水轮机电液调节系统及装置技术规程

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1、 20 中华人民共和国电力行业标准 水轮机电液调节系统及装置技术规程 Specifications of electro-hydraulic DL/T563-95DL/T563-95 regulating system and unit for hydraulic turbines 1 适用范围 1 适用范围 本技术规程适用于工作容量大于或等于 18000Nm 的水轮机电液调节系统及 装置的设计、制造、安装、验收、运行（不包括用于可逆式及双向水轮机的电液 调节系统及装置） 。 2 2 引用标准 引用标准 GB9652 水轮机调速器与油压装置技术条件 3 基本技术条件 3 基本技术条件 3.1

2、适用条件 3.1.1 电液调节装置与油压装置的工作容量选择合理。 导叶实际最大开度要对应 于接力器最大行程的 80%以上。 3.1.2 水轮发电机组满足下列要求： a)水轮机在制造厂规定的条件下运行。 b)测频信号源、水轮机导水机构、浆叶机构、喷针、折向器机构、调速轴及 反馈传动机构的制造安装质量应符合有关规定。 c)水轮发电机组应能在手动各种工况下稳定运行。在励磁投入自动的条件 下，水轮发电机组手动空载转速摆动相对值：对配用大型电液调节装置者不超过 0.2%；对配用中型电液调节装置者不超过0.3%。 3.1.3 水轮机过水系统的水流惯性时间常数 Tw： 对于配用 PID 型电液调节装置的 机

3、组不大于 4s；对于配用 PI 型电液调节装置的机组不大于 2.5s。机组惯性时间 常数 Ta:反击式机组不小于 4s，冲击式机组不小于 2s。同时，比值 Tw/Ta不大于 0.4s。 3.1.4 使用地点的海拔高度不大于 2500m。 3.1.5 电液调节装置周围空气温度： 3.1.5.1 不同海拔高度的最高空气温度（见表 1） 。 表 1 海拔高度（m） h1000 1000h1500 1500h2000 2000h2500 最高空气温度（ 0C） 40.0 37.5 35.0 32.5 3.1.5.2 最低空气温度：5 0C。 3.1.6 空气相对度：最湿月的平均值最大相对湿度不大于 9

4、0%，同时该月的月平 均最低温度不低于 25 0C。 3.1.7 所有油的质量必须符合 GB2537汽轮机油11120LPSA46 号汽轮机油或 粘度相近的同类型油的规定，工作油温范围为 1050 0C。 3.1.8 水轮发电机组上所安装的与电液调节装置有关的传感器应能在最大加速 度为 25g（g=9.81m/s 2）振动负载下，在相应的频率范围内不产生共振，且不损 坏元件的性能。 相应频率下的双振幅为： 频率 双振幅 25Hz 1.6mm 50Hz 0.4mm 21 100Hz 0.1mm 3.2 系统要求 3.2.1 新设计的电液调速器一般应采用电子调节器加电液随动装置的系统结构。 3.2

5、.2 永态转差率 bp应能在零至最大设计值范围内整定。 最大设计值不小于 8%； 零刻度实际值不大于 0.1%，且必须为正值。 3.2.3 调节参数的调整范围必须包容如下规定值： a)加速度一缓冲式调节装置： 暂态转差率 bt:0100%； 缓冲时间常数 Td:120s; 加速度时间常数 Tn:02s。 b)对于并联 PID 调节装置 比例增益 Kp:0.520； 积分增益 KI:0.0510s -1； 微分增益 KD:05s。 上述参数应能连续整定或分档整定（除 Tn外，均不小于 10 档） ；其空载和负 载的运行调节参数应能随机组运行状态而自动转换。 3.2.4 速度指令信号的最小调整范围

6、，上限应大于永态转差率 bp的设计最大值， 下限一般为-10%。应设有远距离控制装置，其全行程动作时间应符合设计规定， 一般为 1040s。 3.2.5 开度（负荷）限制装置应能自零至最大开度范围内任意整定。应设有远距 离控制装置，其全行程动作应符合设计规定，一般为 1040s。 3.2.6 接力器的开启和关闭时间，应能在设计范围内任意整定。 3.2.7 水轮机电液调节装置应能实现机组以自动和手动方式启动、 停机和紧急停 机；应设置远方自动开停机操作的装置。 3.2.8 对于大型电调和重要电站的中型电调，可设置一个以上的测频信号源，当 测频单元输入信号全部消失时，应能使机组基本保持所带的负荷，

7、且不影响机组 的正常和事故停机。 3.2.9 电液调节装置应保证机组在下列工况下稳定地运行： a)空载； b)单机带负荷（对贯流式机组不作考核） ； c)并网带负荷。 3.2.10 双调节水轮机的轮叶控制装置应具有： a)可根据水轮机协联曲线整定的协联函数发生器。 b)能接受水头信号的接口及按实际水头自动选择相应协联曲线的功能。 c)保证机组在停机后自动将轮叶开到启动角度， 并在启动过程中按一定条件 自动转换到正常的协联关系。 d)手动操作轮叶的装置 3.2.11 下列辅助功能及装置，由供需双方协商选定。 a)人工转速死区（整定范围一般为 02%） ； b)频率自动跟踪； c)自动发电控制的接

