调速器说明书.doc

Q YWCT（四喷嘴）数字阀PCC智能调速器 QYWCT-104/25-4.0-ZF型（四喷嘴）数字阀PCC智能调速器使用说明书 天 津 市 科 音 自 控 设 备 有 限 公 司地址：天津北辰科技园区景观路邮编：300409电话26990202传真eb: http/Email: 1. 概 述 YWCT-104/25-4.0-ZF(四喷嘴)数字阀PCC调速器是将诸多功能集成于可编程计算机控制器(PCC)内，配以数字阀随动系统构成的高可靠性的冲击式水轮机调速器。目前，PLC在水轮机调速器上得到了较为广泛的应用，然而，多数调速器厂家都采用了常规PLC，常规PLC自从七十年代以来，再也没有重大的改进。常规PLC采用梯形图，指令表和相应的流程图，这三种语言都有一个共同点：它们都是面向硬件仿真的，采用程序扫描运行方式。这种方式占用CPU的时间多，运行效率低。另外，水轮机调速器具有特殊性，采用常规PLC，必须由调速器制造厂家附加很多电路，这必将使调速器整机的可靠性受到限制。 我公司经过对各种PLC的深入研究，分析对比，结合水轮机调速器的特殊性，选用不同于常规PLC的新一代可编程控制产品PCC，即可编程计算机控制器B&R2003。 为了满足自动化的新的需求，B&R向传统的PLC观念告别，为自动化技术提供新的选择。它面向自动化过程，而不是面向继电器逻辑电路仿真，这就是B&R2003的理念。PCC代表着一个全新的控制概念，它集成了可编程逻辑控制器(PLC)的标准控制功能和工业计算机的分时多任务操作系统功能。它能方便地处理开关量，模拟量，进行回路调节。并能用高级语言编程，具备大型机的分析运算能力。其硬件具有独特新颖的插拔式模块结构，可使系统得到灵活多样的扩展和组合。软件也具备模块结构，系统扩展时只需在原有基础上叠加运用软件模块。CPU运行效率高，用户存储器容量大。这些优越性都为智能式水轮机调速器提供了强有力的资源保证。电气机械转换方面，采用数字阀替代传统的电液转换器和主配压阀，降低了对油质的要求，从根本上避免了电液转换器发卡的弊病。由于数字阀技术是采用高速电磁阀直接操作喷针接力器，且采用液压锁密封，所以该型调速器去掉了机械反馈，也就是去掉了接力器的反馈杠杆，从结构上减化了整个调速系统，由于该系统的高速电磁阀又具有手动阀及事故阀的功能，减化了调速器内部结构，因此该型调速器实现了真正意义上的无杠杆，无管路，可靠性极高，性能优良，是水电站提高自动化程度的理想产品。 无论是新建电站，还是老产品改造，YWCT-104/25-4.0-ZF (两喷嘴)数字阀PCC调速器都是首选产品。型号说明： Y W C T-104/25-2.5-Z F 数字阀液压随动系统 智能式 PCC 调节器 油压等级:4.0MPa 折向器油管通径为 25 喷针接力器油管通径为10，4个 调速器 适用于冲击式水轮机 广义微机 油压装置 2. 主要技术性能及参数2.1 电源:l 220V AC 10% 50HZ l 110V DC / 220V DC 10%2.2 主要技术指标：l 转速死区 0.06 %l 静态特性非线性度 5 %l 甩大于25 % 额定负荷，接力器不动时间 0.2 Sl 机频测量 机端电压互感器 (0.2V 160V)l 网频测量 电压互感器 (70V 160V)l 温度漂移 0.02 %l 综合漂移 0.6 %2.3 调节参数l 永态转差系数 Bp: 0 - 10 %l 暂态转差系数 bt: 1 - 100% l 缓冲时间常数 Td: 0 20 Sl 微分时间常数 Tn: 0 - 5 Sl 频率人工死区 ex: 0.5Hz2.4 控制参数l 电气开限： 0100 %l 频率给定： 45Hz55Hzl 功率给定： 0100 %2.5 通讯接口l RS232 或 RS485 2.6 喷觜控制油管直径10mm，折向器控制油管直径25mm， 2.7 工作油压l 4.0 MPa3.