水轮机微机调速器
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水轮机调速器结构及工作原理水轮机调速器是水轮机系统中的重要设备,其主要功能是控制水轮机的转速,以满足不同负载工况下的运行要求。
本文将从结构和工作原理两个方面介绍水轮机调速器的基本知识。
一、水轮机调速器的结构水轮机调速器一般由调速机构、液压控制系统和电气控制系统三部分组成。
1. 调速机构调速机构是水轮机调速器的核心部分,它通过改变水轮机的导叶开度来调节水轮机的转速。
调速机构主要由调节器、传动装置和导叶机构组成。
调节器是水轮机调速器的关键部件,它通过接收输入信号,控制传动装置的运动,从而改变导叶的开度。
常见的调节器有液压调节器和电动调节器两种。
传动装置是将调节器的运动转化为导叶运动的装置,常见的传动装置有丝杠传动和液压传动两种。
导叶机构是通过传动装置将调节器的运动传递给导叶,改变导叶的开度。
导叶机构主要由导叶轴、导叶臂和导叶组成。
2. 液压控制系统液压控制系统是水轮机调速器的控制部分,它通过控制液压元件的工作状态,实现对调速机构的控制。
液压控制系统一般由液压泵站、液压缸和液压阀组成。
液压泵站负责提供液压能源,液压缸负责执行调速机构的运动,液压阀负责控制液压缸的工作状态。
3. 电气控制系统电气控制系统是水轮机调速器的辅助部分,它通过控制电气元件的工作状态,实现对液压控制系统的控制。
电气控制系统一般由控制柜、传感器和执行器组成。
控制柜负责接收输入信号和控制输出信号,传感器负责感知水轮机的运行状态,执行器负责执行控制柜的输出信号。
二、水轮机调速器的工作原理水轮机调速器的工作原理主要是通过调节水轮机的导叶开度来改变水轮机的转速。
当负载增加时,调速器接收到输入信号后,调节器会发出相应的指令,通过传动装置将运动转化为导叶的运动,导叶的开度逐渐增大。
导叶开度增大会减小水轮机叶片与水流的夹角,使水轮机的输出功率增加,从而使转速稳定在设定值附近。
当负载减小时,调速器接收到输入信号后,调节器会发出相应的指令,通过传动装置将运动转化为导叶的运动,导叶的开度逐渐减小。
所谓常见故障是指调速器投运前或大修后经过调整、试验合格,能投入正常运行,在以后的正常运行中,由于调速器部件产品质量问题,机构松脱变位、机械杂质堵塞、参数设置改变等原因引起的故障。
为帮助运行人员迅速判断故障原因和故障部位及时排除故障,本节列举了可编程调速器运行时可能发生的故障及处理措施.(一)开机、并网及空载运行时常见故障1.上电后出现电气故障无法开机该故障的可能原因有:(1)可编程控制器的运行开关未置于“RUN”位置,“RUN”灯未亮,可编程没有投入运行,可能导致电气故障灯亮。
(2)可编程控制器故障,此时可编程故障灯亮。
导致可编程控制器故障有多种原因,主要的有模块故障,程序运行超时,状态RAM故障,时钟故障等.此时应先切手动,暂停运行,过一会儿再重新启动,一般即可恢复正常。
如果是常驻性故障,应检查相关模块运行指示灯是否正常,对不正常的模块应进行更换。
(3)“电气故障”继电器接点粘连或继电器损坏。
此时可检查可编程控制器“电气故障”端子是否有“电气故障"的信号输出(即观察可编程对应输出端口指示灯是否亮)即可判断是否继电器的问题.(4)测频故障导致“电气故障”灯亮,观察显示屏是否显示“机频故障".2.手动开机并网,切至自动后导叶全关(1)水机自动屏/LCU的停机令未复归。
(2)电气部分连线接触不良、元件损坏。
