HGSH调速器机械柜说明书

1、HGS-H调速器液压柜说明书编 号K575东方电机控制设备有限公司2001年12月HGS-H调速器液压柜说明书编 号K575批 准审 定审 查标 检校 核编 制 曹维福会 签单 位签 名日 期单 位签 名日 期分 发单 位份数单 位份数单 位份数单 位份数HGS-H型调速器液压柜说明书1 概述 HGS-H型调速器液压系统与微机型电气调节装置配合组成微机型电液调速器，适用于大、中型混流式水轮发电机组的自动调节和自动控制系统中，其主要作用是：1.1 实现水轮机转速的单机调节和控制。1.2 实现机组按规定操作程序进行正常的自动启动和自动停机、空载、单机或并网带负荷稳定运行。并能在机组运行中出现故障时

2、，进行手动和自动事故停机及必要的机组保护操作，以保证机组的安全运行。2 主要技术数据：伺服比例阀最大工作电流： ±3.7A主配压阀直径： 80mm、100mm、150mm、200mm主配压阀行程： ±10mm工作油压： 2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa直流操作电压： DC220V交流工作电压： AC220V 50Hz3 结构特点本系统是随动系统，其包含有伺服放大器、电液伺服比例阀、辅助接力器及主配压阀、手自动切换电磁阀、手动操作电磁阀、液控阀、紧急停机阀等调速器操作控制所需的各种电液元器（部）件。在系统中采用液压集成技术、流量反馈和控制技术，将所有液压控制和操作部件

3、分别集成为：集成阀块、液控阀、主配压阀三大模块，系统内部操作控制油路全部集成到阀块及底板上，整机结构简洁新颖、安装、调试、操作、维护方便。整个液压随动系统均装设在一独立的柜体中，柜体左右两侧及前面各装有一道门，方便对柜内各元件进行操作、检修和清理。柜体正面装有指示仪表及信号灯，以及操作开关等。对调速器的电动操作通过开关进行。通过操作手动/自动切换开关，进行调速器的手自动运行状态切换，在手动运行状态可以对机组导叶开度进行电动/手动开关控制。 本装置内所有电气连接线路都通过设于底板上的接线端子与外部相连。端子的一侧与柜内各元件的接线端子相联，另一侧与外部对应接线的端子联结。在所有联接导线中，伺服比

4、例阀、位移传感器等元件的柜内柜外信号电缆均须采用屏蔽电缆与电气装置输出端子相连。 为提高系统的可靠性，确保其安全，本装置将控制用油与操作用油分开设置。其操作油是通过主配压阀从油压装置引入，再进入导叶接力器。而控制油是将油压装置来油经过滤油器精滤后再进入液压系统之控制部分。 由于采用流量控制和液压集成技术，机械柜内无杠杆、无明管，结构简洁新颖，安装、操作、维护方便。4 主要元件功能4.1 主配压阀主配压阀活塞与辅助接力器活塞通过球头支杆连接后，由压力油将二者连接处压紧而成为一个整体运动，因此辅助接力器活塞的运动就是主配压阀活塞的运动，其间不会产生间隙和死区。在自动运行状态下，伺服比例阀将所接受到

5、来自其放大器的电气信号，经转换放大后输出的流量信号进入辅助接力器控制腔，控制辅助接力器活塞动作；在手动运行状态下，来自液控阀控制输出流量信号进入辅助接力器控制腔，控制辅助接力器活塞动作；主配压阀在结构原理上是一只三位四通阀，其作用是接受辅助接力器活塞的位移信号，并将其转换为流量信号输出以控制导叶接力器的动作。4.2 液控阀（液压跟踪阀/手动控制阀） 当调速器处于自动运行状态时，液控阀能自动跟踪导叶接力器的当前位置。若电气装置不能正常自动调节时，本系统将自动切换到手动运行状态，同时液控阀锁锭装置工作，保持住导叶接力器的当前位置，以避免机组运行失控，此时可在手动运行状态下控制机组运行，通过电动或现

6、地手动操作开度控制阀组（操作时液控阀锁锭装置释放，操作完毕后液控阀锁锭装置又投入），实现导叶接力器开启、关闭。4.3 集成阀块该阀块上装设了伺服比例阀、手自动运行切换电磁阀、手动操作电磁阀、调速阀、紧急停机电磁阀、压力继电器、压力表等控制和保护元件。其功能是接受电气调节器的自动或人为的手动控制信号、以及保护信号，操作控制接力器运动，并发出保护动作的指示信号。4.3.1 伺服比例阀选用的伺服比例阀是专业厂家的标准产品，在自动运行时，它接受来自电气装置输出的电流控制信号，将其转换为流量信号，以控制辅助接力器运动。4.3.2 紧急停机电磁阀 本阀是一只二位四通带手动应急按钮、带定位装置的双电磁铁换向