主要特点 我公司的宗旨是：保证产品简单可靠，使用方便,如果设备复杂，难以掌握，那么就不能物尽其用。我公司推出的PCC型可编程智能调速器，无论是硬件配置，还是所能实现的功能，无论是可靠性, 还是性能指标，在国内都是首屈一指，其主要特点如下。 3.1 全新的控制理念。采用不同于常规PLC的新一代可编程计算机控制器-PCC，面向控制过程，能采用高级语言，分析运算能力强，在同一CPU中能同时运行不同程序。程序运行时仅扫描部分程序，效率很高，而常规PLC扫描所有程序,浪费CPU时间。3.2 全PCC化，具有极高的可靠性。从输入到输出,从测频到控制脉冲等各环节均实现了PCC化。PCC的平均无故障时间MTBF高达50万小时，从而使得调速器整机具有极高的可靠性。常规PLC的平均无故障时间MTBF为30万小时。3.3 多任务的优点。在传统PLC中，并行处理是靠程序扫描来完成的。但事实上多任务才是并行处理的逻辑表达式，更简单直接的方法就是采用多任务技术。PCC恰恰可以满足这种需求，当某一任务在等待时，其他任务仍可继续执行，非其他常规PLC可以比拟。 3.4 智能型调速器。适应式变结构，变参数并联PID调节。具有很强的自诊断、防错、纠错及容错功能。3.5 采用PCC高速计数模块(HSC)测频。PCC高达4MHz的计数频率，具有很高的测频精度和可靠性，从而使调速器的输入通道测频环节的可靠性有了根本的保证。而常规PLC的计数频率仅为50KHZ，由此可见，PCC的测频精度比常规PLC的测频精度高100倍。3.6 由PCC实现信号综合及控制脉冲的输出。调节器的电气开度（数字信号），和转换为数字信号的接力器实际位移由PCC内部进行综合比较，输出方向信号和控制脉冲信号，经功率放大后，直接驱动步进电机。充分发挥了PCC多任务的功 能。3.7 联网方便。具有RS232或RS485通讯接口，可以方便地实现人机对话，及与上位机通讯，提高电站的自动化水平。3.8 调节模式灵活。可实现频率调节，开度调节，功率调节，并可实现调节模式间的无扰动切换。3.9 PCC的大内存，为智能型调速器提供了资源保证。用户内存：100KB SRAM，系统内存：512KB EEPROM，用户内存：512KB EEPROM，远大于常规 PLC 10KB左右的内存。由此可见，PCC的内存为常规 PLC内存的一百余倍。3.10 采用数字阀做为电液转换元件。彻底解决了常规电液转换器油污发卡的问题，使电站可以实现完全可靠的自动运行。3.11 可以适应电站的各种特殊运行方式。如孤网运行，及由大电网解列为小电网运行的突变负荷等特殊情况，均可保证机组稳定运行。3.12 具有故障锁锭的功能。由于数字阀只有通/断两个状态，采用锥阀密封可以保证在31.5MPa下无泄漏，由于采用液压锁密封，因此该系列调速器在测频信号消失及断电等情况下，具有故障锁锭的功能。3.13 无杠杆结构。该系列调速器采用了数字阀液压随动系统，手动无需反馈，因此取消了杠杆，消除了因为杠杆造成的死区，提高了调速系统的精度，而且无管路，结构简单，美观。3.14 友好的人机界面。采用触摸屏做为人机界面，画面美观逼真，全中文显示，操作方便，可以同时显示很多信息。3.15 维护简单调试方便。由于PCC的高度集成化和高可靠性，对于运行维护人员没有太高的特殊要求，调试只需设定有关数字，没有太多的电位器等可调元件。4. 调速器的主要功能4.1 通过远方或现场控制，能使水轮发电机组自动运行于：起动，停机，空载，带负荷等工况，并具有紧急停机功能。4.2 具有手动运行功能，并可实现手动与自动运行的相互无扰动切换。4.3 空载运行时，能自动跟踪系统频率,实现快速并网。4.4 功率调节模式下，可接受上位机控制指令，实现发电自动控制功能(AGC)。（功率调节模式为可选项）4.5 具有很强的自诊断、防错、纠错及容错功能，并可将有关故障信息显示在屏幕上，或发出报警信号。4.5.1采用交直流双重供电，当交流电源故障时，直流电源自动投入，直流电源故障时，保持当前开度不变。