调速器系统运行维护规程
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1 第九章调速器系统运行维护规程
1．主题内容与适应范围
1.1 本规程给出了茶庵水电站WZT—100/60—6.3—SC00型步进式无油电转可编程微机调速器系统设备规范，规定了其运行、操作、维护与异常或事故情况下进行处理的基本原则和方法。
1.2本规程适用于茶庵电站调速器的运行维护
2. 引用标准
W(Z)T—PLC系列步进式无油电转可编程微机调速器说明书
3．设备规范
3.1 微机调速器主要技术数据
2 名 称 单位 数 值 备 注
型号：WZT—100/60—6.3—SC00
调速器死区 Ix(%) ＜（0.02~0.04）%
甩大于25%额定负荷时接力器不动时间 Ts(S) ≦0.2秒
测
频
环
节 方式 残压测频或齿盘测频
测试范围 (Hz) 5~100
输入电压 (V) 0.2~200V
24V脉冲信号 残压
齿盘
脉冲调制时间 (ms) 1~20
测量精度 (Hz) ＜0.0015
调
节
参
数 整
定
范
围 永态转差系数 bq(%) 0~10% 分辨率1%
暂态转差系数 Bt(%) 0~200% 分辨率1%
缓冲时间常数 Td(S) 1~20秒 分辨率1秒
加速度时间常数 Tn(S) 0~3秒 分辨率0.1秒
比例增益 Kp 0~20.00
积分增益 KI 0.50~10.00
微分增益 KD 0~5.00
控
制
参
数 整
定
范
围 开度给定 PG(%) 0~100% 分辨率1%
频率给定 FG(Hz) 45.00~55.00Hz 分辨率0.01Hz
人工失灵区宽度 E(Hz) 0~±0.50Hz 分辨率0.01Hz
功率死区 Ep(%) 0~5%PN
开度限制 L(%) 0~100% 分辨率1%
功率给定 P(%) 0~120%PN
电
源 参
数 厂用交流电源 V、Hz 200V±10%，50Hz，
＜550伏安
厂用直流电源 V 220V(或110V)±10%，
＜520瓦
开关电源1 V +24V 专供继电器及操作终端(液晶触摸屏)
开关电源2 V +24V/+36V 专供步进电机驱动
±15V电源 V ±15V 供反馈用
PLC运算速度基本指令 0.08µS/指令
空载自动运行频率摆动 ＜0.15%
步
进
电 机
参
数 步进电机型号 103H8222-0441
二相步进电机 2A/相
保持力矩 N·M 4.9
生产厂家 日本三洋公司 3 3.2 机械液压部分主要技术参数
4．调速系统的工作原理
4.1 自动调节
4.1.1 闭环开机
WZT系列调速器在整个开机过程中,测频信号一直接入,调速系统始终处于闭环调节状态。开机时将频率给定值置于50Hz,机频与频给的差值通过PID运算和协联计算后,其输出信号带动步进电机,控制导叶和桨叶使机组开机,直至机频达到50Hz,便完成了闭环开机过程。在机组开机过程和空载运行中,调节器根据工况识别,自动将调节参数设置于空载参数,保证了机组并网 名 称 单 位 数 值 备 注
油
压 装
置 型号 HYZ—4.0/6.3
压力油罐容积 m3 4.0
回油箱容积 m3 5.4
工作油压 Mpa 6.3
油气比例 1:2
滤油精度 µm ≤20
主配压阀名义直径 mm 100
自
动
补 气
装
置 型号 B302—2
耐压 Mpa 6.4
功率 W 70
电压 V DC220
组
合
阀 型号 3ZF—0
通径 mm 40
输油量 LS 6
额定压力 Mpa 6.3
三
相
异
步
电
动
机 型号 Y225M—4
功率 KW 45
电流 A 82.9
电压 V 380
频率 Hz 50
转速 r/min 1480 4 前运行的稳定性。
4.1.2 频率调节和频率跟踪
频率调节:当调速器的频率调节方式开关处于“不跟踪”时，自动空载工况下的调速器受频率给定值控制，调节器对机频与频给的差值进行PID运算和协联计算，其输出信号带动步进电机,控制导叶和桨叶,直至机组频率等于给定频率，从而实现了频率调节。频率给定值可通过触摸显示屏的增、减键进行整定，也可以按上位机或自动准同期装置的指令增、减。
频率跟踪：当频率调节方式开关置于“跟踪”时，调速器自动将网频作为它的给定值。与频率调节一样，在调节过程中，机组频率将始终趋同于作为给定频率的网频，从而实现了机组频率自动跟踪电网频率的功能。
4.1.3 功率调节
