水轮机调速器培训 - 图文

3.7 停机(TJ)过程 机组在各有关状态或过程、接收到停机指令，均转至停机过程。当电气开度限制L和导叶接力器开度Yga均关闭至零值（全关）时，转至停机等待(TJDD)状态。在停机过程中，PID投入工作、在频率调节模式下运行。

一般的停机特性如图3-2所示。

ygaAyruyB0BCtyru00t

图3-2 微机调节器的停机特性

① 导叶接力器开度Yga的关闭过程以两段关闭折线关闭至零值（全关），其拐点B可由程序设定，程序也可以方便地整定AB段和BC段的关闭速度；

② 在导叶接力器按ABC折线运动时，桨叶接力器开度Yru按协联曲线规律朝关闭方向运动；当导叶接力器关闭至全关位置时，调速器进入停机等待(TJDD)状态，桨叶接力器开启至启动开度Yru0。

微机调速器各状态或过程的转换关系如图3-3所示。

甩负荷 SFH油开关分 停机等待 TJDD开机令 空 载 KZ油开关合 负 载 FZfg>45Hz 开 机 KJ停机令 停 机 TJ调 相 TX调相令 yga=0

图3-3 微机调速器工作状态转换图

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第四章 数字阀PCC智能调速器的特点及构成

4.1 主要特点

(1)全新的控制理念。采用不同于常规PLC的新一代可编程计算机控制器 -- PCC，面向控

制过程，采用高级语言编程，分析运算能力强，在同一CPU中能同时运行不同程序。 (2)全PCC化，具有极高的可靠性。从输入到输出,从测频到控制脉冲等各环节均实现了PCC

化。PCC的平均无故障时间MTBF高达50万小时，即57年。远远高于常规PLC的平均无故障时间30万小时。

(3)任务的优点。在传统PLC中，并行处理是靠程序扫描来完成的。但事实上多任务才是并

行处理的逻辑表达式，更简单直接的方法就是采用多任务技术。PCC恰恰可以满足这种需求，当某一任务在等待时，其他任务仍可继续执行，非其他常规PLC可以比拟。 (4)智能型调速器。采用自适应式变结构，变参数并联PID调节。自动识别电网的性质，并

自动适应电站的各种特殊运行方式，如孤网运行，及由大电网解列为小电网运行的突变负荷等特殊情况，均可保证机组稳定运行。人性化设计，具有很强的自诊断、防错、纠错及容错功能。

(5)采用PCC高速计数模块(HSC)测频。PCC高达4 MHz的计数频率，具有很高的测频精度和

可靠性，从而使调速器的输入通道－测频环节的可靠性有了根本的保证。

(6)由PCC实现信号综合及控制脉冲的输出。调节器的电气开度（数字信号）和转换为数字

信号的接力器实际位移由PCC内部进行综合比较，输出控制脉冲信号，经功率放大后，直接驱动先导电磁阀。充分发挥了PCC多任务的功能。

(7)联网方便。具有RS232或RS485通讯接口，可以方便地实现人机对话，及与上位机通讯，提高电站的自动化水平。

(8)调节模式灵活。可实现频率调节，开度调节，功率调节，并可实现调节模式间的无扰动切换。

(9)PCC的大内存，为智能型调速器提供了资源保证。用户内存：512KB EEPROM，100KB

SRAM，系统内存：512KB EEPROM，远大于常规 PLC 10KB左右的内存。

(10) 采用电磁球阀作为电液转换元件。彻底解决了常规调速器电液转换元件油污发卡的问题，滤油精度仅需100μm，使电站可以实现完全可靠的自动运行。

(11)自动识别电网的性质，可以适应电站的各种特殊运行方式。如孤网运行，及由大电网解列为小电网运行的突变负荷等特殊情况，均可保证机组稳定运行。

(12)具有故障锁锭的功能。由于数字阀只有通/断两个状态，且数字阀采用锥阀密封可以

保证在31.5MPa下无泄漏，所以，数字阀又具有液压锁的功能，因此该系列调速器在测频信号消失及断电等情况下，具有故障锁锭的功能。

(13)无杠杆结构。该系列调速器采用了数字阀液压随动系统，自动时有电气返馈，手动无需反馈，因此取消了杠杆，消除了因为杠杆造成的死区，提高了调速系统的精度，而且无明管路，结构简单，美观。

(14)友好的人机界面。采用触摸屏做为人机界面，画面美观逼真，全中文显示，操作方便，可以同时显示很多信息。

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(15)维护简单调试方便。由于PCC的高度集成化和高可靠性，对于运行维护人员没有太高的特殊要求，调试只需设定有关数字，没有太多的电位器等可调元件。