如PLC的调节输出电压未送至综合放大板,功率管损坏短路,或调节阀的线圈与控制信号线接触不良等。
(3)若调节器输出有开机信号,则可能是电液转换部件卡在关机侧,清除电液转换部件故障.3.发开机令后调速器不响应(1)调速器没有切为自动状态。
手动状态时,切除了电气部分对机械部分的控制,上位机指令不起作用。
(2)紧急停机电磁阀没有复归.由于采用具有定位功能的两位置电磁换向阀,紧急停机信号解除后,电磁换向阀保持在原紧停位置,必须在复位线圈通电后,紧急停机功能才能解除。
(3)水机自动屏/LCU的停机令未复归。
解析水轮机微机调速器控制原理调试及故障处理【摘要】水轮机调速器分为以下几种类型:机械和电气液压型采用的是PID 控制方式,但是常规的PID控制难以支持大型水轮机和电网机组调节系统的控制要求,现在所采用的一般是变参数PID、自适应控制盒模糊控制等高级且复杂的控制方法,通过计算机完成水轮机调节系统的控制。
因此对水轮机的微机调速器的控制策略分析,水轮机调节系统是一个具有非线性和变形的系统。
【关键词】水轮机;微机调速器;智能控制1、水轮机调节系统组成水轮机调节系统主要是由调速器和被控对象组成。
水轮机的调速器主要的作用是运用电力系统的负荷变化来调节导叶的开度,从而使水轮机调整发电机的功率输出,并使发电机组的转速维持在规定的调节范围之内。
水轮机的被控对象是由水轮机系统(包括水力系统,如调压井和压引水道等)和发电机系统(包括电气、电压和机械惯性调节三部分)组成。
水轮机的控制系统是一个复杂系统,是集水力、机械和电气一体化系统。
在实际应用中,建立系统化的数学模型需要忽略一些不必要的参数。
2、微机调速器控制结构机械液压型调速器、电气液压型调速器和微机调速器是调速器发展的3个阶段。
随着计算机技术的快速发展,水轮机微机调速器的发展应用也在不断进步。
数字化PID技术可以应用计算机技术进行精度高,运算速度快的测频效,而且具有可靠性高的特点,可以它的控制方式可以由软件编程控制,具有灵活多变的效果,容易对各种结构的控制参数进行调节,方便实现更复杂更高级的控制算法的应用与调节。
计算机的技术的不断推进也对微机调速器的发展起到了推动作用,先后也经历了以下的几种类型:(1)最早的单板机和单片机8位数据传输调节,当时的运算速度还是比较慢。
(2)STD总线工业控制机。
(3)可编程控制器,现在工业应用很广泛,而且相应的技术也比较成熟。
(4)工业PC机。
(5)可编计算机控制器(PCC)。
现在工业中主流的调速器产品就是以PLC为控制器,由PLC图形化编程和数学算法一起实现的,但是面对现代工业发展的情况来看,它的运算速度等一系列的方式都远不及PC机。
水轮机调速器引言水轮机调速器是一种用于调节水轮机转速的装置。
水轮机是一种将水能转化为机械能的装置,广泛应用于水电站发电和工业生产中。
水轮机调速器的主要功能是根据负荷变化调节水轮机转速,以维持发电系统的稳定运行。
本文将介绍水轮机调速器的工作原理、常见类型以及应用领域。
工作原理水轮机调速器的工作原理基于负荷-速度特性曲线。
当负荷增加时,水轮机的速度会下降。
为了维持发电系统的稳定运行,水轮机调速器会通过调节水轮机的水量来使其速度恢复到设定值。
在水轮机调速器中,水量的调节通常是通过控制水轮机的导叶开度来实现的。
当负荷增加时,水轮机调速器增大导叶开度,增加水量,从而提高水轮机的转速。
相反,当负荷减小时,水轮机调速器减小导叶开度,减少水量,使水轮机转速降低。
