巨型轴流转桨式机组调速系统的研究与实践-人民长江.pdf

第４７卷 第１２期 人　民　长　江 Ｖｏｌ．４７，Ｎｏ．１２ ２０１６年 ６月　 　 Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　 　 Ｊｕｎｅ， ２０１６ 　　文章编号：１００１－４１７９（２０１６）１２－００５９－０４ 巨型轴流转桨式机组调速系统的研究与实践 张 卓 然，郑 兴 华，黄 业 华，严 国 强，王 爱 生，潘 熙 和 （长江科学院 武汉长江控制设备研究所有限公司，湖北 武汉４３００１０） 摘要：四川安谷水电站安装的水轮发电机组是我国轴流转桨式机组之最。为了确保该机组的稳定运行，专门 开发研制了一套以Ｘ２０系列ＰＬＣ作为控制计算和以ＧＥＦＣ系列主配作为执行机构的调速控制系统。调速系 统在四川安谷水电站现场的成功投运及稳定运行表明，该调速控制系统具有良好的调节品质和控制适应能 力，各项指标均处于国内先进水平。该工程的成功，可为我国巨型轴流转桨式和贯流式机组调速系统的制造 提供可靠的技术保障；同时，对类似调速器系统的研发与设计也具有一定的参考和指导意义。 关　键　词：巨型轴流转桨式机组；水轮机调速器；研发设计；安谷水电站 中图法分类号：ＴＶ７３４　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４１７９．２０１６．１２．０１４ ５０００型主配，将其分别作为核心控制单元和主驱动单 １　工程背景 元；以此为基础，开展了电控和机械执行２个部分的设 大渡河安谷水电站位于四川省乐山市境内，电站 计。电控部分又可分为５个子系统，包含供电、控制计 安装有４台装机容量为１９０ＭＷ和１台装机容量为１２ 算、测频、导／桨叶及主配位置反馈采集以及控制信号 ＭＷ的轴流转桨式水轮发电机组，总装机容量为 ７７２ 调制放大。对所有子系统均设计有主、备２套系统，可 ＭＷ，年均发电量为 ３１．４４亿 ｋＷ ·ｈ，工程总投资为 以全程无扰动地实施热切换或者任意交叉作业，即实 ［２］ ９６．９９亿元，是目前国内该型式单机装机容量最大的 现了全热冗 。下面将对子系统的主要功能特点和 发电机机组［１］。武汉长江控制设备研究所有限公司 技术指标作具体介绍和说明。 （以下简称长控所）承担了该电站所有机组调速系统 ２．１　供电系统 的设计、生产以及调试工作，为保证该系统的可靠性， 根据水电站的系统特点，该调速器的前级供电系 经过反复调研和充分论证，采用了以 ＰＣＣＸ２０系列 统电源采用交、直流互为备用的设计方案，由来自厂用 ＰＬＣ作为控制计算和以 ＧＥＦＣ系列主配作为执行机 电母线 ＡＣ２２０Ｖ电源和蓄电池系统所提供的 ＤＣ２２０Ｖ 构的全冗式调速控制系统，并将其作为该项目的解决 共同组成，以确保对调速系统的无间断供电。交流母 方案，全方位、多层次地实现了热冗余。同时，通过优 线与调速器交流供电回路之间采用了变压器耦合的方 化设计方案和程序开发，实现了多套冗余系统的交叉 式，然后通过整流滤波变为脉动的直流，并与由蓄电池 工作，获得了相当成熟和可靠的解决方案，各项技术指 盘柜提供的直流电通过二极管相互叠加。这样不仅可 标均处于国内领先水平。 以隔离交流 Ｎ与直流 ＤＣ，而且还可以去除母线上的 信号干扰以保护调速器的供电系统，简化供电系统的 ２　调速控制系统硬件组成 检修。 该调速系统设计主要采用了贝加莱公司