龙口调速器系统讲稿

1、电气部分电气部分 龙口调速器系统讲稿 主要内容 一、一、调速器系统调速器系统配置配置 二、二、调速器系统调速器系统特点特点 三、三、调速器系统调速器系统原理原理 四、四、调速器系统调速器系统故障处理故障处理 五、调速器试验五、调速器试验 调速器系统配置 电气柜基本配置电气柜基本配置 1、PCC配置配置 PCC系列调速器的可编程计算机调系列调速器的可编程计算机调 节器，是以奥地利贝加莱公司可编程计节器，是以奥地利贝加莱公司可编程计 算机控制器、操作显示面板以及各功能算机控制器、操作显示面板以及各功能 模块为核心硬件，辅以接口功能板，以模块为核心硬件，辅以接口功能板，以 及电源变压器、开关电源和模

2、拟指示表及电源变压器、开关电源和模拟指示表 计等组合而成。计等组合而成。 核心硬件包括控制器核心硬件包括控制器CPU模块模块CP476、混合模块、混合模块CM211、开、开 关量模块关量模块DM465 、模拟量输入模块、模拟量输入模块AI354。 调速器系统配置 CPU为为CP476， 它由两部分组成，左它由两部分组成，左 边是适配器，有边是适配器，有4个个 槽位，可以接入槽位，可以接入4个个 旋入式模块；右边是旋入式模块；右边是 CPU的本体，包括电的本体，包括电 源端子（源端子（DC24V）、）、 CAN口和口和RS232口。口。 其中其中RS232口作为编口作为编 程口，同时还可以作为通

3、讯口与触摸屏或上微机通讯。程口，同时还可以作为通讯口与触摸屏或上微机通讯。 CM211模块的面板上有相应的指示灯，可以观察到模块的面板上有相应的指示灯，可以观察到8路开入和路开入和8路开出的状态路开出的状态， 同时还有两路模拟量输入（导叶反馈同时还有两路模拟量输入（导叶反馈1、桨叶反馈）和两路模拟量输出（、桨叶反馈）和两路模拟量输出（调节输调节输 出、协联输出出、协联输出）。 DM465模块的面板上有相应的指示灯，可以观察到模块的面板上有相应的指示灯，可以观察到16路开入路开入和和16路开路开出出的状的状 态态。 AI354模块模块为为4路模拟量输入路模拟量输入，分别为，分别为导叶导叶反馈反馈

4、2、水头、有功、水头、有功、备用。、备用。 调速器系统配置 2、电源配置、电源配置 厂用交流、直流双路供电，厂用交流、直流双路供电， 电源取自交直流负荷盘，电源取自交直流负荷盘，任一路电源任一路电源 消失，不会影响调速器的自动正常运行消失，不会影响调速器的自动正常运行 。 开关电源开关电源WY1：DC24V提供提供A机电源机电源 开关电源开关电源WY2： DC24V提供提供B机电源机电源 开关电源开关电源WY5： DC24V提供功率变送器、水头变送器及桨叶变提供功率变送器、水头变送器及桨叶变 送器电源送器电源 电源转换板电源转换板DMZ： 两路电源转换成一路交流电源两路电源转换成一路交流电源

5、调速器系统配置 3、其他配置、其他配置 人机界面人机界面PC： 台达台达AE10 THTD，数据采集与显示数据采集与显示、运行参数修改运行参数修改、事件记录事件记录、 安全权限安全权限、调整试验调整试验、波形录制波形录制 接口功能板接口功能板PCC-IO：标准接口功能板可以对机频和网频测量的标准接口功能板可以对机频和网频测量的PT信号进行变信号进行变 压器隔离、方波整形、电平转换、光电隔离，以及机频齿盘信号的处理。压器隔离、方波整形、电平转换、光电隔离，以及机频齿盘信号的处理。 继电器继电器 变送器：水头、功率、桨叶各有一个变送器：水头、功率、桨叶各有一个 增减给定按钮增减给定按钮 调速器系统

6、配置 机械柜基本配置机械柜基本配置 1、电源配置、电源配置 取自电气柜的交流及直流电源。取自电气柜的交流及直流电源。 开关电源开关电源WY3：DC12V、DC5V提供转速表、电路板电源提供转速表、电路板电源 开关电源开关电源WY4：DC24V提供导叶比例阀电源提供导叶比例阀电源 开关电源开关电源WY6：DC12V提供桨叶比例阀电源提供桨叶比例阀电源 调速器系统配置 2、比例阀驱动板、比例阀驱动板CK/PCB007型型 比例阀比例阀驱动驱动板用来将控制器调节信号与接力器位移信号的差值转换为控制比板用来将控制器调节信号与接力器位移信号的差值转换为控制比 例阀动作的电信号，它由比较放大，死区补偿，调

7、制放大，振动三角波形成等电例阀动作的电信号，它由比较放大，死区补偿，调制放大，振动三角波形成等电 路组成。其原理框图如下图：路组成。其原理框图如下图： 调零调幅：将接力器位移信号通过调整后转换调零调幅：将接力器位移信号通过调整后转换0-10V电压信号。电压信号。 差值比较放大：将差值比较放大：将PLC输出的控制信号与经过调整后的接力器位移信号进行比输出的控制信号与经过调整后的接力器位移信号进行比 较，并且将差值进行放大。较，并且将差值进行放大。 三角波信号：叠加到控制信号上，提供振动分量信号。三角波信号：叠加到控制信号上，提供振动分量信号。 死区补偿：为克服比例阀的机械死区，在控制信号上叠加了