4.5.2 空载运行，当机频信号消失时，自动将开度保持在空载开度以下，以防过速。并网运行，当机频信号消失时，自动切换为网频测量回路，保持正常发电运行，同时发出机频故障信号。4.6 具备与上位机通讯的功能，接受上位机的控制命令，给上位机传送有关信息。 4.7 可实时显示运行工况及有关参数。4.8 具有参数记忆功能。当电源失电时，PCC可保存数据存储器(RAM)的内容，使运行人员可以方便地修改有关参数并被记忆。5. 调速系统工作原理 请参考YWCT系列(两喷嘴)数字阀PCC智能调速系统框图。 调节器接收到开机令后，按照预先设定好的开机规律开机，调节器对机频与频给的差值进行PID运算，其输出信号经功率放大后，驱动数字阀，调节喷针开度，使机组自动运行于空载工况。当选择频率跟踪方式时，调节器自动将网频作为频率给定值，使机组频率自动跟踪电网频率，为实现快速并网作好准备。并网后，通过上位机或机旁的增/减按钮即可改变功率给定值，调节器经PID运算后，实现负荷调节。接到停机令后，调速器控制喷针自动将机组关机，直至机频为零，完成停机过程。6机械液压原理（请参考51FG-JX）6.1 自动运行6.1.1 1#喷嘴接力器与2#、3#、4#喷嘴接力器动作原理1#喷嘴接力器当机组转速上升时，调速器电气部分发给1#喷嘴关机电磁阀（项4）一个向关机侧运动的信号，即1#喷嘴关机电磁阀（项4）电磁铁带电励磁，即1#喷嘴接力器（项11）关机腔B通压力油P，此时1#喷嘴液压锁（项6）打开，1#喷嘴接力器（项11）开机腔A通过1#喷嘴开机电磁阀（项5）下位通排油O，1#喷嘴接力器（项11）向下移动，并通过1#喷嘴反馈电位器（项8）将1#喷嘴接力器位置信号转换成电信号反馈给调速器电气部分。当机组转速正常时，调速器电气部分发给1#喷嘴关机电磁阀（项4）一个回复命令，即1#喷嘴关机电磁阀（项4）电磁铁失电，也即1#喷嘴关机电磁阀（项4）恢复图示状态，1#喷嘴液压锁（项6）关闭，1#喷嘴接力器（项11）停止运动，机组稳定运行于新的工况。当机组转速下降时，调速器电气部分发给1#喷嘴开机电磁阀（项5）一个向开机侧运动的信号，即1#喷嘴开机电磁阀（项5）电磁铁带电励磁，即1#喷嘴接力器（项11）开机腔A通压力油P，此时1#喷嘴液压锁（项6）打开，1#喷嘴接力器（项11）关机腔B通过1#喷嘴关机电磁阀（项4）下位通排油O，1#喷嘴接力器（项11）向上移动，并通过1#喷嘴反馈电位器（项8）将1#喷嘴接力器位置信号转换成电信号反馈给调速器电气部分。当机组转速正常时，调速器电气部分发给1#喷嘴开机电磁阀（项5）一个回复命令，即1#喷嘴开机电磁阀（项5）电磁铁失电，也即1#喷嘴开机电磁阀（项5）恢复图示状态，1#喷嘴液压锁（项6）关闭，1#喷嘴接力器（项11）停止运动，机组稳定运行于新的工况。2#喷嘴接力器2#、3#、4#喷嘴接力器动作情况同1#喷嘴接力器。6.1.2 1#、2#喷嘴接力器与3#、4#喷嘴接力器动作顺序空载及小负荷时，1#、2#喷嘴接力器投入运行，当负荷超过一定值（可电站自定）时，投入3#、4#喷嘴接力器。1#、2#喷嘴接力器、3#、4#喷嘴接力器的同步性由电子调节器比较并调整。当负荷从大负荷减到一定值（可电站自定）时，3#、4#喷嘴退出运行。6.2 手动运行6.2.1电手动运行1#喷嘴接力器的动作：当机组转速上升时，用手点动1#喷嘴接力器电手动关机按钮，也即1#喷嘴关机电磁阀（项4）带电励磁， 其动作原理与自动运行时情况相同。当机组转速下降时，用手点动1#喷嘴接力器电手动开机按钮，也即1#喷嘴开机电磁阀（项5）带电励磁， 其动作原理与自动运行时情况相同。2#、3#、4#喷嘴接力器的动作：其动作原理同1#喷嘴接力器。6.2.2手动运行1#喷嘴接力器的动作：当机组转速上升时，用手推动1#喷嘴关机电磁阀（项4）手钮，其动作原理与自动运行时情况相同。当机组转速下降时，用手推动1#喷嘴开机电磁阀（项5）手钮，其动作原理与自动运行时情况相同。