牛保国，戴延君，佟 伟

(1.黑河市水务局，黑龙江黑河164300;2.黑河象山水电厂，黑龙江黑河164300;3.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

1 引言

黑河象山水电厂地处黑龙江省黑河市，位于黑龙江一级支流法别拉河中游，距黑河市72 km。电厂装机容量18.32 MW，装有4台(3×6MW+1×0.32MW)水轮发电机组。机组与2台容量16 MVA和8 MVA双绕组和三绕组变压器组成了扩大单元接线。电能输送分别以一回110 kV、一回35 kV电压等级接入黑宝山和黑河电网。多年平均发电量4 130万kW·h，装机年利用小时数2 294 h。1992～1999年该厂使用YDT－3000型调速器，是20世纪70年代产品，该产品明显存在一些技术和质量问题。对水轮发电机组安全稳定运行存在严重隐患。

2000年象山水电厂选用了南宁发电设备总厂研发的YWTBG－3000A微机调速器，此产品是南宁发电设备总厂在成功应用PLC技术的基础上进一步采用档次更高的PCC技术，是以PCC调节器为调节控制核心的中小型系列微机电液调速器。该系列微机调速器主要用于控制水力发电厂的各类中小型水轮发电机组。

2 调速器的结构和原理

1)YWTBG－3000A微机电液调速器属带油压装置的整装式调速器。主要由PCC调节器为核心的控制柜、执行机构的接力器和操作能源的油压装置三大部分组成。

2)PCC调节控制柜主要用于接受外部指令，引入机组必要参数和状态信号，以及必要的反馈信号，形成控制水轮机的具有一定调节规律的电气调节和控制信号。该调节和控制信号，直接送到旋转力矩较大的“步进电机－丝杠螺母副”电气/位移变换装置，使调节器的调节意图变为主配压阀的液压控制动作，从而使执行机构的接力器，得以按调节需要去控制水轮机发电组的目的。油压装置则为这种调节和控制作用提供足够的操作能源。

3 调速器特点

1)YWTBG－3000A电液调速器是以PCC调节器为调节控制核心的微机调速器。其PCC调节器模块采用奥地利B＆R工业自动化公司产品，属于一种全标准模块式的产品。从而为PCC调速器的稳定可靠运行提供了坚实的硬件基础。使PCC型微机调速器具有很高的整机可靠性。

2)PCC微机调速器能实现容错式残压测频，提供并联PID调节规律。并可根据机组运行状态和工况的变化幅度，自动实施变参数调节，以获得优良的动态品质。

3)PCC微机调速器，在电站二次回路或监控系统的配合下，能以自动或手动方式实现机组的开机、停机和事故紧急停机等控制与操作;可对运行中的机组进行转速调整或出力调整，使机组按给定频率或给定开度自动稳定运行，以及实现并列运行机组间负荷的自动分配;也可满足机组网频跟踪的要求和实现机组的调相运行等。

4)PCC调速器具有频率、开度多种运行模式选择。对于频率模式，PCC调速器设有频率跟踪和频率给定两种控制方式。而开度模式，则采用开环控制和逐步逼近相结合的调节方式，从而实现了迅速而准确地增减机组开度或出力的要求。运行模式之间，可以无扰动地任意切换。主要技术性能和参数见表1。

表1 主要技术性能和参数

5)针对水轮发电机组运行水头变化幅度大的特点，PCC调节器设有不同运行水头下的最优开机规律和高水头时自动限制机组最大出力的功能。

6)采用小巧玲珑的PANELWARE－P120人机界面作为人机对话的工具。将数据监视、参数设定和报警显示等功能集于一身，参数的显示和修改直观准确，并且有防止和自动校正误操作的功能。丰富的串口、网络和现场总线接口，给运行人员提供了方便。

7)以旋转力矩很大的“步进电机－丝杠螺母副”型变换装置取代对油污敏感可靠性较低的常规电液转换器。同时，采用PCC调节器的电气输出直接控制主配压阀动作的工作方式。因此，在自动调节信号的传递通道上，无任何机械传动杠杆。所以，YWTBG－3000A型微机调速器具有系统简洁适用、结构配置合理、静态转速死区小、响应敏捷、调节稳定可靠和操作使用方便的特点。

4 现场试验及运行

1)调速器静动特性试验。静动特性试验是水轮机调节系统中重要特性试验项目，其目的是检验水轮机调节系统的稳定性和速动性，象山水电厂每年严格按照现场调试大纲要求和调试方法、步骤进行检测。其性能指标均达到国家标准的要求。现将3台YWTBG－3000A微机调速器的主要特性试验结果整理如表2。

表2 主要特性试验结果

2)YWTBG－3000A电液调速器已成功应用到象山水电厂6000kW机组。投运10年来调速器的整机特性通过历年测试各项技术指标优良，完全符JB627－79规定，静动态特性指标明显优于YDT－3000型调速器。经多年统计分析调速器本体性能故障、事故率为零，临检次数为零。基本达到免维护水平。大小修年限延长，检修工作量、工作强度明显减少和减轻。机组启动到并入系统只需要90秒，与原调速器相比机组启动到并入系统在时间上减少了230秒。足以证明空载耗水率明显减少，提高了电厂经济效益。

5 结束语

近年来我国水轮机微机调速器主要是以PLC和PCC产品引领市场前沿，它们在某些方面确实代表着水轮机调速器发展的方向，符合水电厂无人值班、少人值守和综合自动化的要求。作为PCC调速器产品，具有测频回路多、信号源可选，测频软硬件能冗余、容错，测频回路简单可靠，测频精度高、实时性强，丰富的串口、网络和现场总线接口，方便用户操作和管理的操作口令，非常人性化的人机界面，这些优越的硬件特性和丰富的软件功能使得PCC水轮机调速器，从产品技术含量和性价比上深得用户的欢迎，有着非常广阔的市场空间和发展。YWTBG－3000A微机调速器在象山水电厂的应用就充分证明了这一点。

［1］王英男，王景琴，戴延君.象山水电厂事故备用电源配置分析［J］. 黑龙江水利科技，2009，37(6):169.

［2］赵臣，张殿民，戴延君.YDT－3000电液调速器装置的技术改造［J］. 黑龙江水利科技，2008，36(4):138 －139.