8、一定的补偿信号。死区补偿：为克服比例阀的机械死区，在控制信号上叠加了一定的补偿信号。 调速器系统配置 3、其他配置、其他配置 开度表：导叶、桨叶开度的反馈值开度表：导叶、桨叶开度的反馈值 平衡表：调节器需要调整的方向平衡表：调节器需要调整的方向 转速表：测量机组转速转速表：测量机组转速 电源指示灯电源指示灯 电气故障指示灯：报警信号电气故障指示灯：报警信号 A/B阀切换按钮：冗余的电液转换系统阀切换按钮：冗余的电液转换系统 手自动切换按钮：手自动切换按钮：手动和自动的相互切换可做到无条件、无扰动地进行手动和自动的相互切换可做到无条件、无扰动地进行 紧急停机按钮紧急停机按钮 复归紧急停机按钮复归

9、紧急停机按钮 调速器系统特点 PCC调速器控制系统的主要特点调速器控制系统的主要特点： 具有比具有比PLC更高的可靠性，平均无故障时间可达更高的可靠性，平均无故障时间可达50万小时即万小时即57年。年。 集成了大型计算机的特点，系统具有集成了大型计算机的特点，系统具有IPC的高速响应能力和计算的高速响应能力和计算 能力。能力。 应用了全新的总线概念，那就是应用了全新的总线概念，那就是I/O总线和系统总线分离，克服总线和系统总线分离，克服 了传统控制系统的总线系统瓶颈。了传统控制系统的总线系统瓶颈。 构成采用多处理器多任务分时操作系统，可以将整个操作界面分构成采用多处理器多任务分时操作系统，可以

10、将整个操作界面分 成数个具有不同优先权的任务等级（成数个具有不同优先权的任务等级（TASK CLASS），不同的任务），不同的任务 等级，优先权越高，其扫描周期越短；优先权越低，其扫描周期越等级，优先权越高，其扫描周期越短；优先权越低，其扫描周期越 长。在这种操作系统的管理下，优先权高的任务等级总是先被执行，长。在这种操作系统的管理下，优先权高的任务等级总是先被执行， 在剩余的时间里才执行优先权较低的任务等级。整个操作系统得到在剩余的时间里才执行优先权较低的任务等级。整个操作系统得到 了优化，具有较好的实时性。了优化，具有较好的实时性。 调速器系统特点 采用多处理器构成多任务分时操作系统，可以

11、避免发生在传统控采用多处理器构成多任务分时操作系统，可以避免发生在传统控 制系统中的通讯瓶颈问题。制系统中的通讯瓶颈问题。 可以根据不同层次人员选用低级语言（如梯形图）或高级语言可以根据不同层次人员选用低级语言（如梯形图）或高级语言 （如（如BASIC、C、AB）编程。）编程。 CPU模块的主处理器为模块的主处理器为32位位CPU，具有，具有TPU功能。功能。 系统具有良好的可扩展性：除系统硬件可以以模块的方式加以扩系统具有良好的可扩展性：除系统硬件可以以模块的方式加以扩 展外，在展外，在CPU多任务分时操作系统的支持下，系统软件也可以以模多任务分时操作系统的支持下，系统软件也可以以模 块的方

12、式加以扩展，这极大地增加了块的方式加以扩展，这极大地增加了PCC系统的扩展能力。系统的扩展能力。 系统除全面支持系统除全面支持ETHERNET、PROFIbus和和CANbus等标准网络等标准网络 或现场总线协议外，还提供了一个帧驱动器（或现场总线协议外，还提供了一个帧驱动器（Frame Driver）工）工 具，可以很方便地解决非标准网络中串行口通讯的问题。具，可以很方便地解决非标准网络中串行口通讯的问题。 良好的电磁兼容能力和现场总线全面支持技术。良好的电磁兼容能力和现场总线全面支持技术。 调速器系统原理 调节器的基本原理调节器的基本原理 调速器能使水轮机的转速保持在额定值，是因为调速系统

13、将水调速器能使水轮机的转速保持在额定值，是因为调速系统将水 轮机转速反馈到转速测量机构，实时地测量机组转速与给定转速的轮机转速反馈到转速测量机构，实时地测量机组转速与给定转速的 偏差，并根据该偏差的大小和方向，按照预定的调节规律产生调节偏差，并根据该偏差的大小和方向，按照预定的调节规律产生调节 指令。该指令通过执行机构（电液随动系统）开启或关闭导叶，调指令。该指令通过执行机构（电液随动系统）开启或关闭导叶，调 节进入水轮机的水量，改变水轮机的转速。由于系统是负反馈，转节进入水轮机的水量，改变水轮机的转速。由于系统是负反馈，转 差所产生的调节作用总是使这个转差减小，直至偏差为零，保证了差所产生的

14、调节作用总是使这个转差减小，直至偏差为零，保证了 机组实际转速与给定值相等。机组实际转速与给定值相等。 调速器系统原理 智能化开机智能化开机 目前有很多微机调速器的开机过程目前有很多微机调速器的开机过程是，是，当接到开机命令后，导当接到开机命令后，导 叶接力器和电气开度限制均同步开启至第一开机启动开度，导叶接叶接力器和电气开度限制均同步开启至第一开机启动开度，导叶接 力器维持不动，机组开环启动。当机组频率大于力器维持不动，机组开环启动。当机组频率大于45HZ后，则将电后，则将电 气开限关至空载开限位置，并投入气开限关至空载开限位置，并投入PID调节，接力器在其控制下稳调节，接力器在其控制下稳

15、定于空载开度，开机过程结束，并转入空载状态。定于空载开度，开机过程结束，并转入空载状态。 PCC调速器调速器系统系统采用全闭环开机过程。当接到开机令后，闭环采用全闭环开机过程。当接到开机令后，闭环 调节投入，将机组频率与频率给定值或电网频率相比较，进行调节投入，将机组频率与频率给定值或电网频率相比较，进行PID 运算和调节。同时设置两个开限，一个为机组启动开限，保证机组运算和调节。同时设置两个开限，一个为机组启动开限，保证机组 启动快速；另一个为空载开限，保证机组开机超调量小，甚至无超启动快速；另一个为空载开限，保证机组开机超调量小，甚至无超 调量，快速并入系统。导叶则根据调量，快速并入系统。