2#、3#、4#喷嘴接力器的动作：其动作原理同1#喷嘴接力器。 6.3 大波动、甩负荷及事故停机 当机组甩负荷时，调速器电气部分发出信号，折向器动作电磁阀（项13）电磁铁带电励磁，液控换向阀（项14）控制腔接压力油，液控换向阀（项14）上位通，折向器接力器（项15）M腔接压力油，折向器N腔接排油，折向器迅速投入，遮住射流。当喷嘴接力器关到位时，折向器动作电磁阀（项13）电磁铁失电，也即折向器动作电磁阀（项13）恢复图示状态，折向器迅速退出，调速器恢复到正常调节。7开，关机时间调整 通过调整喷嘴开/关机节流垫（项12）/（项7），可将喷嘴接力器开，关机时间在（1030）秒内可调。8事故停机 当机组处于事故工况时，二次回路使折向器动作电磁阀（项13）电磁铁带电励磁，液控换向阀（项14）控制腔接压力油，液控换向阀（项14）上位通，折向器接力器（项15）M腔接压力油，折向器N腔接排油，折向器迅速投入，遮住射流。当事故复归时，折向器动作电磁阀（项13）电磁铁失电，也即折向器动作电磁阀（项13）恢复图示状态。9油压装置部件及原理 为保证工作的可靠性，本装置装有2台油泵（项18），一台为工作油泵，另一台为备用油泵，这两台油泵应定期互相切换。在特殊情况下，两台油泵也可以同时做短时间的工作。电动机（项20）带动油泵（项19）转动，把回油箱中的清洁油吸入到卸荷溢流阀（项21）腔内。随着输油量的增加，此腔压力迅速升高，直至超过卸荷溢流阀（项21）上腔的压力，油经截止阀进入蓄能器。蓄能器中的压力油则经供油截止阀（项2）引到各用油处。回油经过滤油器过滤后进入油泵（项19）送往蓄能器，这样如此循环往复。为保证工作的可靠性，本装置装有2台油泵（项19），一台为工作油泵，另一台为备用油泵，这两台油泵应定期互相切换。在特殊情况下，两台油泵也可以同时做短时间的工作。油压装置正常工作油压的变化范围为名义工作压力的5%以内。当油压低于工作油压下限的6%8%，应启动备用油泵，当油压继续降低至事故低压时，作用于紧急停机的压力信号器应立即动作。10. 操作方法10.1 开机 有三种开机方式：手动开机；电手动开机；自动开机。10.1.1 手动开机具备开机条件后，置“手动/自动”切换开关于“手动”位置，使2# 喷针接力器在全关位置，点动1# 喷针电磁阀手柄，直至1# 喷针接力器达到启动开度，观察机频及开度等有关参数，使机组稳定在额定转速，监视开机过程是否正常。10.1.2电手动开机 具备开机条件后，置“手动/自动”切换开关于“手动”位置，将触摸屏切至“运行显示”画面，如果确认开机，将1# 喷针电动开/关旋钮向开启方向旋转，直至导叶接力器达到启动开度，观察机频及开度等有关参数，使机组稳定在额定转速，监视开机过程是否正常。10.1.3 自动开机机旁开机 具备开机条件后，置“手动/自动”切换开关于“自动”位置，在触摸屏上，确认参数无误后，回到主画面，按开机按钮，进入开机确认画面，如果确认开机，请按“是”，否则，请按“返回”，开机后，触摸屏自动切为“运行显示”画面，观察机频及开度等有关参数，机组应自动稳定在额定转速。远方开机具备开机条件后，置“手动/自动”切换开关于“自动”位置，在触摸屏上，确认参数无误后，回到主画面，即可在远方开机。开机过程与机旁自动开机相同。10.2 并网10.2.1 跟踪网频在“调节模式”中，如选择“模式自动”，网频测量正常，则自动跟踪网频，即“频率调节”模式。如选择“模式手动”，当网频测量正常且需要由跟踪频给切为跟踪网频时，将触摸屏切到“调节模式”画面，置“频率/开度”切换按钮于“频率调节”状态，此时调速器自动调节,使机频与网频一致后即可并网。 当网频测量故障时，PCC将自动切为跟踪频给，即“开度调节”。10.2.2 跟踪频给优先采用跟踪网频，需要跟踪频给时，将触摸屏切到“调节模式”画面，选择“模式手动”，置“频率/开度”切换按钮于“开度调节”状态，如果当前机频与网频有误差，可在触摸屏上操作“功给增”或“功给减”按钮，亦可在远方操作有功增/减开关，使机频与网频一致后即可并网。 