7、阀。其作用是当机组或系统发生需要停机的故障时，接受来自机组或系统的故障信号紧急关闭导叶开度，强迫机组停机。本阀也可以通过现地操作手动应急按钮，实行紧急停机。4.3.3 手自动切换阀 该阀功能由一只带应急按钮的二位四通电磁阀完成，该阀为单电磁铁弹簧复位式。当电气部分及本随动系统工作正常，手自动切换开关置于自动位，调速器一上电将自动运行在自动状态。通过（现地或远方）操作手自动切换开关，可以进行手自动运行状态切换。在失电或电气部分或本随动系统故障状态下，该阀将自动切到手动运行状态。 调试阶段，也可通过应急按钮作临时的手自动切换。4.3.4 开度控制阀（手动操作阀） 本阀为一只三位四通带的电磁换向阀。

8、在调速器手动运行状态下，通过现地操作手动应急按钮或现地或远方电动操作电磁阀操作开关，便可实现机组导叶开度的开或关控制。4.3.5 调速阀 安装或调速器检修后调试时，在手动运行状态下，通过调节此阀的开度可以控制液控阀活塞的运行速度，达到控制导叶接力器运行速度的最终目的。一般情况下，通过调试确定液控阀活塞的运行速度后，应将该阀的调节手柄锁住（阀自带有有钥匙），以避免意外转动手柄后无法使其回到原位，而影响调速器的性能。4.3.6 球阀 在伺服比例阀的进口油路上装设有球形阀，若伺服比例阀出现故障，可将调速器切到手动运行，关闭进口处球阀，就可更换。换完后将球阀打开，调速器切回自动运行，就完成了不停机更换

9、伺服比例阀。4.4 主接力器位移传感器为调速器提供主接力器位移反馈信号的位移传感器，通过支架就近安装于接力器上，消除机械回复机构对调速器调节控制性能和精度的影响。接力器上采用高精度的位移传感器，采集接力器位移信号作为电气装置调节控制用的导叶接力器位移信号。4.5 电位器在液控阀上装有精密线绕电位器，用以采集液控阀针塞及活塞的位移并将其送至柜体上的开度表及跟踪表；同时液控阀上还设有机械开度指示表，以指示导叶接力器的开度。由于该电位器安装于柜内，其信号采集点远离主接力器，经过了回复机构的传递和转换，信号存在一定的误差，只能用作开度观察，而不能作为调节控制信号。电气调节器使用的导叶接力器位移反馈信号

10、，取自安装于主接力器上的位移传感器。4.6 仪表、信号灯及及开关开度显示仪：采用数字表显示导叶（接力器）实际开度。跟踪开度仪：采用数字表显示液控阀活塞位移，及跟踪开度。控制电流表：指示工作过程中伺服比例控制回路的控制电流。频率计：显示机组运行频率。信号灯：指示机组各种运行状态。开关：用于现地进行手自动运行状态的选择，以及在手动运行状态下控制导叶开启和关闭。5 液压随动系统工作原理 液压随动系统是具有内闭环的相对独立的电液随动系统。它能够与电气装置及自动化系统一起，对机组进行自动调节与控制，也可以单独对机组进行手动控制。其工作原理如下所述:（在阅读该节时，文中所提到各种阀门、液压元件的代号、序号

11、，请参阅附图4K9204“HGS-H调速系统液压系统图”）5.1自动控制 当自动/手动切换开关处在自动位置时，紧急停机电磁阀的电磁铁激磁，则调速器处于自动运行状态。在这种状态下，电气装置通过测速装置测得机组转速的相应电信号，使之与频率给定值或网频进行比较，将其偏差经过放大后，输出一相应的电流信号到伺服比例阀。伺服比例阀将电流信号转换成流量信号后输出。伺服比例阀输出的流量信号进入辅助接力器控制腔，控制辅助接力器活塞动作。因辅助接力器活塞与主配压阀活塞联为一整体，也就推动了主配压阀活塞动作，输出一流量操作导叶接力器控制导叶开度，达到调节机组运行的目的。同时，主配压阀活塞的位移通过传感器反馈到伺服比