16、导叶则根据PID运算的值控制机组直至额定运算的值控制机组直至额定 转速。对于双调节型调速器，桨叶控制系统同样始终处于闭环调节转速。对于双调节型调速器，桨叶控制系统同样始终处于闭环调节 状态。开机前，导叶开度及机组转速均为零，桨叶开至启动角，自状态。开机前，导叶开度及机组转速均为零，桨叶开至启动角，自 动开机后，当机组转速上升到动开机后，当机组转速上升到50%左右，根据协联关系，桨叶将左右，根据协联关系，桨叶将 自动关闭到零。自动关闭到零。 调速器系统原理 测频环节测频环节 对于对于PCC调速器来说，此环节由调速器来说，此环节由PCC本体来完成。从调速器的本体来完成。从调速器的 系统结构来看，测

17、频是三个串联环节的前置环节，一旦测频出错或系统结构来看，测频是三个串联环节的前置环节，一旦测频出错或 不可靠，整个调速器自动通道的可靠性就无从谈起。因为不可靠，整个调速器自动通道的可靠性就无从谈起。因为PCC测频测频 环节测量的是方波的上升沿和上升沿之间的时间，不存在传统的计环节测量的是方波的上升沿和上升沿之间的时间，不存在传统的计 算机测频采用测量脉冲宽度的方法，因此，算机测频采用测量脉冲宽度的方法，因此，PCC测频比传统的计算测频比传统的计算 机测频实时性提高了一倍。机测频实时性提高了一倍。 调速器系统原理 PID调节调节 调速器系统原理 调节输出调节输出 PID运算是调节器的核心，它将运

18、算是调节器的核心，它将频差信号频差信号进行进行PID运算形成调运算形成调 节节y1，当机组并网发电时，当机组并网发电时，功给信号功给信号通过通过bp、积分项形成调节、积分项形成调节y2， 继而形成调节器输出继而形成调节器输出y= y1+ y2，y通过通过D/A模块形成模块形成010V的的 模拟信号给电液随动系统以控制脉冲的形式给驱动器。模拟信号给电液随动系统以控制脉冲的形式给驱动器。需要说明的需要说明的 是，并网时频差项要减去人工失灵区才能进行是，并网时频差项要减去人工失灵区才能进行PID运算。运算。开机和空开机和空 载（空转）时载（空转）时y= y1；停机时；停机时y一段或两段直线减至一段或

19、两段直线减至0；并网时；并网时 y=y1+y2。y是计算出来的，与机械系统没有任何关系是计算出来的，与机械系统没有任何关系，它受控于，它受控于 f、PG、电气开限、并且它可从人机界面（显示板、触摸屏）上、电气开限、并且它可从人机界面（显示板、触摸屏）上 读出，也可以用万用表测量读出，也可以用万用表测量D/A输出的模拟量。输出的模拟量。 调速器系统原理 开限开限 调速器一般设有三个电气开限：启动（开机）开限、空载开限、调速器一般设有三个电气开限：启动（开机）开限、空载开限、 发电开限。自动开机前期，调节器受控于启动开限，一般启动开限发电开限。自动开机前期，调节器受控于启动开限，一般启动开限 较大

20、，让机组快速开启，当机组频率接近较大，让机组快速开启，当机组频率接近50HZ时，空载开限投入时，空载开限投入 （此值较接近于空载开度），让机组快速平稳地稳定于空载开度上，（此值较接近于空载开度），让机组快速平稳地稳定于空载开度上， 且超调量小。当机组处于且超调量小。当机组处于并网并网发电状态时，发电开限投入，为控制发电状态时，发电开限投入，为控制 机组不会超负荷运行，特别是电站机组不会超负荷运行，特别是电站AGC投入的状况，根据电站水头投入的状况，根据电站水头 的大小，设定发电开限，从而保护机组不至于受超负荷运行的损害。的大小，设定发电开限，从而保护机组不至于受超负荷运行的损害。 值得提出的是

21、：（值得提出的是：（1）根据机组的运行状态和工况，有且只有）根据机组的运行状态和工况，有且只有 一个电气开限起作用；（一个电气开限起作用；（2）在没有水头信号引入调速器进行采样在没有水头信号引入调速器进行采样 的情况下，的情况下，一般是根据当前水头的实际值人为地在人机界面上经验一般是根据当前水头的实际值人为地在人机界面上经验 地给入三个电气开限值，如果水头信号引入了调速器进行采样，并地给入三个电气开限值，如果水头信号引入了调速器进行采样，并 且能够提供出水头与空载开度的协联关系、水头与额定负荷时接力且能够提供出水头与空载开度的协联关系、水头与额定负荷时接力 器开度的协联关系，那么三个电气开限可

22、由调节器的计算机自动求器开度的协联关系，那么三个电气开限可由调节器的计算机自动求 出。出。 调速器系统原理 频率调节和频率跟踪频率调节和频率跟踪 当自动或手动开机将机组开起来后，机组将运行于空转或空载当自动或手动开机将机组开起来后，机组将运行于空转或空载 状态，空载（空转）对调速器来说有两种调节方式：即频率给定调状态，空载（空转）对调速器来说有两种调节方式：即频率给定调 节方式和跟踪网频调节方式。它们二者的差异就是频率调节目标值节方式和跟踪网频调节方式。它们二者的差异就是频率调节目标值 不同，前者的目标值为人为设置或上位机给定，抑或通过增减开关不同，前者的目标值为人为设置或上位机给定，抑或通过