机组并网前bp=0。并网后，频给自动整定为50Hz；bp置整定值，实现有差调节；切除微分作用，并投入人工失灵区。这时，导叶开度按—1/bp的比例随着频差变化，并入同一电网的机组将按各自的bp值自动调整功率。
当上位机或机旁的增、减给定按钮发出增、减负荷命令时，功率给定软件就相应改变功率给定值，功给信号一方面通过前馈回路直接叠加于积分输出值，一方面与积分输出值相比较，差值通过bp回路调整功率。由于前馈信号的作用，负荷增减较快。
4.1.4 桨叶协联
调速器的桨叶控制采用数字协联，由可编程控制器采集水头信号，带动桨叶步进电机，使桨叶转角等于计算值，从而实现桨叶协联。当导叶开度等于零，或者转速低于52%时，起动转角信号将桨叶开至起动转角。
4.1.5 波动控制
对于需要进行波动控制的机组，可将调速器的波动控制投入。这样，机组甩负荷突然上升时，桨叶将不受正常协联关系的控制，转面受控于预先整定的波动信号。此时，桨叶将被控制在一个固定的转角上，机组仅靠导叶的调节将转速控制在额定转速附近。延时至机组流量减小到约50%额定流量时，桨叶即脱离波动控制，重新恢复协联控制。 5 4.1.6 自动停机
调速器接到停机令时，给定频率将置于零，与闭环开机的过程数类似，机频与频给的差值通过PID运算和协联计算后，其输出信号带动步进电机，控制导叶和桨叶使机组关机，直至机频为零。
4.2 手动操作与紧急停机
调速器的手动操作有两种方式：一种是电手动，另一种是机械手动。电手动是通过控制柜上的按钮对电液随动系统进行闭环手动操作，而机械手动是通过手动操作阀进行控制，只在调试工况下或电液比例阀故障时使用。调速器手动操作时，有以下两种情况。一是仅导叶需手动而桨叶仍为自动工况；二是桨叶需手动操作或导叶、桨叶都需要手动。下面仅就导叶手动情况予以说明。如果桨叶也需手动操作，可参照导叶手动操作进行，但应细心地交互操作，保持桨叶与导叶的协联关系。
4.2.1 手动开停机
当机组具备开机条件后，将控制柜上的导叶手动切换按钮切至手动位置，可通过操作按钮操作导叶至启动开度，等转速升至80％后，即可反向操作按钮，使导叶关至空载开度附近，并根据机组转速细心调整导叶开度，使机组维持额定转速。如果需要手动停机，则反向操作按钮，使导叶全关即可。
4.2.2 手动增减负荷
机组并网后，操作按钮使机组带上所要求的负荷，并根据需要进行增减。
4.2.3 手动、自动切换
4.2.3.1 电手动和自动相互切换可随时无条件、无扰动地进行。在自动运行时，无论何时需切换为电手动，只需按下自动切换按钮，即可用按钮进行手动操作。在电手动运行时，可编程控制器能自动采集导叶接力器开度，并使调节器的输出与其相等。因而可随时将手动运行切换为自动运行，接力器不会产生明显摆动。
4.2.3.2 机械手动只在调试工况下或电液比例阀故障时使用，使用时应将比例阀至辅助接力器间的截止阀关闭。由机械手动切为电手动或自动时，应在平衡表为0的条件下打开上述截止阀。 6 4.2.4 紧急停机
无论在自动工况还是在手动工况，当机组过速或出现严重故障须紧急停机时，紧急停机电磁阀均可在紧急停机信号作用下动作，实现紧急停机。
5．机械液压部分概述
5.1 构成与特点
5.1.1 比例集成式电液随动装置:电液随动装置由滤油器、直动式电液比例阀、手动操作阀、主配压阀和接力器电气反馈装置等部件构成。对于控制导叶的电液随动装置，还有紧急停机电磁阀。控制阀均为板式结构，全部集成于主配压阀的上部。两套电液随动布置于回油箱上，回油箱还安装有控制柜，控制柜的面板上布置有关表计、按钮和指示灯。
电液随动装置用电液比例阀直接控制主配压阀，没有油管和调节杆件，结构简单，调整方便。电气故障时，可保持机组故障前所带负荷，并自动切换为手动运行，具有可靠性高，耗油量小的突出特点。
5.1.2 油压装置:油压装置为分离式结构，圆筒形压力油罐与回油箱间用油管和阀门联结；压力油罐的侧壁装有电接点压力表、油位计及进出油截止阀等。电机 、泵组、阀组等安装于回油箱上。
分离式油压装置便于布置和安装。联结油管、动力电缆和控制电缆均布置于运行层的电缆架内，油压装置设两台油泵，互为备用。
5.2 工作原理
5.2.1 电液随动装置各部件
5.2.1.1 电液比例阀:电液比例阀是由两个比例电磁铁推动的三位四通方向阀，其输出流量的大小，与输入比例电磁铁的电气控制信号成比例。与一般电液伺服阀相比，该阀具有体积小、电磁力大、可靠性高、抗油污能力强等优点。
5.2.1.2 主配压阀:主配压阀与传统的结构不同，其引导阀芯被可靠地固定于中位，不能上下运动。正常运行时，主配压阀的引导阀接通压力油。当通往辅助接力器上腔的控制油路被切断时，主配活塞必然与引导闪芯一样处