12、例阀，形成一个小内环；另外，主配压阀活塞操作导叶接力器时，导叶接力器位移经反馈信号装置（位移传感器）反馈到电气装置的综合放大回路，形成另一个闭环，使伺服比例阀、主配压阀活塞回到平衡位置。测速装置测得新的机组转速进入下一循环调节。这两个反馈的信号均反馈到电气装置的综合回路，与电气装置的输出的控制信号进行综合，从而保证了调速器控制的快速性和准确性。 在自动运行状态下，手动控制回路的输出将自动跟踪导叶接力器的当前位置。在万一自动运行环节不能正常自动调节时，系统将接受故障信号自动切换到手动运行状态，保持住导叶接力器的当前位置，以避免机组运行失控，此时可通过现地或远方操作开关在手动运行状态下控制机组运行

13、。5.2手动运行控制 调速器的设计主要是着眼于自动运行的，手动环节是作为机组运行过程中，万一调速器电气调节器或者比例伺服环出现故障，为避免机组失控而设置后备保护运行系统。在电厂的实际运行中，一般不将手动作为长期运行。 当电气装置退出运行，手自动切换阀处于手动运行位置时，伺服比例阀的油路已被切除，它不再对系统产生控制作用。此时，辅助接力器的控制腔与手动控制阀的控制输出口连通，而受手动控制阀控制。对机组的控制将完全通过开度控制阀的手动或电动脉冲操作来实现导叶开度的开大或减小，完成机组的运行控制。在手动运行状态下，手动或电动操作手动操作阀时，来自该阀的压力油打开液控阀（手动控制阀）的锁锭装置，释放其

14、大活塞，使之在手动操作阀的控制下移动；手动或电动操作手动操作阀结束后，该电磁阀在复位弹簧作用下回中，液控阀锁锭重新投入，使其大活塞静止不动。操作信号刚输入时，接力器尚未动作，液控阀的控制窗口被打开，接通辅助接力器控制腔，控制主阀活塞运动，改变导叶开度（主接力器位移），接力器的位移经回复机构变比转换为负反馈，传送到液控阀针塞，将从手动操作阀输入到大活塞的信号抵消，从而封闭其控制窗口，系统进入新的平衡。 在手动运行状态，液控阀大活塞的位置就相当于手动开度给定，在没有手动操作阀的输入信号时，其位置由锁锭装置锁于给定位置不动。如果由于水力矩的变化或内外泄漏造成接力器爬行，其位移将通过回复机构反馈到液控

15、阀针塞，由于到针塞的反馈为负反馈，所以将其控制窗口向相反方向打开，控制主阀活塞向使接力器向相反方向运动，使接力器反回原位，从而避免了接力器爬行，影响机组稳定运行。 手动正常停机是通过现地手动或远方操作开度控制开关来实现的。5.3 手动/自动运行状态切换 机组运行状态的切换是通过手动或自动改变手自动切换阀的工作位置实现的。但是切换时必须满足相应的条件：5.4.1 手动切自动 为避免不必要的振动或冲击，此步操作最好在现地进行。 当准备将调速器的运行状态由手动切换为自动时，应首先观察电气装置输入伺服比例阀的电流信号（电流平衡表指示）是否为零，不为零则须调整功率给定值或导叶开度值，使电流为零，然后操作

16、手自动切换开关至的自动位，使手自动切换电磁阀的电磁线圈激磁而工作在自动位，调速器就完全处于自动运行状态，控制机组自动运行。5.4.2 自动切手动由于本公司独创的液压手动控制在机组自动运行时，能够准确地跟踪接力器的实际运行位置（开度），当电气装置不能正常自动调节时，液压随动系统接受故障信号可自动无扰地切换到手动运行状态；在自动运行状态下（电气装置能正常工作），也可人为电动或手动切换到手动运行状态，此时，伺服比例阀虽然仍接受电气输入，但不起控制作用，调速器完全处于手动运行状态。5.5 停机正常停机将在伺服比例阀接到来自电气调节器的关机信号后，以正常的速度将导叶开度关至零。当机组出现故障，自动保护系

17、统发出故障停机指令，紧急停机电磁阀停机侧电磁铁得电激磁，其阀芯动作到停机位，经过该阀的压力油控制液控换向阀换向，将辅助接力器控制腔与回油接通，在压力油作用下，辅接带动主阀活塞快速向下移动，将主接接力器关闭腔经主阀与压力油相通，开启腔经主阀与回油相通，主接力器操作导叶快速关闭，完成紧急停机控制。保护机组，避免事故扩大的目的。手动正常停机是在手动运行情况，通过现地手动或远方电动操作手动操作电磁阀来实现的。手动紧急停机可手动操作紧急停机电磁阀的应急按钮实现。紧急停机的直线关闭时间和开启时间由主配压阀上的限位螺母及专用螺母相配合进行调整。6 安装、使用和维护调速器安装调试应遵照“调速器安装、调试说明书