23、增减开关 量进行修改；后者的目标值则是不能修改的网频实测值，只有当网量进行修改；后者的目标值则是不能修改的网频实测值，只有当网 频测量故障时，计算机自动切入频给调节方式。从网频跟踪功能的频测量故障时，计算机自动切入频给调节方式。从网频跟踪功能的 特点可看出，网频故障不影响调速器的正常运行，因此，作为调速特点可看出，网频故障不影响调速器的正常运行，因此，作为调速 器来说，网频完全可以不测量，更何况有同期装置呢，测量网频仅器来说，网频完全可以不测量，更何况有同期装置呢，测量网频仅 仅是给你提供一个电网频率值参考。仅是给你提供一个电网频率值参考。 调速器系统原理 调节模式调节模式 水轮机调速器主要有

24、频率调节、开度调节和功率调节共三种调水轮机调速器主要有频率调节、开度调节和功率调节共三种调 节模式。节模式。 频率调节模式适用于机组空载运行、机组并入小电网或孤立电频率调节模式适用于机组空载运行、机组并入小电网或孤立电 网运行、机组在并入大电网以调频方式运行等情况；网运行、机组在并入大电网以调频方式运行等情况； 开度调节模式适用于机组并网运行、带基本负荷的工况；开度调节模式适用于机组并网运行、带基本负荷的工况； 功率调节模式适用于机组并网运行、受功率调节模式适用于机组并网运行、受水电站水电站AGC系统系统控制的控制的 工况。工况。 三种调节模式的转换关系如下：三种调节模式的转换关系如下： （1

25、）机组开机进入空载工况运行时，调速器在频率调节模式下工）机组开机进入空载工况运行时，调速器在频率调节模式下工 作；作； （2）机组油开关合上，并入电网工作时，调速器自动进入开度调）机组油开关合上，并入电网工作时，调速器自动进入开度调 节模式工作；节模式工作； 调速器系统原理 （3）机组在并入电网工作的工况下，可以人为地使调速器工作于）机组在并入电网工作的工况下，可以人为地使调速器工作于3 种调节模式中的任一种模式；种调节模式中的任一种模式； （4）调速器工作于功率调节模式时，若检测出机组功率传感器有）调速器工作于功率调节模式时，若检测出机组功率传感器有 故障，则自动切换至开度调节模式下工作；故

26、障，则自动切换至开度调节模式下工作； （5）调速器工作于开度调节或功率调节模式时，若电网频差偏离）调速器工作于开度调节或功率调节模式时，若电网频差偏离 50Hz过大，则调速器自动切换至频率调节模式工作。过大，则调速器自动切换至频率调节模式工作。 一般情况下，建议将开度调节模式作为并网工况下的首选工作一般情况下，建议将开度调节模式作为并网工况下的首选工作 模式。模式。 调速器系统原理 随着计算机监控系统和随着计算机监控系统和AGC功能的投入，功能的投入，许多许多电站，有功调节电站，有功调节 常采用开度调节模式（大闭环）来完成。当然也有一些电站采用功常采用开度调节模式（大闭环）来完成。当然也有一些

27、电站采用功 率调节模式（功率反馈），让调速器来采集有功（常利用安装功率率调节模式（功率反馈），让调速器来采集有功（常利用安装功率 变送器来解决），通过上位机（监控）来控制功率给定值（有功给变送器来解决），通过上位机（监控）来控制功率给定值（有功给 定值），调速器根据有功给定值和采集的有功值之差进行有差调节定值），调速器根据有功给定值和采集的有功值之差进行有差调节 。这种调节被称为功率调节模式（小闭环），这种调节方式对引水。这种调节被称为功率调节模式（小闭环），这种调节方式对引水 系统不太平稳或低水头电站来说效果不是很好。系统不太平稳或低水头电站来说效果不是很好。 有功调节的大闭环方式，计算机监

28、控系统采集电站的每台机组有功调节的大闭环方式，计算机监控系统采集电站的每台机组 有功值，根据调度分配给该电站的有功负荷，有功值，根据调度分配给该电站的有功负荷，采取一定的分配方式采取一定的分配方式 分配每台机组的给定负荷。根据水头、开度、负荷与给定负荷的关分配每台机组的给定负荷。根据水头、开度、负荷与给定负荷的关 系，进行系，进行PID调节调节，计算出每台机组的增减脉冲宽度，通过计算出每台机组的增减脉冲宽度，通过LCU传传 送给每台调速器增、减开关量脉冲，从而大闭环实现每台机组的功送给每台调速器增、减开关量脉冲，从而大闭环实现每台机组的功 率调节。率调节。 调速器的正常调节方式应该为开度调节模

29、式，也就是说功率给调速器的正常调节方式应该为开度调节模式，也就是说功率给 定值为开度给定值。在安装有有功变送器的调速器可进入功率调节定值为开度给定值。在安装有有功变送器的调速器可进入功率调节 模式。在小网状态下，调速器自动切换到频率调节模式。模式。在小网状态下，调速器自动切换到频率调节模式。 调速器系统原理 协联计算协联计算 为了保证机组高效率运行，桨叶和导叶的协联关系必须与水头为了保证机组高效率运行，桨叶和导叶的协联关系必须与水头 相关的。协联曲面相关的。协联曲面f(H,Y)，展开为：，展开为： 0f0(Y)，HH0； 1f1(Y)，HH1； mfm(Y)，HHm。 以上关系式展开成为协联表

30、，存入计算机的以上关系式展开成为协联表，存入计算机的ROM中，以供协中，以供协 联计算时查表用。联计算时查表用。 协联计算必须注意以下几个问题：协联计算必须注意以下几个问题： A 用户必须提供最低水头、最高水头及这两个水头下的协联曲线；用户必须提供最低水头、最高水头及这两个水头下的协联曲线； B 桨叶的度数范围和桨叶的启动开度必须提供；桨叶的度数范围和桨叶的启动开度必须提供； C 每条协联曲线数据需要的是水头、导叶开度（导叶接力器）百分每条协联曲线数据需要的是水头、导叶开度（导叶接力器）百分 比与桨叶度数的关系。关键拐点千万不要丢；比与桨叶度数的关系。关键拐点千万不要丢； D 当导叶开度当导叶

