高調(diào)節(jié)性能，因此需要對我廠3號機組調(diào)速器電氣柜進行升級改造，以應(yīng)對設(shè)備的正常損耗和備件采購困難，提高機組健康運行水平。

2 改造后調(diào)速器系統(tǒng)的原理及特點

2.1 系統(tǒng)基礎(chǔ)模塊冗余配置

新的調(diào)速器系統(tǒng)分為UPC控制模塊和SPC操作模塊，UPC負責(zé)調(diào)節(jié)，SPC主要負責(zé)動作執(zhí)行，控制接力器。冗余配置提高了系統(tǒng)的可靠性，當主用箱發(fā)生故障，備用箱可實現(xiàn)無擾動切換，這樣即使有一個通道有故障發(fā)生，也不會影響機組運行，極大提高了機組可靠性。

2.2 控制電源冗余

新電調(diào)柜設(shè)計電源1路直流220 V輸入、1路交流220 V輸入，兩路電源分別取自不同的來源，互相不影響，充分保證了柜子的帶電可靠性。為了規(guī)范柜內(nèi)用電，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成直流24 V。柜內(nèi)統(tǒng)一電源直流24 V，這種設(shè)計可以提高設(shè)備維護的可操作性，同時也規(guī)范了柜內(nèi)元件電源等級。

2.3 測頻原理

TSLG采用齒盤信號測速和PT測頻兩種不同方式對機組頻率進行測量，兩種方式可以確保機組頻率的準確性以及可靠性。而且采取了冗余配置，每個測速都有1路齒盤和1路PT。機組運行過程中，以PT信號測頻為主，如果一旦PT故障，會自動跳轉(zhuǎn)為齒盤測速。機組處于開機開始階段時，PT測頻信號幅值較低，不能達到要求，采用齒盤測速作為機組頻率數(shù)值，當機組進入空載后，采用PT測速作為機組頻率。

2.4 調(diào)速器的人機界面

采用Windows平臺，原來的MS-DOS系統(tǒng)已經(jīng)淘汰：沒有連接電腦，操作復(fù)雜，調(diào)整參數(shù)只能記住原來的編號，保存數(shù)據(jù)只能通過組合鍵實現(xiàn)?，F(xiàn)在人機界面操作簡單，內(nèi)容豐富。連接調(diào)試電腦可實時查看調(diào)速器的數(shù)據(jù)、曲線還有故障信息。舊系統(tǒng)需要用專用的編程器才能修改調(diào)速器參數(shù)，很不方便，在TSLG，參數(shù)的整定和修改非常便捷方便，運行狀態(tài)的實時查看和轉(zhuǎn)換也很方便。

3 改造后調(diào)速器的現(xiàn)場試驗

3.1 電調(diào)柜調(diào)試要求

靜態(tài)測試：柜體上電后柜內(nèi)元件工作正常，各相連的外圍設(shè)備電壓正常，盤柜與監(jiān)控系統(tǒng)及現(xiàn)地設(shè)備信號對點正確無誤，儀表現(xiàn)場整定正確。

動態(tài)測試：外圍設(shè)備隨操作把手選擇切換，運行正常，現(xiàn)地設(shè)備傳動正確無誤。監(jiān)控系統(tǒng)遠方設(shè)備傳動正確無誤。

首先進行電氣柜外觀檢查，接線檢查。符合相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，所有儀表、電子元件均接線正常，裝配正常，所有電纜接線及柜內(nèi)走線符合國家及國網(wǎng)公司盤柜及二次回路接線施工及驗收規(guī)范相關(guān)要求。盤柜外觀完好，無磕碰損壞。盤柜表面各儀表設(shè)備、指示燈、操作把手外觀完好，功能正常。柜內(nèi)元件完好無損壞。

連接調(diào)試電腦，在筆記本電腦本地連接的TCP/IP協(xié)議里面設(shè)定IP地址和網(wǎng)關(guān)。IP地址設(shè)定為：10.10.10.50，網(wǎng)關(guān)設(shè)定為：255.255.255.0機組處于停機狀態(tài)下，在調(diào)試員（START UP）的等級下進行。進入選擇輸入/輸出界面，與監(jiān)控配合，強制所有的模擬量和邏輯量的輸入、輸出，確認與監(jiān)控通信暢通，檢查信號正確。

3.2 無水試驗

（1）導(dǎo)葉位置傳感器的位置在合適的位置，并在TSOFT中標定各傳感器全關(guān)全開位置。每次拆除接力器時，無需用尺子標記，只要回裝后接力器行程反饋SE-RAW數(shù)值在0～10 000之間即可。記錄接力器全開全關(guān)數(shù)據(jù)，通過軟件自動標定。給定GAIN及OFFS值。

還有一種簡單的調(diào)整行程的方法：選擇SPC calibration 自動計算，修改參數(shù)，但這種方法可能不太準確，沒有自己標定的準確。

（2）調(diào)整導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律時間

3號機導(dǎo)葉關(guān)閉時間由原來的15 s改為10 s。先通過測量原來節(jié)流片孔徑、比較原來關(guān)閉時間與現(xiàn)在修改后的時間，算出需要修改的節(jié)流片孔徑大小。把接力器節(jié)流片孔徑按照計算數(shù)據(jù)進行擴孔粗調(diào)，后將主配閥節(jié)流片孔徑擴孔細調(diào)。期間每調(diào)整一次，管路建壓，通過電調(diào)柜控制導(dǎo)葉開關(guān)動作，記錄動作曲線，比較時間。根據(jù)試驗結(jié)果，再進行調(diào)整。如此反復(fù)調(diào)整了4次，再通過調(diào)整泄油閥的位置，最終順利將導(dǎo)葉關(guān)閉時間由原來的15 s改為10 s。同理，對導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律電磁閥AD100的節(jié)流片進行調(diào)整，將導(dǎo)葉延時關(guān)閉時間從10 s改為8.5 s。

