附件8调速器不同控制方式的无扰切换

调速器不同工况的无扰切换 附件8　调速器不同控制方式的无扰切换 附件8 调速器不同控制方式的无扰切换 1 概述 为了向巨型水轮发电机组提供成套设备，我公司承担了“九五”国家重大技术装备研制和国产化项目--全数字式水轮机调速器研制专题中的子题即“6.3MPa液压装置研究”，在提高调速器可靠性和方便用户运行、维护的工作中进行了大量的科学研究，取得了不少成果并已经在电厂大量实际运用，效果良好。其中我们为拉西瓦水电厂这样的巨型机组开发研制了双伺服比例阀冗余自动控制系统，其验证装置在2003年3月份就已经完成了厂内试验，并在2003年10月份以“双伺服比例阀冗余自动控制+机械手动”的系统在装机容量4x190MW的四川紫坪铺电厂一举中标，之后又在2005年6月份以“双伺服比例阀冗余自动控制+机械手动”的系统方案在装机容量7x700MW的广西龙滩水电厂一举中标，该模式的机械液压系统，既提供了高可靠性的自动控制通道，又提供了简易的备用手动控制通道，同样具备良好的后备保护功能，可以实现在自动控制回路故障切换到手动控制回路时，保持接力器在当前位置，并在运行人员的监护下进行应急手动操作，它避免了纯自动控制系统（带电手动功能）出现伺服环故障后只有紧急停机的情况，可以避免机组（尤其是巨型机组）因调速器自动控制回路出现故障而突然甩负荷对电网造成的强烈冲击。 通过十多年来我公司在水轮机调速器领域里应用伺服比例阀所累积的经验和取得的成就，、生产了大量的带机械手动——自动相互跟踪功能的调速器，并经过电厂长期安全、稳定的运行，已充分证明了伺服比例阀型全液控机械液压系统的可靠性和成熟性，所以在此基础上，采用双伺服比例阀冗余自动控制的调速器重点就是要通过硬件和软件两个方面解决双比例阀之间的无扰切换。 2．双比例阀选择电磁阀的选型 调速器机械液压系统中用于双伺服比例阀切换的电磁换向阀在这里我们称之为“双比例阀选择电磁阀”，选用的是德国REXROTH公司的标准电磁阀，考虑它在系统中的工作状态，该阀为阀芯机能为“B”的二位三通电磁阀，满足系统的工作要求，在本系统中避免了将二位四通电磁阀作为二位三通电磁阀使用而出现回油口T直接带压或控制口A、B接通被封堵的回油口T间接带压导致压力油进入电磁铁操作腔的 两种使用状况，不会出现双比例阀选择电磁阀切换不到位的情况。 3 切换逻辑 切换包括双微机通道间的切换、双比例阀间的切换、自动手动运行方式之间的切换。 双微机间的主备用工作方式切换通过逻辑回路实现；在双微机硬件通道及信号正常，且双机通讯正常时，也可通过人为操作方式切换任意一微机通道的主备用工作方式，切换时间为毫秒级，可保证双微机通道间的无扰切换。如果双机通讯故障或备用通道硬件或信号有故障，则禁止主备用通道切换。 当主用通道微机系统出现通道硬件故障（如模拟量输入或输出通道、开关量输入或输出通道等）或重要输入信号故障（如导叶反馈故障、机组频率故障等）时，则闭锁该通道的正常输出信号，通过逻辑回路将控制权切换到备用通道；如果备用通道亦产生相同级别的故障，则切换到手动运行方式。 双比例阀间的切换判据由电液随动系统伺服环故障确定，通过伺服比例阀的控制输入与导叶接力器位移的变化大小及方向来判断电液随动系统工作是否正常，为了避免误判导致误切，其故障检测时间约100ms，可保证双比例阀间的切换不会对接力器位移产生明显的变化。当微机系统检测到电液随动系统故障时，则将当前工作比例阀切换到备用比例阀；若切换后故障依旧，则切换到手动运行方式。 4 切换曲线说明 提供给四川紫坪铺电厂的调速器机械液压系统已经生产两套并完成了厂内静态、动态试验，试验用主接力器活塞直径Φ450mm，接力器行程500mm。下面给出的是2004年10月份对1#调速器机械液压系统进行切换试验的曲线，记录了调速器不同控制方式切换时对主接力器位置的影响情况。 图中红色曲线记录的是主接力器位置，黑色曲线记录的是频率信号，箭头所指为切换点。 4.1 自动状态下双比例阀之间的切换 图中第1个箭头所指为比例阀2切换到比例阀1，第2个箭头所指为比例阀1切换到比例阀2，可以看到在自动状态下，双比例阀之间的相互切换对接力器的位置基本没有任何改变，切换是无扰的，没有对接力器造成冲击。 4.2 自动与手动之间的切换 为了能够清晰地看出切换点，在试验中我们将主配压阀的中间平衡位置调整为有一点偏关，这样在手动状态下接力器就可以往关方向慢慢爬行。通过记录曲线不仅明显地看出了第1个箭头所指自动切手动和第2个箭头所指手动切自动的切换点，而且可以看到自动与手动之间的相互切换对接力器的位置基本没有任何改变，切换是无扰的，没有对接力器造成冲击。 5 结束语 通过科研课题的验证装置和紫坪铺电厂1#、2#、3#调速器机械液压系统在厂内进行的大量重复性无扰切换试验和紫坪铺电厂1#、2#调速器机械液压系统在现场的运行，不仅检验了系统设计的技术先进性和元件选型的正确性，而且也说明了为拉西瓦水电厂这样的巨型机组设计的双伺服比例阀冗余自动控制系统是可靠的和成熟的。