31、开度1%或者转速小于或者转速小于52%时，调节器的协联输出为时，调节器的协联输出为 桨叶启动转角，桨叶处于启动状态。桨叶启动转角，桨叶处于启动状态。 调速器系统原理 龙口调速器协联曲线龙口调速器协联曲线 例如：例如： 当当Y =61%（35 ） H23m， 19.5 （19.1%） H37m， 27.5 （70%） 桨叶叶开度范围：桨叶叶开度范围： 10 35 调速器系统原理 手动手动 手动操作时，计算机采集反馈信号，使调节输出及开度给定与手动操作时，计算机采集反馈信号，使调节输出及开度给定与 之相等，从而保证手动切自动时无扰动。之相等，从而保证手动切自动时无扰动。 自动时发生电气故障，驱动装

32、置的控制信号将自动被切断，调自动时发生电气故障，驱动装置的控制信号将自动被切断，调 速器无扰动的由自动转为手动。速器无扰动的由自动转为手动。 手动工况时不进行调节输出值的计算。手动工况时不进行调节输出值的计算。 手动停机时操作手动减把手或机械操作液压随动系统使导叶手动停机时操作手动减把手或机械操作液压随动系统使导叶 关至空载开度，与电网解列后，继续手动关闭导叶至停机。关至空载开度，与电网解列后，继续手动关闭导叶至停机。 调速器系统原理 比例阀驱动板的调整方法比例阀驱动板的调整方法 调速器系统原理 a.调零调幅调零调幅 1.将调速器切换至纯手动状态。将调速器切换至纯手动状态。 2.操作手阀将接力

33、器至操作手阀将接力器至“全关全关”，调整比例阀驱动板上的电位器，调整比例阀驱动板上的电位器W3（顺时针调是（顺时针调是 减小，逆时针调是增大），测量比例阀驱动板上的减小，逆时针调是增大），测量比例阀驱动板上的J1-3脚与脚与J1-11脚（模拟地）脚（模拟地） 间的电压，使间的电压，使J1-3脚与脚与J1-11脚（模拟地）间的电压为脚（模拟地）间的电压为0.05V左右。左右。 3.操作手阀将接力器至操作手阀将接力器至“全开全开”，调整比例阀驱动板上的电位器，调整比例阀驱动板上的电位器W4，测量比例阀，测量比例阀 驱动板上的驱动板上的J1-3脚与脚与J1-11脚（模拟地）间的电压，使脚（模拟地）间

34、的电压，使J1-3脚与脚与J1-11脚（模拟脚（模拟 地）间的电压为地）间的电压为10V左右。左右。 4.重复操作手阀将接力器重复操作手阀将接力器“全关全关”，“全开全开”，来回调整几次直到触摸屏上全关显示，来回调整几次直到触摸屏上全关显示 为为0.4，全开显示为，全开显示为99.6。 b.振动分量及死区补偿的调整振动分量及死区补偿的调整 1.将调速器电柜上的手自动切换把手切至将调速器电柜上的手自动切换把手切至“自动自动”。 2.调整电位器调整电位器W6，测量比例阀驱动板上，测量比例阀驱动板上U3-3的第的第8脚与脚与J1-11脚（模拟地）间脚（模拟地）间 的频率为的频率为100HZ-500H

35、Z即可，振动分量调整的最佳状态是当操作比例阀时刚好即可，振动分量调整的最佳状态是当操作比例阀时刚好 不会出现共振声。不会出现共振声。 调速器系统原理 3.因为每个比例阀都会存在机械死区，因此我们在控制信号上叠加了一定的补偿因为每个比例阀都会存在机械死区，因此我们在控制信号上叠加了一定的补偿 电压，称为死区补偿电压。调整方法为：电压，称为死区补偿电压。调整方法为： （1）将调速器的并网端子、试验端子与）将调速器的并网端子、试验端子与GD短接。短接。 （2）用手动操作使接力器置中间位置。）用手动操作使接力器置中间位置。 （3）拔掉比例阀开、关机侧线包插头，将调速器手自动切换把手切至）拔掉比例阀开、

36、关机侧线包插头，将调速器手自动切换把手切至“自动自动”。 （4）点动操作增给定开关，使平衡表偏于开机侧。调整）点动操作增给定开关，使平衡表偏于开机侧。调整W7测量测量J111脚脚 （AGND）与电阻）与电阻R4之间的电压约为之间的电压约为0.5V。 （5）点动操作减给定开关，使平衡表偏于关机侧。调整）点动操作减给定开关，使平衡表偏于关机侧。调整W8测量测量J111脚脚 （AGND）与电阻）与电阻R2之间的电压约为之间的电压约为0.5V。 （6）插上比例阀线包插头，点动操作增减给定开关观察平衡表是否能基本回零，）插上比例阀线包插头，点动操作增减给定开关观察平衡表是否能基本回零， 如果不可以则说明

37、需要增加补偿。顺时针调为增大补偿，逆时针调为减少补偿。如果不可以则说明需要增加补偿。顺时针调为增大补偿，逆时针调为减少补偿。 c.放大倍数放大倍数 比例阀驱动板上的电位器比例阀驱动板上的电位器W5为放大倍数，调整指针越大接力器越灵敏。为放大倍数，调整指针越大接力器越灵敏。 调速器系统原理 其他知识点其他知识点 1、调速器开关量的优先级调速器开关量的优先级 紧急停机紧急停机手动手动停机停机并网并网开机开机无开关量（空载或等待）工无开关量（空载或等待）工 况，优先级逐渐降低。况，优先级逐渐降低。 2、平衡表是判断调速器工作正常如否的晴雨表（注意是单偏还是平衡表是判断调速器工作正常如否的晴雨表（注意

