505 汽轮机调速系统说明书引言
505 是以微处理器为基础的调速器，适用于单执行机构或双执行机
构的汽轮机控制。调速器采用菜单驱动软件以引导现场工程是根据具体的发电机或机械驱动应用要求对调速器进行组态编程。本说明书包括调速器的工作原理、系统构成、面板操作。
一、工作原理及系统介绍
505 电子调节器比一般的液压系统控制精度高，自动化水平大大提高，热电负荷自整性也高。它能实现升降速（手动或自动）、配合电气并网、负荷控制（法为控制或功频控制）、抽汽热负荷控制及其它辅助控制，并可与DCS 通讯，控制参数在线调整和超速保护功能等，能使汽轮机适应各种工况并长期安全运行。
基本原理
并网前在升速过程中，转速闭环为无差控制，控制器将测量的机组实际和给定转速的偏差信号经软件分析处理及PID 运算后输出标准电流信号给电液转换器，电液转换器接受调解其输出的标准电流信号，输出与输入电流信号相对应的调节信号油压；调节信号油压经液压伺服机构放大，控制油动机活塞运动，通过调节杠杆，改变调速汽门的开度，调节汽轮机高压段、低压段的进汽量，从而减少转速偏差，达到转速无差控制。当转速达到3000 转/ 分，机组可根据需要定速运行。此时505 可接受自动准同期装置发出的或运行人员受冻发出
的操作指令，调整机组实现同步，以便并网。机组并网后，如果采用功率闭环控制，可根据需要决定505 使机组立即带上初负荷，实测机组功率和机组转速作为反馈信号，转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正；功率给定于功率反馈比较后，经PID 运算和功率放大后，通过电液转换器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号，对机组实现无差调节。若功率不反馈，则以阀位控制式运行，即通过转速设定，开大调节汽门，增加进汽量达到增加负荷的目的。在甩负荷时，505 自动将负荷调节切换为转速调节式。机组容量较小时时建议可不采用功率闭环控制。在机组带上一定电负荷后，可根据需要带热负荷，投入抽汽控制。505 控制器根据机组工况图对机组电负荷及抽汽压力进行自动控制。
系统构成
505 是基于32 位微处理器的数字控制器。它集现场组态控制和操作盘于一体。操作盘包括一个两行（24 个字符）显示、一个有30 个操作键的操作面板。操作盘用来组态505、在线调整参数和操作
汽轮机的起停及运行。通过操作面板上的两行液晶屏客观差控制参数的实际值和给定值。
控制回路
505 控制器拥有三个独立的控制器通道：转速/负荷控制PID 回路、辅助控制PID 回路、抽汽控制PID 回路。前两者通过低选输出，另外有一个PID 控制回路可串接在转速控制回路，用于串级控
制。其通讯接口有三种：RS232、RS485、辅助接点输入输出。控制器有三种操作模式：程序模式、运行模式和服务模式。组态控制器，只能以适合具体的控制要求，程序模式一旦组态后不得改动。除非需要改变控制功能是可在停机状态进入程序模式进行组态。运行模式主要用于操作汽轮机启动、正常运行、停机。程序模式在运行状态下可以修改运行参数，根据具体的汽轮机控制需要通过编程组态作用于相应的系统。
输入输出
505 系统控制器有两个控制回路可输出4~20mA 标准电流信号，负载能力为360 欧姆，同时可以家振颤电流0~10mA ；控制器有两个转速传感器输入，其信号输入为高选。
模拟量输入为4~20mA ，有六个通道用于组态编程具体应用，输入阻抗为200 欧姆，可用于功率和主汽压力输入。由于只有一个通道是隔离的，当使用多于两个通道输入信号时，需要考虑信号隔离问题。
模拟量输出为4~20mA, 有六个通道可供用户使用，负载能力为600 欧姆，可用于输出某一变量，例如转速、功率等。
接点输入为干接点，共有20 个，其中包括启动、停机（机组正常运行状态要求常闭）、外部复位（闭合短脉冲信号）、转速升高（闭合短脉冲信号）、转速降低（闭合短脉冲信号）。其余接点可组态使用，用于并网运行的汽轮发电机组必须组态两个用于发电机出口油开
关触点以及并大网油开关触点，这两个触点直接由油开关辅助接点引出（机组并网信号正常要求常闭）。另外也可组态外部停机（闭合短脉冲信号）、投入/解除抽汽控制（投入是为常闭，解除视为常开）、外部运行（闭合短脉冲信号）、抽汽升高（闭合短脉冲信号）、抽汽降低（闭合短脉冲信号）。