常见类型机械式调速器机械式调速器是最早出现的水轮机调速器类型之一。
它通过机械装置来调节导叶的开度,从而控制水轮机的水量。
机械式调速器的优点是结构简单,可靠性高。
然而,由于机械传动存在摩擦和磨损的问题,机械式调速器的调节精度较低,响应速度较慢。
因此,在现代化的水轮机系统中,机械式调速器的应用逐渐减少。
液压式调速器液压式调速器是目前广泛应用于水轮机调速的一种技术。
它采用液压传动来调节导叶开度,实现对水量的精确控制。
液压式调速器具有调节精度高、响应速度快的优点,可以更好地适应负荷的变化。
液压式调速器通常由液压系统、传感器和控制器组成。
电子式调速器电子式调速器是近年来发展起来的一种水轮机调速器类型。
它采用电子控制技术来实现对水轮机的调速。
电子式调速器具有调节精度高、响应速度快、可编程性强等优点。
它可以通过设置不同的控制模式和参数,适应不同的工况要求。
电子式调速器还可以与其他自动控制系统进行集成,实现智能化的调速控制。
应用领域水轮机调速器广泛应用于水电站和工业生产中。
在水电站中,水轮机调速器是调节水轮机转速的关键设备,直接影响到电网负荷的稳定性和电能发电的效率。
在工业生产中,水轮机调速器用于调节水轮机的转速,控制生产线的运行速度。
水轮机微机型调速系统的常见故障分析及处理措施摘要:水轮发电机是水电站的发电设备,是为发电站创造良好效益的关键。
在水轮发电机组中,调速系统的正常与否,决定着整个机组运行的正常与否。
因此,我们必须重视水轮机调速系统的故障分析,并采取必要的措施,进而保证水电站安全、稳定、经济地运行。
当今,由于微机型调速器具有调节灵敏度高、实现功能灵活方便、维护容易、可靠性高、可实现自动化等优点,我国大中型水电站已普遍选用微机调速器。
本文从微机型调速系统入手,主要针对水轮发电机组中调速系统故障进行分析,并提出了相应的处理措施。
关键词:水轮发电机组;调速系统;故障分析;处理措施1导言水轮发电机是一种将水的动能转化为电能的发电装置。
在水轮发电机的工作过程中,起主要作用的环节之一就是水轮机调节。
调速器可以调节机组转速,使机组在电网的频率质量要求内运转,并维持水轮发电机组功率与负荷功率的平衡。
调速器是水轮发电机组的关键自动化控制设备之一,担负着水轮发电机组的开机、并网、停机、增减负荷、调相调频、紧急停机、分段关闭等任务。
2水轮机微机型调速器系统的常见故障及处理措施2.1机组开机后,转速达不到额定值这是水轮发电机组常见的故障之一。
当水轮发电机组出现这一故障时,应从两个角度考虑分析。
水头监测值不准确的原因。
当水头监测值比实际水头值高的时候,就会导致机组的空载开度比实际值小,从而导致转速达不到额定值。
如果问题的原因在此,就可以通过调整水头监测值的方式解决。
进水口拦污栅阻塞的原因。
如果进水口拦污栅发生严重堵塞,就会导致水轮机实际工作的水头低于需要的水头,同样也会导致机组的空载开度比实际值小,从而导致转速达不到额定值。
如果问题的原因在于此,短时间内可以采取增大空载开度的方法解决。
但是如果想从根本上解决此问题,还是要及时清除阻塞物。
2.2水力发电机组在并网发电运行时溜负荷所谓溜负荷是指在系统频率稳定,也没有操作减负荷的情况下,机组原先所带的负荷全部或部分自行卸掉。
第四章水轮机微机调速器故障分析及处理对策
1.机组自动空载频率摆动大,并网困难的原因及处理对策(见表1)表1 机组自动空载频率摆动值大
2.机组并网自动运行时,出现导叶接力器开度自行减少(又称“溜负荷”)现象的原因及处理对策(见表2)
