WW505控制器及SVA9电液转换器在小火电汽轮机上的应用

1. 概述

南京汽轮电机（集团）有限公司生产的C12、C15及30MW等调整抽汽式和非调整抽汽汽轮机，DEH控制系统配WW505E控制器、阀位控制器和机械工业部自动化研究所（现为：北京成浩环宇科技有限公司）生产的SVA9电液转换器直接控制油动机错油门滑阀上下移动，以控制油动机开启或关闭，达到控制汽轮机转速和负荷的目的。运行经验证明，这是一种成功的纯电调汽轮机控制方式，对100MW以下汽轮机控制系统改造也具有一定的参考价值。

2. 调节系统的工作原理

2.1 调节控制元件的连接方式及工作原理

WW505控制器内有两个相互独立的控制器通道：转速/负荷控制PID回路、辅助控制PID回路。另外有一个PID控制回路可串接在转速控制回路上用于串级控制。

控制器控制回路输出为4-20mA给DRFD阀位控制器，阀位控制器可输出-250~+250mA控制电流给电液转换器，使电液转换器活塞杆有一定的位移输出，活塞杆与油动机滑阀通过杠杆相连，使处于中间位置的油动机滑阀离开中间位置，改变油动机的进出油关系，使油动机启闭，从而控制机组转速或负荷。当油动机动作时，其上的位置反馈LVDT将阀位信号反馈给阀位控制器，此信号与WW505控制器的控制信号比较，将差值放大继续控制油动机行程，直至油动机达到预定位置，阀位控制器输出变为零，油动机滑阀重新回到中间位置，油动机位于新的平衡位置。

当危急跳闸时，由保安系统产生的事故油通过单向阀到达滑阀底部，油动机滑阀克服阻力迅速上移，关闭油动机，使机组停机。

其主要部件的连接图如图1所示。

2.2 电液转换器的工作原理

SVA9电液转换器的电气-位移转换部分采用了动圈力马达结构，液压放大部分采用具有直接位置反馈的三通控制滑阀控制差动缸（随动活塞）的典型结构（见图2）。其工作原理如下：

图2 SVA9电液转换器结构原理图

磁钢在气隙中造成固定磁场，当动圈绕组中有控制电流通过时，动圈在气隙磁场中受电磁力的作用，此电磁力克服弹簧力使动圈及控制滑阀产生与控制电流成比例的位移。

压力油从P口进入，流经控制滑阀与随动活塞的上下可变节流口，由T口回油。油源压力直接作用在随动活塞下腔，使之始终有一个向上的恒力，而上下节流口间的控制油压则作用在随动活塞上腔，使之产生一个向下的推力。随动活塞上腔面积设计成是下腔面积的两倍，因此当控制滑阀静止时，随动滑阀自动地稳定在一个平衡位置，在这个位置上，上下节流口的过流面积相等，上腔控制油压正好等于下腔油源压力的一半，使作用在随动活塞两端的液压推力相等。

输入正向电流时，动圈带动控制滑阀向上移动，下节流口关小，上节流口开大，从而使上腔油压升高，推力加大，推动随动活塞下移，直至随动活塞位移等于动圈与控制滑阀的位移量时，上下节流口过流面积恢复相等，随动活塞两端推力在新的位置上恢复平衡。

输入负向电流时，动圈带动控制滑阀向上移动，下节流口关小，上节流口开大，从而使上腔油压降低，推力减小，随动活塞在下腔恒力的作用下上移，直至再度达到新的平衡。

SVA9电液转换器由专门密闭的高压控制油供油系统供油，系统压力3.5MPa。

2.3系统调试

杠杆和滑阀连接位置的确定：启动油泵启动后，系统油压建立，高压控制油3.5MPa油压建立。调节阀位控制器输出信号为0mA，将油动机滑阀上下动作，这时油动机上下动作，用螺丝将滑阀固定在某一位置，使油动机稳定在中间某一位置，表明滑阀处于中间位置。然后将此位置固定。

油动机位置指示标定：调整控制器指令使油动机开满，将油动机开度指示确认为满开度;调整控制器指令使油动机回零，将油动机开度指示确认为零开度。如此反复3-5次即可。

油动机阀位反馈标定：调整控制器指令为20mA，使油动机开满，调节反馈强度使阀位控制器输出为零;然后调整控制器指令为4mA，使油动机关闭，调节反馈强度阀位控制器输出为零。经过以. .上调整和标定后，执行机构将能正确接受指令控制机组的转速和负荷。

3. 运行情况

此控制系统投入后，能够实现全自动启动：自动判断机组冷热态、自动升速、自动过临界、暖机和定速、并网和带负荷。3000r/min转速摆动1-2r/min，满负荷时负荷摆动0.2%左右，可满足各种保安系统试验要求，且甩负荷动态特性良好，一般100%甩负荷可将转速控制在 3100 r/min 以内。

 4. 评价和建议 

目前，100MW及以上机组的调速系统正在进行大规模的DEH改造，但小火电机组如果进行这样的改造需要配高压抗燃油系统，在投入产出上显得不合算。本文的改造和调整方法比较简单，还可以同样调节抽汽压力，投资省，效果良好，在电网要求调节品质日益严格的情况下，不失为一种可选方 式。