继电器输出容量为28VDC1A，共有八个继电器，其中两个用于指定为停机及报警，停机继电器正常运行时带电，停机时不带电。另外抽汽机组可组态抽汽投入状态继电器，其余继电器可组态所需功能，同样也可组态停机。
控制系统输入测量元件
主要有测速、测功及测压元件。测速元件可以采用磁电式或电涡流式测速探头。本系统采用磁电式传感器。磁电式传感器装永久磁钢，在其端面磁头处形成磁场，一旦该处磁阻发生变化，传感器部线圈能感应出相应的交流电压信号。在旋转体上安装导磁体发讯齿轮，齿轮模数大于2。传感器可安装在径向。传感器端面距齿轮顶端1 毫米，距离较小则感应出较大的输出信号。传感器输出为双绞屏蔽线，其屏蔽线与双绞线中任一根
相并联后再连接至505 转速测量通道“- ”端
测压元件采用常规电容式两线制压力变送器。压力变送器供电可以外部共点火控制器本身供电。由于505 控制器的模拟量输入通道只有一路是隔离的，当压力输入采用不隔离通道时，必须考虑输入隔离问
题，否则必须采用505 本身供电（通过505 部跳线）。建议采用外部供电式。
测功元件采用发电机功率变送器。
系统介绍
汽轮机采用有数字电液控制系统组成的控制式，并网前对汽轮机进行转速控制，在并网后对汽轮机进行负荷控制，并能在下列任一种机组运行式下安全经济运行：抽凝工况、抽汽工况。
505 系统的基本自动控制功能是汽轮机的转速控制和负荷（热电负荷）控制功能。负荷控制是通过改变转速设定来完成的。同时它也具有其他辅助功能。
1启动升速及转速控制和保护
可以选择自动、半自动、手动三种启动式之一，这三种式的切换只有在停机后在控制器程序组态中改变来实现，本系统一般采用前两种式。
在505 控制下可进行电超速保护试验、机械超速保护试验。具有超速保护（109%）功能。
2同步及自动初负荷控制
机组定速后，可由运行人员通过手动或“自动准同期”装置发出的转速增减信号调整机组转速以便并网。机组并网后，505 厘及自动使机组带上一定的初负荷以防止机组逆功率运行，当不采用功频控制时
控制器将不设初负荷。
3负荷控制及甩负荷
505 系统能在汽轮发电机并入电网后可根据运行情况或电厂运行规程，运行人员通过操作控制其转速给定值控制汽轮发电机从带初负荷直到带满负荷，并应能根据电网要求参与一次调频。系统具有开环和闭环两种控制式去改变或维持其轮发电机的负荷。开环控制根据转速给定值及频差信号确定阀门的开度指令。该种式即阀位控制式。
闭环控制则以七轮发电机的实发功率作为反馈信号进行负荷自动调节。该种式即为功频控制式。
负荷控制可以通过在并网后增加或减少转速设定值来实现。抽汽控制可自动或手动投入。在自动投入情况下，在抽汽菜单显示时操作投入。然后通过增加或减少抽汽压力设定值即可增减抽汽负荷。投入抽汽控制时控制器将对机组热电负荷进行自整控制。
当机组甩负荷时，控制器自动切换到转速控制式并切除功率和抽汽控制，维持汽轮机转速在同步转速（2950 转/分）下空转，以便汽机能迅速重新并网。
4操作及通讯
所有控制指令可以通过控制器本身键盘、触点、遥控或通讯式发出。控制器配备有RS232、RS422、RS485 三种通讯接口供用户选择与DCS通讯。通讯协议采用MODBUS 协议。例如转速设定升降可以通过505 操作面板ADJ键调节，也可以通过505 外部转速升
降触点控制。
硬接线开关量采用干接点，模拟量采用4~20mA. 所有控制指令可以通过控制器本身键盘、遥控或通讯式输入。
二、汽轮机的启动
1执行器的标定
在汽轮机第一次运行欠或可能影响执行机构或阀门维修后应按照下述步骤进行阀门的标定以确保调速器的标定与汽轮机调速汽门一致。步骤如下：
1在标定过程中，紧急停机触点输入必须闭合或跨接。
2执行系统RESET指令。（按“RESET”键）
3按调速器面板上的“Emergency Shutdown （紧急停机）”按钮。
4按“ACT ”键，然后按下翻键直到出现“Stroke Actuatou dsbled,Steam Must be off ”（确认主汽门已经切断了汽轮机的汽源）
5按“YES”键（屏幕显示“Stroke to Min-Enabled ，Mincurr Adjust *20.000”）
6按“YES”键进入该式或下翻键头转入所需的式。