38、是单偏还是 不停地动作）。一旦机组运行有问题，首先根据机组运行工况，判不停地动作）。一旦机组运行有问题，首先根据机组运行工况，判 断断调节输出调节输出y计算是否有误，计算是否有误，y的模拟量与数值量是否相等，再看平的模拟量与数值量是否相等，再看平 衡表是否平衡，反馈衡表是否平衡，反馈y_是否反映正确，反馈传感器的安装、工作电是否反映正确，反馈传感器的安装、工作电 源是否正常，调零调幅是否正确等。单偏常是机械问题，不停地动源是否正常，调零调幅是否正确等。单偏常是机械问题，不停地动 作常是电气问题。作常是电气问题。 3、并网后的有功调节：为了机组的稳定运行投入人工失灵区及去、并网后的有功调节：为了

39、机组的稳定运行投入人工失灵区及去 除微分项；为了有差分配负荷投入永态转差系数。除微分项；为了有差分配负荷投入永态转差系数。 调速器系统原理 4、容错功能：双微机冗余、容错功能：双微机冗余 双电液转换双电液转换 双导叶位置传感器双导叶位置传感器 残压测频和齿盘测速残压测频和齿盘测速 5、发紧急停机令时要保证机组正常停机令的发出。、发紧急停机令时要保证机组正常停机令的发出。 6、主配拒动接点是为了反映主配压阀拒绝动作的状态而引出的一主配拒动接点是为了反映主配压阀拒绝动作的状态而引出的一 状态开关量接点。在水电站的二次控制回路中，通常是当机组转速状态开关量接点。在水电站的二次控制回路中，通常是当机组

40、转速 大于大于115%且主配压阀拒绝动作时，控制保护回路发关事故配压阀且主配压阀拒绝动作时，控制保护回路发关事故配压阀 命令。长控所的主配拒动接点是在反映主配压阀关机状态的位置上命令。长控所的主配拒动接点是在反映主配压阀关机状态的位置上 加一常闭接点，当主配向关机侧方向动作时接点断开，当主配向开加一常闭接点，当主配向关机侧方向动作时接点断开，当主配向开 机侧方向动作或不动时接点合上，这样，在一般机组的控制回路上机侧方向动作或不动时接点合上，这样，在一般机组的控制回路上 就能实现其目标。就能实现其目标。 7、 工作电压一般为工作电压一般为DC220V的电磁阀的电磁阀，务必要在线圈插头上安装，务必

41、要在线圈插头上安装 续流续流二极管二极管。否则，直流线圈断电时产生反电动势，会在。否则，直流线圈断电时产生反电动势，会在继电器继电器的的 常开接点触头上拉弧，形成电磁干扰，将导致常开接点触头上拉弧，形成电磁干扰，将导致PLC出现测频错误，出现测频错误， 造成严重后果造成严重后果。 调速器系统故障处理 1、电源故障、电源故障: 对于调速器的工作不正常，首先要确定是否为开关电源故障引对于调速器的工作不正常，首先要确定是否为开关电源故障引 起。起。 2、短路故障：、短路故障： 对于短路故障，只要沿着各回路仔细检查，该故障应该好排除对于短路故障，只要沿着各回路仔细检查，该故障应该好排除 和解决。和解决

42、。 3、反馈故障：、反馈故障： 1）反馈断线：当反馈断线时，进入调速器的反馈电压为最大）反馈断线：当反馈断线时，进入调速器的反馈电压为最大 或为最小，此时，调速器显示屏显示导叶开度为或为最小，此时，调速器显示屏显示导叶开度为99.99或或0.00。此。此 时，处理好反馈电位器后，还需进行零位、幅位的校准。时，处理好反馈电位器后，还需进行零位、幅位的校准。 2）反馈跳动：当手动缓慢操作接力器时，导叶开度反馈应随）反馈跳动：当手动缓慢操作接力器时，导叶开度反馈应随 着接力器动作而慢慢沿着同一方向变化，不应有突跳的现象。若此着接力器动作而慢慢沿着同一方向变化，不应有突跳的现象。若此 时反馈有突跳现象

43、，应该检查是否为拉紧机构处理不当或反馈电位时反馈有突跳现象，应该检查是否为拉紧机构处理不当或反馈电位 器本身质量问题，特别是在空载开度器本身质量问题，特别是在空载开度附近附近，导叶开度传感器经常动，导叶开度传感器经常动 作，引起接触不好。作，引起接触不好。 调速器系统故障处理 4、频率故障：、频率故障： 对于频率测量故障，最为直接的方法是外加频率计，调速器是对于频率测量故障，最为直接的方法是外加频率计，调速器是 否能正常测量到频率。对于该故障点，可用示波器分别观察调速器否能正常测量到频率。对于该故障点，可用示波器分别观察调速器 接口板是否有频率的中断和时钟信号，来确定频率测量的故障点。接口板是

44、否有频率的中断和时钟信号，来确定频率测量的故障点。 5、开机不成功：、开机不成功： 调速器是否在热备用状态调速器是否在热备用状态 开机信号是否到调速器，观察开机令是否到调速器，开关量输入开机信号是否到调速器，观察开机令是否到调速器，开关量输入 模块相应指示灯是否被点亮模块相应指示灯是否被点亮 开机令是否保持到开机令是否保持到30秒以上秒以上 平衡表是否向开机侧动作平衡表是否向开机侧动作 PID参数、开限设置是否正常参数、开限设置是否正常 比例阀线包是否接插正确比例阀线包是否接插正确 调速器系统故障处理 6、空载不稳定：、空载不稳定： PID参数、开限设置是否正常参数、开限设置是否正常 比例阀驱

