文档介绍：密云水电厂抽水蓄能机组调速器的改造
蔡卫江
电力部电力自动化研究院

摘要: 本文通过对密云水电厂抽水蓄能机组调速器的改造,介绍了一种基于 32 位微机的高性能新型水轮机调速
器和新型自复中式液压控制装置,为抽水蓄能机组调速器的国产化提供了一定的经验。
关键词:抽水蓄能水泵水轮机调速器伺服比例阀自复中主配压阀

1 水电厂调速器改造概况
密云水力发电厂位于北京市东北部的朝白河上,距北京市约 100km,是一座以防洪、供水、发
电和灌溉为目的的综合性水利枢纽工程。该电站装有 4 台常规水力发电机组和 2 台 13MW 抽
水蓄能机组,是一座混合式抽水蓄能电站。首台(2#机)抽水蓄能机组于 1973 年 11 月投入运行,
由于材料的强度问题和设计运行经验不足,于 1979 年 5 月 30 日 2#机转轮叶片断裂被迫停运。1999
年,电厂决定对 2#机进行改造。
2000 年底,密云电厂 2#机(抽水蓄能机组)大修改造工作全面开始,其调速器电柜采用南瑞电
控公司最新研制生产的 SAFR2000 型 32 位水轮机调速器,液压控制部分采用 ZFL/S 型全液控自复中
式液控装置,经过了现场开机、停机、空载调节、并网、调整负荷、水泵开停机、抽水等各项试验,
证明其调节性能完全满足国标中有关水轮机调速器技术条件的要求,且调节动作迅速,可靠性高,
显示直观,操作简便,是对原有设备的一次成功改造,也是目前国内抽水蓄能电站中投入运行的唯
一的国产水泵水轮机调速器。
由于目前国内抽水蓄能电站的控制设备大部分都依赖于进口,密云 2#机组的改造工程在调速器
的研制和生产过程中采用了许多最新的技术和工艺,具体说来有以下几个方面。
电气控制柜
电气控制柜采用摩托罗拉 32 位 CPU 作为控制核心,高级 C 语言编程,其运算速度快,测量和
控制精度高,内部集成 QSPI 同步串行总线模块和 TPU 定时处理模块以及 MCU 计算处理模块,通过
QSPI 同步串行总线可以和许多串行芯片,如 A/D,D/A,D/I,D/O 器件等接口,可处理有功功率、
水头、水压信号采集,导叶及桨叶模拟量输出,油开关、开机令、停机令等开入信号采集,故障开
出信号处理等。TPU 模块可处理导叶及桨叶行程采样,频率测量和控制输出等,MCU 模块可处理 PID
调节计算,该 CPU 集成度高,功能完善,大大提高了系统的调节性能。
采用双微机系统,切换控制则采用可编逻辑器件来实现,内置安全可靠的切换逻辑,(从原产
品 SJ-700 移植过来),经过上百台调速器现场运行的实践检验,可靠性高,充分发挥了双机系统互
为热备用,互相冗余的优势。
采用带大屏幕液晶屏的一体化工控机作为显示,全中文、3D 图形显示,画面直观,显示信息
丰富,具有良好的人机接口界面,不但具有故障诊断和报警功能,还可实现故障录波,观察、维护
非常方便。
采用内置式智能化调试软件包,通过该软件可对装置内部进行诊断,也可对外部信号进行检
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测,同时还可以对整个调速系统进行开、停机、并网等试验,可进行参数调整和试验录波等。
采用了多种抗电磁兼容的措施,在设计上