6．a Stroke to Min-Enabled,Min curr Adjust *xxx.xx 按“YES” 键迫使执行机构输出至下限值或零位。
6．b Stroke to Max-Enabled,Max curr Adjust *xxx.xx 按
“YES” 键迫使执行机构输出至之上限值。岸上生活下降键来改变100%执行机构行程市的电流值。
6．c Manually Adjust-Enabled,Stroke Value xxx.xx 在该显示屏幕下按上升、下降键将以5%/秒的速率在0~100%之间改变阀门的输出电流。
7当标定结束时，505 所显示的0~100%阀门位置必须等于0~100% 实际阀门行程。
8按两次CLEAR键来保存更改值并退出标定式。
2汽轮机的启动式
505 有三种可供选择的汽轮机启动式：手动、半自动、全自动。这
三种启动式在程序模式下选择，更改启动式只能在停机后进入程序模式才能进行。
三种启动式的操作分别介绍如下：
1手动启动式当组态了手动启动式时，采用下列启动操作程序：
1、确认汽轮机已进入准启动阶段。（启动前的准备参考“安装使用说明书”）
2、发一复位“RESET”指令（使所有报警和停机状态复位）。
3、关闭电动隔离门及其旁通阀门，然后全开主汽门。
4、发出运行“RUN”指令。
*这时，调速器将以“阀位限制器速率（Valve Limiter RATE）”
开启调节阀至其最大位置。
*转速给定值以“至最低转速速率（Rate To Min Rate）”从零变化
至最低控制转速。
5、以可控速率开启主汽门前旁通阀门。
*当汽轮机转速升高至最低控制转速时，调速器的转速PID 通过控制调节阀的开度来控制汽轮机的转速。
6、将电动隔离门开启至100%开度。*转速维持在最低控制转速下直到运行人员进行操作。如果组态了“顺序自动启动”则就由顺序自动启动程序开始控制。
2半自动启动式当组态了半自动启动式时，采用下列启动操作程序：1、确认汽轮机已进入准启动阶段。（启动前的准备参考“安装使用说明书”）
2、发一复位“RESET”指令（使所有报警和停机状态复位）。
3、打开主汽门（确认汽轮机没有加速）。
4、发“RUN”指令。
*此时，转速给定值以“至最低转速速率（Rate To Min Rate）”从
零变化至最低控制转速给定值。
5、以控制的速率提升调速器的阀位限制器
*当汽轮机转速升高至最低控制转速时，调速器的转速PID 通过控制调节阀的开度来控制汽轮机的转速。
6、将阀位限制器提升至100%开度。
*转速维持在最低控制转速下直到操作人员进行操作。如果组态了“顺序自动启动”，则就由顺序自动启动程序开始控制。
3自动启动式
当组态了自动启动式时，采用下列启动操作程序：
1、确认汽轮机已进入准启动阶段。（启动前的准备参考“安装使用说明书”）
2、发一复位“RESET”指令（使所有报警和停机状态复位）。
3、打开主汽门（确认汽轮机没有加速）。
4、发“RUN”指令。
* 调速器将以“阀位限制器速率”开启调节阀至最大位置。
*转速给定值以“至最低转速速率”升高至最低控制转速。
*当汽轮机转速升高且与转速给定值一致时，调速器的转速PID 通过控制调节阀的开度来控制汽轮机的转速。
*转速维持在最低控制转速下直到运行人员操作或最低控制转速延时完成后转速开始根据新的转速设定值进行变化。
3顺序自动启动
该功能不同于“自动启动式（AUTOMA TIC START MODE）”，顺序自动
启动能够与三种启动式中的任一种一起使用
采用这一功能，发出“RUN”指令后，顺序自动启动程序就将转速给定值升至低暖机砖宿设定值，并在该社定值下保持一段时间。再将转速给定值升至高暖机转速设定值，同样在该社定值下保持一段时间。然后将转速给定值升值额定转速设定值。热态启动和冷态启动的所有
升速率和保持时间都是可编程的。利用跳闸后的停机时间计时器来确定热态启动和冷态启动的不同控制。当执行停机指令且汽轮机转速降至低于低暖机转速设定值时开始计时。采用顺序自动启动程序，如果在发出“RUN”指令时，系统的停机时间处于所设定的“热态启动”和“冷态启动”时间之间调，速器将在热态启动和冷态启动参数之间进行插计算以确定启动升速率和保持时间。随时都能从键盘、触点输入或通过Modbus 暂停顺序自动启动程序。可以通过暂停指令，转速给定值升降指令来暂停执行顺序自动启动程序，也可以从键盘或Modbus 通讯直接输入转速给定值来暂停执行顺序自动启动程序。三个指令源中任意一个最后发出的指令将决定程序的运行式。不过，停机状态将使该功能退出执行，只有在执行启动后才能要求重新投入该功能。