45、动板的死区补偿及其放大倍数是否整定合适比例阀驱动板的死区补偿及其放大倍数是否整定合适 频率测量是否稳定，导叶反馈是否跳动频率测量是否稳定，导叶反馈是否跳动 机械随动系统是否工作正常机械随动系统是否工作正常 7、并网后负荷不稳定：、并网后负荷不稳定： 是否有上位机误发的增功、减功信号，是否有通讯写入开度给是否有上位机误发的增功、减功信号，是否有通讯写入开度给 定信号定信号 机组频率测量是否有干扰。此时调速器的功给单元不会被改变机组频率测量是否有干扰。此时调速器的功给单元不会被改变 ，负荷扰动后会带到先前的负荷，此时可用空载摆动的画面监测频，负荷扰动后会带到先前的负荷，此时可用空载摆动的画面监测频

46、 率测量的是否被干扰。率测量的是否被干扰。 反馈电位器是否跳动。反馈电位器是否跳动。 机械系统是否工作正常。机械系统是否工作正常。 水头采集是否跳动，而引起水头采集是否跳动，而引起桨桨叶波动。叶波动。 调速器系统故障处理 8、调速器在运行中应监视的参数：、调速器在运行中应监视的参数： 机组频率是否有大幅的变动机组频率是否有大幅的变动 导叶开度是否有大幅的跳动导叶开度是否有大幅的跳动 调节输出与导叶反馈是否一致调节输出与导叶反馈是否一致 平衡表调节完成后是否回零位平衡表调节完成后是否回零位 水头有效值是否与实际水头值对应水头有效值是否与实际水头值对应 频率给定频率给定 开度给定开度给定 一、调速

47、器系统无水试验一、调速器系统无水试验 1. 一般一般试验项目试验项目 1.1表计检查校验表计检查校验 按有关规程对平衡表、电压表、频率表、导叶和桨叶开度表等进行检查校验按有关规程对平衡表、电压表、频率表、导叶和桨叶开度表等进行检查校验 ，其精度应符合相应的技术要求。，其精度应符合相应的技术要求。 1.2电气接线检查电气接线检查 对所有电气接线进行正确性检查，其标志应与图纸相符，屏蔽线的接法应符对所有电气接线进行正确性检查，其标志应与图纸相符，屏蔽线的接法应符 合抗干扰的要求。合抗干扰的要求。 1.3绝缘试验绝缘试验 采用采用500V电压等级的兆欧表测定各电气回路间与机壳、大地间的绝缘电阻电压等

48、级的兆欧表测定各电气回路间与机壳、大地间的绝缘电阻 ，在温度为，在温度为1535、相对湿度为、相对湿度为45%90%的环境中，其值不小于的环境中，其值不小于1M 2数字式电液调节装置电气部分试验数字式电液调节装置电气部分试验 2.1模块通电检查模块通电检查 接入频率信号、接力器反馈信号和各状态控制信号，接通电源，检查各功能接入频率信号、接力器反馈信号和各状态控制信号，接通电源，检查各功能 模块的指示灯或测点电位，确认各模块处于正常工作状态。模块的指示灯或测点电位，确认各模块处于正常工作状态。 调速器试验 2.2频率变换电路试验频率变换电路试验 从频率变换电路的频率输入端，输入与实际转速信号电压

49、相当的频率信号，从频率变换电路的频率输入端，输入与实际转速信号电压相当的频率信号， 逐一改变信号频率，记录气输出值与输入值。再设计工作频率范围内，其变换特逐一改变信号频率，记录气输出值与输入值。再设计工作频率范围内，其变换特 性满足设计要求。性满足设计要求。 （说明：调速器触摸屏的频率显示值只有大于（说明：调速器触摸屏的频率显示值只有大于16Hz才能够显示）才能够显示） 2.3参数的整定及显示的检查试验参数的整定及显示的检查试验 检查调速器面板上指示仪表，显示器件及相应的人机界面工作是否正常；通检查调速器面板上指示仪表，显示器件及相应的人机界面工作是否正常；通 过触摸屏在参数设置项目栏内分别输

50、入过触摸屏在参数设置项目栏内分别输入bP、Kp、KI、KD等参数，观察显示值是等参数，观察显示值是 否与整定值相同，并检查各参数范围是否符合设计值。否与整定值相同，并检查各参数范围是否符合设计值。 2.4调速器系统反馈装置调整试验调速器系统反馈装置调整试验 2.4.1检查接力器全关、全开时传感器输出的初始电压。检查接力器全关、全开时传感器输出的初始电压。 2.4.2电气零位幅位的调整电气零位幅位的调整 2.4.3 A导叶比例阀与导叶比例阀与B导叶比例阀的调整方法相同，轮叶比例阀调整方法与导导叶比例阀的调整方法相同，轮叶比例阀调整方法与导 叶相同。叶相同。 2.5开关机时间试验开关机时间试验 2

51、.5.1用调速器手阀将接力器全开，调整关机时间调节螺杆，通过手动动作紧急用调速器手阀将接力器全开，调整关机时间调节螺杆，通过手动动作紧急 停机电磁阀，记录导叶从停机电磁阀，记录导叶从100%开度到全关所需的时间直到满足调保计算要求，开度到全关所需的时间直到满足调保计算要求， 并可靠固定。并可靠固定。 调速器试验 2.5.2调整开机时间调节螺母，通过手动操作手阀，打开接力器，记录导叶从全调整开机时间调节螺母，通过手动操作手阀，打开接力器，记录导叶从全 关到关到100%开度到所需的时间。直到满足设计计算要求，并可靠固定。开度到所需的时间。直到满足设计计算要求，并可靠固定。 2.5.3轮叶开关机时间