(16)零扰动 手/自动 切换。由于自动运行时，电磁球阀每次动作后都处于失电状态；而

切断电源即为手动运行。手动运行时，电子调节器跟踪接力器的实际开度。因此数字阀调速器实现了零扰动手/自动切换。 (17)灵活性和适应性强。触摸屏上设有特殊功能选择画面，可根据电站的具体情况选择所

需功能。

(18)桨叶随动系统准确度高。对于ZFST系列调速器，采用数字协联方式，且可现场修改协

联曲线并记忆修改后的数据，以便根据电站的实际条件按最优曲线运行. 4.2 主要功能

ZFT/ZFST系列数字阀PCC可编程智能调速器具有自动、电手动、手动三种操作方式，且可无条件无扰动切换。具有很多功能，实用性智能性很强，除常规功能外具有如下主要功能。

(1)空载运行时，能自动跟踪系统频率,实现快速并网。

(2)具有频率调节、开度调节、功率调节三种模式，并可实现调节模式间的无扰动切换。

功率调节模式为可选项，如需要定货时应注明，在此模式下，可接受上位机控制指令，实现发电自动控制功能(AGC)。

(3)具有很强的自诊断、防错、纠错及容错功能，并可将有关故障信息显示在屏幕上，或

发出报警信号。 (4)与上位机通讯的功能，接受上位机的控制命令，给上位机传送有关信息。此项为可选

项，如需要定货时应注明。 (5)开停机智能控制。

(6)具有参数记忆功能。当电源消失时，PCC可保存数据存储器的内容，且无需电池保存，

免去定期更换电池的烦恼。使运行人员可以方便地修改有关参数并被PCC记忆。

(7)多级密码保护功能。持有密码级别的高低，决定了对系统行使权利的大小。运行人员

只能观察到常规显示画面并进行常规操作，检修人员或管理人员可对调节参数等进行修改。

(8) 采用交直流双重供电，当交流电源故障时，直流电源自动投入，直流电源故障时，保

持当前开度不变。 (9) 空载运行，当机频信号消失时，自动将开度保持在空载开度以下，以防过速。并网运

行，当机频信号消失时，自动切换为网频测量回路，保持正常发电运行，同时发出机频故障信号。

(10)具有水位调节功能。此项为可选项，如需要定货时应注明。 (11)可根据电站的具体情况在触摸屏上选择所需功能。 4.3 调速器的构成

常规配置采用机电合柜形式，亦可按照用户的要求采用机电分柜形式。结构布置简洁合理，人性化设计，便于检修，便于操作。

ZFST系列调速器面板上装有：触摸屏、导叶开度表、桨叶开度表、转速表、直流电源指示灯、交流电源指示灯、锁锭投入指示灯、锁锭拔出指示灯、急停按钮、复归按钮、手/自动旋钮、导叶电动开/关旋钮、桨叶电动开/关旋钮。其结构框图如图4-1所示。

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图4-1 ZFST系列数字阀PCC智能调速器结构框图

该系列调速器由调节器、电液随动系统、油压装置构成。

调节器主要由电源、可编程计算机控制器（PCC）、人机界面（触模屏）等组成。PCC包括：CPU模块、高速DI模块、脉冲输出模块、A/D转换模块、开关量输入/输出模块及机架等。人机界面采用进口触模屏，承担显示、监控、报警等功能。人机界面非常友好，画面美观逼真，全中文显示，操作方便，可以同时显示很多信息。触摸屏上设有显示、操作、参数设置、模式、报警、帮助等画面。具有多级密码保护功能。持有密码级别的高低，决定了对系统行使权利的大小。运行人员只能观察到常规显示画面并进行常规操作，检修人员或管理人员可对调节参数等进行修改。

电液随动系统主要是执行机构，它将直接影响调速器的性能和可靠性。数字阀调速器以标准液压元件即电磁球阀为先导阀，代替传统的电液转换器，以标准液压元件即二通插装阀为放大元件代替传统的主配压阀。其工作特点是以电磁球阀的通、断控制插装阀，插装阀的通、断来控制接力器。电磁球阀的工作状态只有通、断两个状态，也即相当于数字电路的高电平、低电平两个状态（即1、0），故将其称为数字阀，由此构成的调速器称为数字阀调速器。

插装阀的密封形式为锥阀，因此插装阀又具有液压锁的功能，插装阀在31.5MPa油压下零泄漏。电磁球阀失电后接力器零漂移，具有故障锁定的功能。所以该系列调速器具有充分理由去掉了机械反馈。由于该系统的先导电磁球阀又具有手动阀及事故阀的功能，减化了调速器内部结构，因此该系列调速器实现了真正意义上的无杠杆，无明管路；机械部分结构上采用集成块的形式，可应用于31.5MPa的高油压系统；电磁球阀及插装阀对液压油的洁净度要求很低，抗卡阻能力极强；零部件互换性好，更换零部件时，无需调整；整体结构简单，运行维护方便，可靠性高。 4.4 工作过程

调速器自动运行时的工作过程如下：

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