（3）調(diào)整主配和接力器的位置

先令 VA_OSP=0，設(shè) OR=X（定值），尋找主配中位，調(diào)好后，修改接力器參數(shù)。修改主配時階躍一正一負，幅值先小后大，修改接力器時階躍一正一負，幅值先大后小。給了階躍之后，觀察曲線是否出現(xiàn)超調(diào)量以及響應(yīng)時間等確定PID的參數(shù)（同理，調(diào)整空載及并網(wǎng)狀態(tài)下的PID的參數(shù)KP、Ti、Td）。

（4）模擬開停機

外接頻率發(fā)生器，進行機組模擬開機、并網(wǎng)、關(guān)機各種工況轉(zhuǎn)換流程測試以及故障試驗。

主配反饋、接力器反饋、ADT都為冗余配置，1個故障，只報警不跳機，備用變主用。2個都故障才跳機。主用故障跳開后，即使故障恢復(fù)，主通道處于TEST模式，不能自動復(fù)歸，只有人工手動激活主通道才可以正常使用。水頭信號現(xiàn)在取自監(jiān)控MODBUS，一旦丟失，默認水頭CH_REPLI=322 m。

3.3 有水試驗

（1）發(fā)電方向、抽水方向首次開、停機

調(diào)速器在遠方手動位置，開啟導(dǎo)葉。轉(zhuǎn)速上升過程中檢查轉(zhuǎn)速信號是否正確。收到開、停機指令時能否正常工作。調(diào)整PID參數(shù)，檢查導(dǎo)葉的曲線特性。

（2）發(fā)電方向自動開、停機

監(jiān)控發(fā)出發(fā)電工況開機及停機命令，檢查開、停機流程的正確性，以及導(dǎo)葉的動作特性。

（3）發(fā)電工況調(diào)相及熱穩(wěn)定試驗

監(jiān)控發(fā)出發(fā)電工況開機及調(diào)相命令，檢查工況轉(zhuǎn)換流程的正確性。熱穩(wěn)定試驗運行4 h，測定機組穩(wěn)定運行性能。

（4）發(fā)電工況甩負荷試驗

單機甩負荷 4次（25%、50%、75%、100%）試驗完后隔離機組，檢查甩負荷后機組狀態(tài)。

（5）抽水工況調(diào)相、濺水功率保護試驗、水泵工況熱穩(wěn)定試驗

監(jiān)控發(fā)出水泵工況開機及調(diào)相命令，檢查工況轉(zhuǎn)換流程的正確性。熱穩(wěn)定試驗運行4 h，測定機組穩(wěn)定運行性能。

（6）一次調(diào)頻試驗

試驗?zāi)康模簷z驗機組A修后一次調(diào)頻設(shè)計正確和參數(shù)配置正確；通過試驗，調(diào)整相關(guān)參數(shù)使機組一次調(diào)頻性能指標滿足各項規(guī)定要求；通過試驗，驗證機組在網(wǎng)頻大幅波動工況下，機組參與一次調(diào)頻動作的安全性。

一次調(diào)頻試驗主要指標要求：

網(wǎng)頻偏差死區(qū)：±0.033 Hz

永態(tài)轉(zhuǎn)差率：≤4%

一次調(diào)頻響應(yīng)時間：≤3 s

一次調(diào)頻穩(wěn)定時間：≤60 s

一次調(diào)頻90%幅值飛升時間：≤15 s

4 升級改造試驗運行中出現(xiàn)的問題

2017年7月9日凌晨3號機抽水起機過程中，SFC拖動起機出現(xiàn)一個諧波，導(dǎo)致PT測頻測出一個非常高的轉(zhuǎn)速。電氣制動117%動作。PT測頻精度高，由晶振測得轉(zhuǎn)速，出現(xiàn)諧波時，會無法避免的測得一個假的特別高的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)將PT測頻退出ADT測速。ADT測速主備用每個只剩一個傳感器，建議再增加2個齒盤測速傳感器，增加冗余配置。

2017年7月9日電調(diào)柜出現(xiàn)VA1-SAT distributing 1 valve saturation 報警，是由于主配中的圓盤不平導(dǎo)致在動作過程中有一些行程偏移量，主配正常-1～1，現(xiàn)在超出-1的位置限定，需修改GAIN和OFFS的值，重新標定主配位置，消除報警（報警不影響機組正常起機運行，已消除）。

5 結(jié)語

通過機組試驗以及一段時間的運行，確實證明改造后的調(diào)速器控制系統(tǒng)操作方便，人機界面友好，3號機轉(zhuǎn)輪更換后，開度特性發(fā)生變化，其他性能曲線試驗也都符合標準，一次調(diào)頻功能可以更好地為電網(wǎng)服務(wù)，經(jīng)過升級改造的調(diào)速器系統(tǒng)運行可靠，操作維護簡單方便， 有效提高了工作效率及機組穩(wěn)定性。