4转速PID 运行式
转速PID 根据组态和系统条件，按下列式之一运行：
1、转速控制；
2、频率控制；
3、机组负荷控制
当组态为非发电机应用时，转速PID 始终以转速控制式运行，而当组态为发电机应用时，发电机和电网断路器的状态决定了转速PID 的运行式。
1）转速控制
发电机断路器触点断开时，转速PID 以转速控制式运行，转速PID 将汽轮机控制在恒定的转速或频率下而与其实际负荷无关。
2）频率控制
发电机断路器触点闭合而电网断路器触点断开时，转速PID 以频率
控制式运行，机组将运行于恒定转速或频率下而与其实际负荷无关。当断路器的状态使转速PID 切换到频率控制时，转速给定值立即阶
跃变化至选择频率控制前最后一次检测到的转速。如果最后一次检测到的转速不同于额定转速给定值，转速给定值将以1 转/ 秒的缺省速率变化至额定转速给定值。
3）机组负荷控制
当发电机和电网断路器都闭合时，转速PID 以机组负荷控制式运行。在电网中并列运行时，给定值高于额定转速就能使负荷从0 增加到100%。机组的赴转换为额定转速的百分比。
不等率% X 发电机负荷X 额定转速= 给定值变化
例如：5%X100%X3000=150
这说明：当机组在电网中并列运行时，转速给定值能从3000 转/ 分调整至3150 转/份使机组负荷从0 增加到100%。
5超速试验
当机组不论按哪种式启动，并按事先组态好的顺序自动启动程序稳定在额定转速时，就可以进行汽轮机的超速试验。超速试验的步骤如
下：
1、将转速给定值提升至调速器上限转速设定值；
2、为了记录本次超速试验室所达到的最高转速值，必要的话，请清除掉“Highest Speed Reached”值。清除时按OSPD(OVERSPEED 键) ，下翻至显示屏2，按YES键。注意：改制也能在控制
( CONT)键下清除或读出。
3、试验时同时按OSPD 键和Adjust UP 键提升转速给定值。转速给定值升高至高于调速器上限转速设定值时，OSPD 键中的投入超速试验LED灯将亮起。如果此时释放OSPD 键，转速给定值将返回到调速器上限转速设定值。
4、以但汽轮机转速达到调速器的部OVER SPEED TRIP LEVEL设
定值，OSPD的LED就闪烁且屏幕闪烁显示“Speed>Trip ”信息。
5、如果在超速试验LED闪烁时释放OSPD 键，机组将因超速而跳闸。
6、如果进行机械超速试验，则不要释放OSPD 键且继续调整转速给定值就能使其达到超速试验极限值，超速试验LED 将以较快的频率闪烁，表示已达到最大转速给定值，机组应由外部跳闸装置跳闸。
6机组带电负荷
505 接收到发电机断路器触点和电网断路器触点闭合信号后即可带
电负荷。此时调整转速设定点值，如果转速不等率设置为5%，那么，当转速设定点值从3000 转/ 份上升至3150 转/分时，机组
就能从0 带满100%电负荷。加负荷控制见《安装使用说明书》加负荷曲线。
7机组带抽汽、带热负荷（如果使用505E 调速器）
投入抽汽的条件是：
（1）抽汽信号没有失效；
（2）机组带伤25%额定电负荷；
（3）发电机断路器触点闭合；（如果组态）
（4）电网断路器触点闭合。（如果组态）可以采用手动和自动两种式投入/ 切除抽汽控制。手动投入抽汽控制时，慢慢降低低压阀位限制器，直到低压阀位限制起到它的最小开度位置，抽汽PID 开始工作，此时抽汽控制就投上了。手动切除抽汽控制时，慢慢升高低压阀位限制器，直到低压阀位限制起到它的最大开度位置，抽汽PID 停止工作，此时抽汽控制就切除了。当505 接收到一个投入/切除指令时，505 就自动降低/ 升高低压阀位限制器开度位置，来投入/ 切除抽汽控制。
3．8 停机可以通过“CONT”键控制机组自动停机。也能采用手动式，按一定的速率降负荷，负荷减到0，得到解列信号后，打闸关闭主汽门和调
速汽门三、调速器的安装
1安装
调速器的安装必须留有足够的接线空间，面板上的8 个螺钉保证了
调速器的牢固安装，其重约4 千克，允在-25 摄氏度到65 摄氏度的环境温度中运行。
2电气连接