18、”有关条款进行。6.1 安装6.1.1 调速器安装 该调速器主配压阀的主油管：压力油管、至接力器开启和关闭腔油管，以及回油管的方位、尺寸等，均是按原调速器设计制造。为使位置不变，安装时应首先按基础架开孔图（3K3904）在原基础架上进行开孔。开孔时应尽量减少其变形，基础架上表面应保持平整。开孔后应打磨开孔边缘。调速器就位时，应按原管路位置对主阀的四根主油管。6.1.2 回复机构（该装置仅与机械手动配合使用）安装 在调速器安装时，由于回复机构安装的质量将直接影响到调速器手动控制运行的性能，因此，回复机构的安装调试十分重要。调速器就位后，由小锤从液控阀下端的中心垂下，并考虑所用钢丝绳的直径，确定回

19、复机构槽轮的安装位置，保证钢丝绳对液控阀活塞的作用力始终垂直向下；再根据接力器的回复钢丝绳方向确定回复机构的安装方向。钢丝绳与槽轮及回复轮的连接应保证接力器从全关到全开的全过程中，钢丝绳始终紧贴与轮子的槽底部，并与之相切。钢丝绳为多股较细的钢丝绞合而成，绞合的松紧、质量，将影响其在拉应力作用下的延伸率，也就是说，钢丝绳实际上具有拉伸弹簧的特性，越长弹性越大。另外，钢丝绳拐弯太多，会因拐弯处与滑轮的摩擦增加阻力，影响回复精度。这二者都会降低调速器手动控制的性能。回复机构调整好后，应及时将其固定，以防位置变动。6.1.3 配管调速系统中使用的各油气管路在成型焊接后，必须将其内部清理干净。不得残留氧

20、化皮、焊碴等任何赃污物质。调速器下部有：主压力油管、至接力器开启和关闭腔的控制油管、回油管、控制压力油管、控制回油管、控制阀块组的漏油管、液控阀渗漏油管等管路（参见“调速器安装图”）。四根主油管的内径应与主阀出口法兰的口径一致，控制回路压力油及回油管径仍不小于底板上的接口法兰尺寸。压力油来自压油罐，回油均通过管路排回回油箱。液控阀下法兰上的渗漏油与底板上的渗漏油汇集到一起后排到漏油箱。为保证漏油管通畅，从底板下接出的管路须经变径后采用管径不小于Dn32以上的管路。在管路的铺设中，尽量减少弯道，水平段管路应水平，不得出现前低后高的情况。在难以保证水平的情况，宁可使前端高后端低。进入主阀和控制阀块

21、的压力油，可分别从压力油罐引入，在两油管上分别装设法门；也可从到调速器的压力油总管上分管引入，此时只在总管上装设法门。6.1.4 主接力器传感器安装为使接力器位置能准确地反馈到调节系统，提高调节性能和准确性，接力器位移传感器应直接安装在接力器上。由于接力器与控制环联结的活塞杆有直动和摆动两种结构，其位移传感器的安装必须注意：传感器的固定部分应与机坑或接力器缸体固定在一起，不得松动；而传感器的运动部件须与接力器活塞上的直动部件一起运动。当活塞杆为摆动式时，传感器的运动部件须安装在其活塞杆套上。安装传感器时须保证传感器与接力器活塞的运动轴线平行。系统具备条件后，还应将接力器缓慢从全关到全开，再从全

22、开到全关操作，观察传感器运动部件，与固定部件应不发生摩擦、磕碰，否则应对其进行调整。6.2 使用 调速器安装、配管及对外连接完毕，就可以进行该装置的调整试验及使用。6.2.1 加油 液压系统必须借助于油液才能正常工作。本系统适用GB11120所规定的L-TSA46或黏度与之相近的气轮机油。用油必须洁净，应定期化验油质，保证用油质量。给系统注入新油时，一定要经过过滤，其过滤精度以小于40为宜。根据电厂使用实际情况，定期检查，当滤油器压差发讯装置发出报警信号时，一定要及时切换滤油器的工作位置，并更换退出工作一侧的滤芯，为下一次切换工作作好准备。6.2.2 供油 本装置设计上已将主阀到接力器的操作油

