浅谈葛洲坝电厂机组测速与过速系统

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1、浅谈葛洲坝电厂机组测速与过速系统葛洲坝电厂运行部六值郁光随着科学技术的不断发展，运行了近三十年的葛洲坝电站的机组各个部分都经历了不同程度的改造，一方面为了利用先进的科技手段提高机组的发电效率，同时也防止机组部分设备的老化可能造成的安全隐患，保证机组精益运行。本文选取葛洲坝电厂机组测速与过速系统的改造来浅析机组测速的原理。水轮机调速器进入微机调速器时代以来，调速器的测速方式与测速方法也有了很大程度的进步，从某种意义上说调速器的发展推动了测速方式的更新换代。目前我厂调速器按电气模件的类型来划分，调速器可以分为三种类型调速器：1）Q系列PLC步进电机调速器，安装在1F、2F、7F、8F；2）

2、A系列PLC步进电机调速器，安装在10F-18F、20F；3）PCC步进电机调速器，安装在3F-7F、19F、21F；测速环节是水轮机调速器的前置环节，是水轮机调速器的关键部位．其测速精度、实时性、可靠性直接影响调速器的调节性能和长期使用的稳定性。为此必须对其予以高度关注。一.测速方式水轮机调速器的测速信号来源于永磁发电机、测速齿盘与磁头和机组的电压互感器(即永磁机测速、齿盘测速和发电机残压测速)。葛洲坝电站机组速度测量方式分为两种：一种为永磁机测速，另一种为齿盘速度测量装置。这两种方式测得的速度信号同时输入到调节器，调节器按预定的程序取其一种用于实时控制，机组转速小于95%Ne阶段，

3、取用齿盘测速速度信号，机组转速达到二级过速152%Ne后，取用永磁机速度信号。机组微机调速器的测频信号均取自于发电机机端电压互感器（即2YH）信号。但是由于永磁机安装于大轴顶端，大轴的摆动使测频信号中常伴有脉动分量，可能会引起具有PID调节规律的调速器的主配跳动，此外永磁机定子线圈老化、备品采购成本高或根本就无备品可购，永磁机与主轴之间连接件万向节曾经出现因金属疲劳造成断裂的现象，由于这些原因经给葛洲坝电厂造成了多起保护误动事故，如：1983年6月24日，二江电厂#6F机组永磁机与发电机联结万向节轴脱落，引起花键轴松动脱出永磁机停转失压，使机组失去速度信号导致机组被迫停机。所以，我厂永

4、磁机测速装置已渐渐被淘汰，目前测速方式一般采用残压和齿盘测速。1.1残压测速所谓发电机残压测速是指将PT的二次电压经隔离/降压、滤波、整形（将正弦波转换成方波）、记数（通过计算方波的上升沿或下降沿的脉冲个数）、换算（即n=60f/p）完成测频。由于我厂采用2YH的二次信号完成测频，所以发电机残压测速通常被称为2YH测速。这种测速方法成本低，安装简单，精度高，实时性强，通常直接送入机组调速器，作为调节的依据。但是低转速时残压信号严重失真，根本无法通过残压信号正确测量出机组频率，若调速器处理不当将会造成调节不稳定，进而引起接力器大幅度抽动，机组转速大幅度变化，严重时，引起低油压事故等，严重

5、威胁机组安全、经济运行、造成极其严重后果。如2008年3月由于13F机组2YH残压值过低,调速器未能采集到频率信号,导致开机过程中导叶不能回关,从而转速上升过速115%停机。1.2齿盘测速齿盘测速是指在发电机轴顶端或水轮机大轴上安装齿盘测速探头，利用接近开关与探头的配合来检测机组的频率，其信号的电压幅值稳定，且为独立的系统，不易受现场干扰，是可靠的测频信号源。但是由于加工精度的局限性，齿盘上齿与齿之问的距离不可能完全相等会给测量带来干扰，此外，水轮发电机主轴的摆动。主轴的摆动使齿盘相对测速探头的中心发生偏移，这种相对运动会产生低频振荡信号，并叠加到机组转速信号上。不过调速器厂家通过选择

6、恰当的测量方式和处理，采用自适应式消除干扰技术弥补了硬件上的先天不足，使得齿盘测频装置产生的频率信号能够准确反映机组的频率。但是在实际应用过程中，齿盘测速装置于大轴顶端时励磁电流对齿盘测速电磁干扰信号往往使得测量值不够准确，所以目前我厂齿盘测速装置均设在水车室机组大轴上。鉴于以上原因，我厂调速器在电调柜上配置了转速测量装置，按生产厂家分为哈尔滨瑞格SPCT型，南瑞SJ-22型。SPCT系列转速测控器是一种专门为水轮发电机组设计的、基于PLC的转速控制产品。该转速监控器采用可视化PLC作为主控设备，集成了液晶显示、操作按钮等人机界面，具有高可靠性、高稳定性等特点。同时，SPCT系列转速测

7、控器为各种接近开关信号（齿盘信号）和PT信号提供接口，以及丰富的图形化菜单和现场组态功能。SJ-22在一套装置中同时采用机械、电气两种测速原理，它们既可有机结合，又可单独使用；专门设计了独特的电气转速传感器，彻底解决了残压信号超低频、超低幅时难以准确可靠测量的难题。这些转速测量装置常采用测频的通道冗余(两路TV或两路齿盘)、测频的方式冗余(残压与齿盘)，甚至于测频的方法冗余等。机组停机时作为蠕动保护的零转速测量信号源采用齿盘信号，由于调速器对开