电气连接参考本公司提供的《电气原理图》。由于电磁干扰的原因，建议小电流接线（端子52 到121）与大电流端子（端子1 到51）分开布线。
505 调速器要求电源要有一定的输出电压和电流的能力。在大多数
情况下，这个功率额定值由伏安（VA）来表示。电源的额定功率应大于或等于调速器的额定功率。下面为调速器不同电源的额定功率值及熔断器规格：
18~32VDC（6.25A 置熔断器，77VA 最大）
88~132VAC@47~63Hz 获90~150VDC （2.5A 置熔断器，143VA 最大）
~264VAC@47~63Hz （1.5A 置熔断器，180VA 最大）
3屏蔽接地
在接线端子块上，每个转速传感器输入、执行机构输出、模拟输入、模拟输出和通讯接口都分别有一个独立的屏蔽接线端。所有这些输入都应该采用双股绞合屏蔽线。继电器输出、触点输入和电源接线通常不要求屏蔽，但如果需要也可以屏蔽。
四、调速器的组态编程
调速器在上电后自动进入自检状态，包括自身硬件检查和组态检
查。一旦组态检查完毕且汽轮机处于停机状态，就可以进入调速器的编程式进行组态。按PRGM 键，输入口令1113 ，然后按ENTER 键，显示器上将出现SHUTDOWN CONTROL Y/N 的提示。如果按YES 键，调速器将触发停机并可进入编程式。如果按NO 键，调速器将
返回到选择式屏幕且不进入编程式。
一旦组态完毕后，要退出编程式应按两次CLEAR 键，这样就使调
速器保存所组态的容并启动组态检查程序。如果变成组态没有出错，调速器将显示“Controlling Parameter/Press Run or Program ”;如果出错，将显示“Config ERROR—Press PRGM”以及所发现的组态错误。
调速器在出厂前已经针对具体的运用进行了组态，用户必须按《电气原理图》接线，否则要进入编程式进行组态修改。
五、操作说明
1SPEED转速监视屏幕
2LMTR 阀位限制器屏幕
3ACTR 执行机构屏幕
4CONT 控制参数屏幕
5DYN 动态参数屏幕
6AUX 辅助控制屏幕
7远程转速给定值
8KW 机组负荷监视屏幕
9报警
10跳闸
11转速串级和辅助动态参数调整
505E调试
1.505E 组态；
2.SPC阀位控制器组态（部参数预设置）；
3.固定LVDT 传感器，正好露出第一根线痕；
4.在505E设置阀位，量SPC的37、38号端子的电流
（4~20mA ）；
5.拔掉电液转换器的信号线，启动高压油泵和电控油泵，轻敲错油门杠杆，应不会上下活动（否则将控制不住调门，应更换电液转换器）；
6.机械找中：调节电液转换器下部的螺帽，使其上面两个螺帽并紧，消除间隙，且杠杆应在水平位置；
7.如下图：松开错油门上的螺帽5，调节4，使错油门活塞6 上升或
下降，当调门正好缓慢往下移动为宜，夹住6 和4，使5、6 并紧，调节1和2，使3能够用力转动为宜；
8.标定：启动高压油泵，停止电控油泵，在就地用力拉错油门杠杆，利用软件调整阀位的零点和满度；如拉不动，可能是有事故油压存在，须让汽机运行的复位；9.插上电液转换器的信号线，启动高压油泵和电控油泵开始拉阀，
在505E 设置阀位，观察高、低调门的实际开度；
10.拉阀操作：“RESET”——R“UN”——L“MTR（6）”=显示“@HP Lmt Setpt xxx%”——“ENTER”——x“”——E“NTER”；“菱形键=”显示“@Lp Lmt Setpt xxx%”；
11.修正阀位零点和满度：505E 打闸——“ACT”——“菱形键=”显示“Steam Must Be off!!! ”——Y“ES”= 显示“Min Curr Adjust * x.xxx”——“菱形键=”显示“Max. Curr Adjust * x.xxx”,分别可用“ADJ”键增减修
正505E 输出电流去SPC 的4~20mA;
12.用信号发生器输入3000HZ频率作为转速接入和4~20mA 的信号作为抽汽压力的反馈，在505E 上加、减转速，高调门应会相应的开大或关小；在505E 上设置抽汽压力给定值，低调门应会相应动作；
13.让电气运行合上发电机出口断路器，按“ DYN”键505E 上显示的offline 应会变为online ，电气同期增或减，505E 上的转速设定值应会增或减。