23、与伺服比例阀等控制阀的控制用油分隔开来，分别从柜外向主阀和控制阀块引入压力油。如果操作和控制压力油管均装有法门，每次通油时，应首先缓慢开启压力油箱到调速器控制阀块压力管道上的阀门，待压力油进入系统并达到额定值后，再将此阀开到全开。然后以同样的方法打开到主阀的操作油阀门。首次通油或检修后通油时，调速系统的管路中存在许多空气，而由于空气具有压缩性，在管路或元件中形成气体弹簧，运行中将造成系统振荡，为了避免系统振荡及消除管路系统中的空气，通油时须缓慢打开阀门，通油后首先应手动或电手动操作接力器从全关到全开，再从全开到全关，并反复进行数次，为正式运行作好准备。机组正常停机后，为实现快速开机，处于备用状

24、态的机组最好不关闭进入调速器的压力油。如果需长时间停机而切断系统油源，须在接力器全关，机组完全停止后，首先关闭进入主阀的操作油，再关闭进入控制阀块的压力油。6.2.3 运行正常情况下，调速器均应处于自动状态运行。开机之前，只需将手自动切换开关置于自动运行位置，一切控制均通过电气调节器完成。手动运行时，对导叶接力器的开度控制须直接操作该系统的手动控制阀。直流电源正常，操作者可通过柜体正面的“手动操作”开关，按其上的指示操作“开”、“关”导叶开度。也可以打开柜门，操作控制阀块上部的操纵杆。开关是弹簧复位的，操作结束后开关会自动回到中位，手动控制电磁阀具有弹簧回中功能，电磁铁断电失磁后，其阀芯自动回

25、中，完成一次操作。手动操作操纵杆时，有时可能因操纵机构存在摩擦而使操纵杆不能及时完全回中，因此，每次手动操作结束后应注意将操纵杆复中，即操纵杆于垂直位置。7 维护本装置为全液压集成式伺服比例系统，整个装置为阀块式结构，各液压元件均设置在阀块上，阀块内部油道尺寸较大，只要正常运行，不遭遇特殊情况，本装置基本是勉维护的。7.1 日常维护本装置虽然设置有柜体，单其与外界并未完全隔离，随着时间推移，柜内难免会集上灰尘，因此日常维护中应注意清扫柜内灰尘，以避免灰尘与渗漏油混合形成油腻，淤塞底板上的渗漏油孔。机组每运行一段时间，尤其是新投运或大修后投运一段时间后，应检查端子、元件等的固定螺钉，以防松动而接

26、触不良，影响机组安全运行。7.2 滤油器的使用维护本装置中使用的是可在线切换的双筒滤油器，该滤油器由切换阀、压差发讯器、压力平衡阀、双滤筒及滤芯等组成，如图1所示。滤油器通油之前，其切换阀手柄应处于水平位置，并将手柄上的定位销插入阀体上的定位孔，以防止切换不到位影响滤油器的通流能力。切换受柄端部的箭头方向所指的滤筒为工作滤筒。在滤油器工作过程中，油液中的杂质、污物将被滤芯过滤掉，使清洁油液进入控制系统。随着时间的推移，滤芯上集的污物逐渐增加，使其前后产生压力差，当压力差达到其压差发讯器的整定值时，将发出指示信号，维护人员需前往切换滤油器工作位置，并更换已污损的滤芯。该滤油器为可在线切换型，因此

27、，在工作位置切换和更换滤芯均可在机组运行情况下进行。滤油器切换及滤芯更换方法步骤如下：（1） 打开压力平衡阀，使切换阀受力平衡；（2） 拔起切换手柄上的定位销；（3） 转动手柄180°，插入定位销；（4） 关闭压力平衡阀，切换完成。（5） 旋开需更换滤芯一侧滤筒上的螺塞；（6） 旋开滤筒；（7） 更换滤芯；（8） 装上滤筒；（9） 打开平衡阀向滤筒充油排气；（10） 当顶部溢油时关闭平衡阀，旋紧滤筒顶部螺塞；（11） 打扫更换滤芯时溢出的油液。 完成滤芯更换，为机组的安全运行及下次更换做好准备。图1 滤油器示意图7.3 集成阀块及其元件维护集成阀块上几乎集中了调速器液压随动系统的所有液压元件，其工作状态直接影响整个调速器的工作状态，因此，对该阀块的维护，是调速器维护的关键之一。集成阀块上阀块与阀块之间、阀元件与阀块之间均采用O形密封圈密封，以保证密封可靠。但是，老化发硬或有缺陷的O形圈是起不到密封作用的。因此，无论何时，任一阀块或元件拆卸后，重新安装之前，必须检查O形圈是否已经老化发硬、是否完好，否则应更换。正确使用O形密封圈规格，是可靠密封的前提，装配时应认真核对每一密封点密封圈规格是否正确。装配时必须确保密封圈完全放入其沟槽。如果密封圈沟槽