52、操作方法与导叶相同。轮叶开关机时间操作方法与导叶相同。 2.6调速器随动系统增益调整试验（投入运行后一般不再调整此项）调速器随动系统增益调整试验（投入运行后一般不再调整此项） 3静特性试验静特性试验 3.1在触摸屏参数设置项目栏中设置如下参数：在触摸屏参数设置项目栏中设置如下参数：Kp =0.5 KI =10 KI =0 E=0 bP=6% 3.2调速器置自动并置以上参数，用稳定的频率信号源输入额定频率信号，模拟调速器置自动并置以上参数，用稳定的频率信号源输入额定频率信号，模拟 并网工况，以开度给定将接力器调整至并网工况，以开度给定将接力器调整至50。升高或降低频率使接力器全开或。升高或降低频

53、率使接力器全开或 全关，调整频率信号值，使之按一个方向逐次升高和降低。在接力器每次变化稳全关，调整频率信号值，使之按一个方向逐次升高和降低。在接力器每次变化稳 定后，记录该次信号频率值及相应的接力器行程。定后，记录该次信号频率值及相应的接力器行程。 3.3频率信号源：频率信号源： 1、模拟机频，分别短接、模拟机频，分别短接“试验试验”端子端子X02:16、并网令、并网令X02:3与公共端，拆开与公共端，拆开 “一次调频投入一次调频投入” X01:8； 2、将水头手动投入（短接、将水头手动投入（短接X02:18）（变水头下的操作）；）（变水头下的操作）； 3、在触摸屏上给定频率为、在触摸屏上给定

54、频率为50Hz。 调速器试验 3.4选择选择A、B机和机和A、B阀的组合，分别手动设置水头为最大，最小、设计水头阀的组合，分别手动设置水头为最大，最小、设计水头 及其他某一水头，频率由及其他某一水头，频率由50HZ开始往下调，每隔开始往下调，每隔0.3HZ为一点，记录接力器行为一点，记录接力器行 程，频率调至程，频率调至48.5HZ，导叶全开；再由，导叶全开；再由48.5HZ往上调整频率，每往上调整频率，每0.3HZ记录记录 接力器每一点行程，频率调至接力器每一点行程，频率调至51.5HZ，导叶全关；再由，导叶全关；再由51.5HZ往下调整频率往下调整频率 ，每，每0.3HZ记录接力器每一点行

55、程，频率调至记录接力器每一点行程，频率调至50HZ。 将记录结果填入下表：将记录结果填入下表： 调速器试验 3.5调速器静特性曲线调速器静特性曲线 将记录的频率与接力器行程各值，在坐标纸上画出静特性曲线，在曲线上计将记录的频率与接力器行程各值，在坐标纸上画出静特性曲线，在曲线上计 算出转速死区，调速器转速死区算出转速死区，调速器转速死区iX0.04%。转速死区：。转速死区：ix= ， 随动系统不随动系统不 准确度准确度ia= ， ia1.5%。 4 轮叶随动系统不准确度，轮叶随动系统不准确度， 协联曲线校验协联曲线校验 4.1调速器导叶、轮叶均置自动并置参数为静特性试验参数，置水头于设计值，调

56、速器导叶、轮叶均置自动并置参数为静特性试验参数，置水头于设计值， 用频率计输入额定频率信号，模拟并网工况，用改变开度给定的方法，按一个方用频率计输入额定频率信号，模拟并网工况，用改变开度给定的方法，按一个方 向逐次增加或减小导叶接力器行程，待稳定在新平衡位置后，记录导叶接力器行向逐次增加或减小导叶接力器行程，待稳定在新平衡位置后，记录导叶接力器行 程及相应的轮叶接力器行程。求轮叶随动系统不准确度并校验协联曲线。程及相应的轮叶接力器行程。求轮叶随动系统不准确度并校验协联曲线。 4.2分别置水头于最大和最小水头，按照上述方法校验最大和最小水头下的协联分别置水头于最大和最小水头，按照上述方法校验最大

57、和最小水头下的协联 曲线。曲线。 调速器试验 二、调速器系统充水试验二、调速器系统充水试验 1手动开手动开/停机试验停机试验 1.1调速器切手动；调速器切手动； 1.2按钮操作打开锁锭，复归紧停阀，检查锁锭已拔出，机组各部水压正常；按钮操作打开锁锭，复归紧停阀，检查锁锭已拔出，机组各部水压正常； 1.3电手动操作导叶开度把手，将导叶缓慢打开，导叶开度到电手动操作导叶开度把手，将导叶缓慢打开，导叶开度到19%，当机组转速，当机组转速 接近接近80%额定转速时，将导叶略调低于空载开度的位置，然后细心操作，使机额定转速时，将导叶略调低于空载开度的位置，然后细心操作，使机 组转速平稳地达到额定转速；组

58、转速平稳地达到额定转速； 1.4检查机组调速器的工作情况，测量机组检查机组调速器的工作情况，测量机组PT电压值；机组若无异常，手动操作电压值；机组若无异常，手动操作 导叶开度把手，将导叶关闭，当机组转速小于导叶开度把手，将导叶关闭，当机组转速小于20%额定转速时，投入机械制动额定转速时，投入机械制动 停机；停机； 1.5按钮操作关闭紧停电磁阀，关闭锁锭电磁阀及手动关闭技术供水电磁阀；按钮操作关闭紧停电磁阀，关闭锁锭电磁阀及手动关闭技术供水电磁阀； 1.6全面检查汇报；全面检查汇报； 2模拟自动开模拟自动开/停机停机 调速器在自动工况下，模拟上微机发开停机信号；当导叶开启至空载开度附调速器在自动工况下，模拟上微机发开停机信号；当导叶开启至空载开度附 近时，模拟上位机发停机信号。近时，模拟上位机发停机信号。 调速器试验 3 A/B机切