表2 机组并网运行接力器开度自行减小
3.导叶接力器呈现跳跃式运动或抖动现象的原因及处理对策(见表3)
表3 调速器接力器抖动
4.运行中调节模式自动切换故障的原因及处理对策(见表4)表4 调节模式自动切换
5.甩负荷过程中出现不正常现象的原因及处理对策(见表5)表5 甩负荷故障
6. 产生与水头有关的故障的原因及处理方法(见表6)表6 与水头有关的故障
7. 微机调速器自行检出的故障分析(见表7)表7 微机调速器自行检出的故障
8. 微机调速器运行时重点监视的参量(见表8)表8 微机调速器运行时的监视参量。
水轮机调速器的简介与故障处理水轮机调速器是水电站发电机组的重要控制设备,完成水轮发电机组的开机、停机、增减负荷、紧急停机等任务。
本文通过对水轮机调速器的简介,调试标准,常见故障分析处理做了详细的说明,对调速器的运行和检修有一定的指导意义。
标签:调速器;电液转换;接力器抽动;故障处理1、简介水轮发电机组把水能转变为电能供生产、生活使用。
用户在用电过程中除要求供电安全可靠外,对电网电能质量也有十分严格的要求。
按我国电力部门规定,电网的额定频率为50Hz,大电网允许的频率偏差为±0.2Hz。
因此,不断地调节水轮发电机组的输出功率,维持机组的转速在额定转速(频率)的规定范围内,就是水轮机调速器的基本任务。
水轮机调速器是水电站发电机组的重要控制设备,他与计算机监控系统相配合,完成水轮发电机组的开停机、调负荷、紧急停机等任务。
调速器还可以完成一次调频、二次调频、按水位调节等任务。
2、水轮机调速系统的标准2.1.《水轮机调速器及油压装置型号编制方法》JB/T2832-20042.2.《水轮机调速器及油压装置试系列型谱》JB/T7072-2004;2.3.IEC60308《水轮机调速系统试验国际规程》;2.4.IEC61362《水轮机控制系统规范导则》;测至主接力器的转速死区不超过:≤0.02%水轮机甩25%负荷后,接力器不动时间不超过:75%额定负荷过程中的水压上升值过大,按调保计算,加长接力器关闭时间值。
(2)甩>75%额定负荷过程中的机组转速上升值过大,按调保计算,缩短接力器关闭时间。
(3)甩>75%额定负荷过程中的水压上升和/或机组转速上升值过大,按调保计算,调整两段关机速度及拐点。
(4)甩>25%额定负荷时,导叶接力器的不动时间过长,检查并减小机械液压系统死区,加大Tn(加速度时间常数)或KD(微分系数)值3.5水轮机微机调速器自检发现的故障及处理原则现代水轮机微机调速器,不论大型中小型都设置有故障自诊断功能,大型调速器一般设置的检测项目多一些,灵敏度和准确率可能高一些,中小型水轮机微机调速器的设置的自检项目数少,各调速器厂生产的产品还不尽相同,但一般设置了如下故障自诊断项目:(1)机频和网频信号输出突然消失或变化;(2)导叶位置传感器输出突变或消失;(3)水头信号突变或消失;(4)主配压阀卡阻;(5)电液随动系统故障(包括电液转换部件故障);(6)计算机主要模块故障。
水轮机微机调速器发展及现状一、发展历程水轮机调速一直是水力发电的重要技术问题之一、在过去,水轮机调速一般采用机械调速或液压调速的方式,这些调速器具有简单、可靠的特点,但其调节精度和动态性能较差,不能满足现代水力发电的要求。
20世纪60年代至70年代,随着计算机技术的发展,人们开始研究将计算机应用于水轮机调速系统中。
当时的水轮机微机调速器采用小型计算机作为主控制器,通过输入和输出设备与水轮机调速系统相连。