并网后，选择“模式自动”，如为并大网运行，将自动切换为开度调节。如为孤网运行，自动切换为频率调节。10.3 正常停机有三种停机方式：手动停机；电手动停机；自动停机。10.3.1手动停机置“手动/自动”切换开关于“手动”位置，将触摸屏切到“运行显示” 画面，如果确认停机，点动喷针关电磁阀手柄，直至喷针接力器到空载开度，观察机频及开度等有关参数，待油开关断开后，将喷针接力器全关。监视停机过程是否正常。10.3.2电手动停机置“手动/自动”切换开关于“手动”位置，将触摸屏切到“运行显示” 画面，如果确认停机，将“喷针电动开/关”旋钮向关侧旋转，即可停机。 10.3.3自动停机 机旁停机置“手动/自动”切换开关于“自动”位置，在触摸屏上，回到主画面，按停机按钮，进入停机确认画面，如果确认停机，请按“是”，否则，请按“返回”。 按“是”后，调速器将自动执行停机过程。远方停机置“手动/自动”切换开关于“自动”位置，即可在远方停机。停机过程与机旁停机相同。10.4 二号喷针控制空载时，仅有1# 喷嘴工作，并网后，2# 喷针可根据电站实际需要按一定开度投入或退出，在触摸屏上可设置投入或退出点。当1# 喷针接力器行程大于投入值时，2# 喷针投入工作，逐渐开启，同时1# 喷逐渐关小，直至两个喷针达到同步值，此后，当增加有功时，两个喷针同时打开，当减少有功，开度减至小于退出值时，2# 喷针全关，退出工作。10.5 紧急停机 在调速器机旁操作时，按 “紧急停机”按钮，或在远方操作紧急停机开关，紧急停机电磁阀动作，紧急停机指示灯亮，接力器迅速关闭,并自动保持于紧急停机状态。10.6 紧急停机复归 当事故解除后，按调速器柜上的“复归”按钮，或在远方按“复归”按钮，即可恢复正常。10.7 手、自动转换10.7.1自动切至手动自动至手动的切换，可无条件进行。置“手动/自动”切换开关于“手动”位置即可。手动运行：点按电磁阀开启或关闭手柄，即可手动运行。此时，电气开度自动跟踪实际开度。电手动运行：旋转“喷针电动开/关”旋钮，即可电手动运行。此时，电气开度自动跟踪实际开度。10.7.2 手动切至自动置触摸屏于“运行显示”画面，观察电气开度与实际开度是否一致，如不一致，点动“功给增”或“功给减”按钮，待二者基本一致时，置“手动/自动”切换开关于“自动”位置。11. 调试步骤11.1 通电前检查11.1.1检查电厂接入调速器的接线是否正确。即：机组频率信号；电网频率信号；开机信号；停机信号；远方增加信号； 远方减少信号；交流电源；直流电源；直流电源故障报警。11.1.2检查电气箱上的插座连接是否正确。11.2.通电11.2.1检查交直流电源：先将电源开关断开，在端子上用万用表检查外部交流电源是否正常，直流电源的极性是否正确。11.2.2通电检查先合上交流电源开关，此时，检查面板上显示是否正常，如正常，再合上直流电源开关，此时直流指示灯应亮。11.3.全开、全关位置调整11.3.1全关位置将调速器切至手动状态，旋转“喷针电动开/关”旋钮，使两个喷针接力器刚好关闭，调整接口板上的电位器RW6和RW7，使面板和触摸屏上的开度表正好指示为零刻度。11.3.2全开位置调整置“手动/自动”切换开关于手动位置，旋转“喷针电动开/关”旋钮，调整接口板上的电位器RW3和RW5，使面板上的1# 喷针、2# 喷针开度表指针分别为100%；调整电位器RW2和RW4，使触摸屏上的1# 喷针、2# 喷针开度表指针分别为100%。11.4.转速表调整开机后，当机组频率在50Hz时，调整主板上电位器RW1，使转速表正好指示100%。12.维护及故障处理12.1日常维护检查：.检查面板指示灯是否正常。.触摸屏显示是否正常。12. 2定期检查：.停机等待状态与实际是否相符。.自动时，PID计算出来的电气开度值与实际开度是否一致。.滤油器是否有堵塞现象。12.3故障现象及处理方法：故障现象原因处理方法面板上交流指示灯未亮1