虽然这些系统具备一定的智能化和自动化水平,但由于当时计算机的运算速度和存储容量有限,其调节精度和动态性能还有待提高。
20世纪80年代开始,随着集成电路和微处理器技术的突破,人们开始开发使用微机技术实现水轮机调速的装置。
微机调速器采用微处理器作为主控制器,配备高速ADC和DAC模块,实现了对水轮机转速、输出功率等参数的高精度采集和控制。
此外,微机调速器还可以实现对水轮机的远程监控和故障诊断功能。
二、技术特点1.精确调节能力:微机调速器采用高速ADC和DAC模块,能够实时采集、处理和输出水轮机转速等参数,具有高精度的调节能力,可以满足水力发电的需要。
2.高动态响应:微机调速器具有快速的数据处理速度和实时响应能力,可以快速调整水轮机输出功率,实现对水轮机的快速调速响应。
3.自动控制功能:微机调速器配备计算机程序,可以实现对水轮机的自动调节和控制,减少人工干预和维护成本。
4.故障诊断和保护功能:微机调速器可以实时监测水轮机的工作状态,并通过智能算法分析和判断水轮机的故障类型和位置,及时进行故障诊断和保护。
5.远程监控和管理功能:微机调速器可以实现与计算机网络的连接,实现对水轮机的远程监控和管理,方便管理人员对水轮机的操作和监测。
三、应用现状目前,水轮机微机调速器已经广泛应用于各类水力发电厂。
尤其是在大型水轮机组中,微机调速器的应用比例较高。
此外,水轮机微机调速器还被应用于农田灌溉、城市供水等领域,能够提高系统的稳定性和自动化程度。
水轮机调速器说明:SAFR-2000型三十二位双微机双通道水轮机调速器,主要适用于混流式、轴流式、贯流式水轮发电机的转速调节及有功功率调节,采用双微机双通道冗余控制结构,并配有大屏幕真彩液晶显示屏。
功能:1、具有控制结构自适应和参数自适应的调节功能;2、具有频率调节模式、功率调节模拟及开度调节模式,并依据不同工况自动选用;3、全中文信息集成显示,模拟数字显示一体化;4、保证水轮发电机开机、停机、并网及增减负荷;5、无冲击进行手动/自动的相互切换及双机切换;6、在空载运行时使机组频率按预先设定的频率差自动跟踪系统频率;7、自动水头和人为水头设置;8、按水头变化实时实现桨叶、导叶协联;9、具有电气开度限制,可调整与机械开限构成双重保险;10、具备现地控制和上位机控制双重功能,切换时无拢动;11、其它如零漂补偿,按工况修正有关参数,人工失灵区等。
实时诊断容错及故障保护功能:1、采用两套安全相同的微机系统(A、B)互为备用,通过故障自诊断进行双机切换,切换过程负荷无扰动,严重故障时(如伺服阀卡)可自动切换至手动运行。
2、实时自动诊断机频及系统频率,自动提示故障类别。
3、行程容错。
实时自诊断导叶、轮叶行程输入,自动提示故障,保证机组自动稳定运行。
4、水实容错。
实时自动诊断水头输入,自动提示故障类别,保证水头失效时不会产生负荷冲击,可输入“人工水头”进行经济协联。
5、功率容错。
6、电源容错。
7、液压容错。
操作说明:1、各运行指示灯表示的状态及含义(1)“操作电源”操作回路的DC24V、DC220V电源监视电源,正常时常亮,若灯不亮,则表示DC24V、DC220V操作电源至少一个消失,此时手自动切换及手动增减均不能进行,需紧急处理,检查DC24V、DC220V操作电源。
如果只是DC24V消失外部紧急停机失效,可以操作面板紧急停机按钮操作急停。
(2)“轮叶功效”:灯常亮时表示轮叶功放模件工作正常,灯灭时表示功放保护动作,可能是传感器,伺服阀反馈断线以及伺服阀过流所引起,需作紧急处理。