8、口； d)按实际水头自动整定启动开度； e)按实际水头自动整定限制开度； f)自动到手动的无扰动自动切换； 22 g)其他辅助功能及装置。 3.2.12 电源装置应安全可靠。应设置两套电源，互为备用。故障时可自动转换 并发出信号。电源转换引起的导叶接力器行程变化不得大于全行程的 2%。 3.2.13 对微机型调速器微机部分的基本技术要求： a)应采用工业控制计算机。 b)应具备自诊断、容错自处理功能。自诊断范围一般应包括：主板、I/O 板、 内存板、总线等，以及测频、导叶或功率反馈、电液伺服阀等。 c)与外部输入输出环节之间，应采取隔离及抗干扰措施。 d)与电站控制系统之间的信号接口，应能根据

9、电站情况配置下列形式的接 口： 1）与电站级或单元级计算机之间的串行通信接口； 2）脉冲控制给定方式的输入接口； 3）绝对值给定方式的输入借口（信号标准为 05V 或 420mA） 。 e)对微机的软件程序应设置程序保护措施。 f)采用双微机系统时， 则应具有双机通信功能， 且应满足无扰动的切换要求。 g)应能显示或测量电液调节装置的主要参量。 h)应能对电液调节装置主要故障发生显示信号，并能与电站音响系统相接 合。 3.3 性能要求 3.3.1 电液调节装置的主接力器容量（中型）及主配压阀的流量特性（大型）应 达到设计要求。 3.3.2 平均故障间隔时间不少于 8000h。大修间隔平均时间不

10、少于 4 年。 3.3.3 电液调节装置的静态特性： a)静态特性曲线应近似为直线，线形度误差不超过 5%。 b)测至主接力器的转速死区 ix,大型电液调节装置不超过 0.04%，中型电液 调节装置不超过 0.08%。 c)双调节电液调节装置的协联随动装置不准确度 ia不超过 1.5%。 3.3.4 电液调节装置的动态特性： 在电液调节装置开环增益不小于 60%极限开环增益的条件下，输入阶跃频率 信号，各种调节参数组合下的动态特性应具有良好的 PI 或 PID 规律，不得有抽 动及其他异常现象。 由电子调节器动态特性示波图上求取的 Kp（即 t b 1 ） 、Td值与理论值的偏差不 得超过 1

11、0%。 3.3.5 水轮机调节系统的动态特性： 3.3.5.1 在各种工况下均能稳定运行。 3.3.5.2 自动空载运行时 3min 机组转速摆动相对值： a)对于配用大型电液调节装置的系统，不超过0.15%；对于配用中型电液 调节装置的系统，不超过0.25%。 b)手动空载转速摆动相对值大于规定值的机组，其自动空载 3min 内转速摆 动相对值不得大于相应手动空载转速摆动相对值。 3.3.5.3 接力器不动时间不得超过 0.2s。 3.3.5.4 机组甩 100%负荷时的动态品质为： a)偏离稳态转速 1.5Hz 以上的波动次数，不超过两次； 23 b)从甩负荷后接力器第一次向开启方向运行时

12、起， 到机组转速摆动相对值超 过0.5%为止，历时不大于 40s。 c)从甩负荷开始到机组转速摆动相对值不超过0.5%为止的调节时间 Tp也 可按下述原则考核：从甩负荷开始到机组转速升至最大值所经历的时间 TM为基 数，轴流式和中低水头混流式水轮机的调节时间 TP不超过 4TM；冲击式和高水头 混流式水轮机的调节时间 TP不超过 10TM。 3.3.6 电气装置的性能要求 a)测频环节在额定转速10%范围内，静态特性曲线应近似直线，线性度误 差不得超过 2%；在额定转速2%范围内，测频环节传递系数的实测值与设计值 相比，其误差不得超过 5%。在额定转速70%范围内测频环节应能正常工作。 b)形

13、成调节规律的缓冲电路，其动态特性应为对称的指数衰减曲线。与理论 曲线比较，其时间常数偏差不得超过 10%。 c)参数刻度均应以实际单位标出， 刻度值与实际值的误差不得超过满刻度的 5%。 d)在温度为 1535 0C 及相对湿度为 45%75%的环境中，各电气回路间及其 与机壳和大地间的绝缘电阻不得小于 5M。 e)在本条 d)款规定的环境及海拔高度 2500m 的条件下，各电气回路间及其 与机壳和大地间按表 2 要求进行历时 1min 的绝缘强度试验， 无击穿与闪络现象。 表 2 工作电压（V） 50Hz 试验电压 （V）工作电压（V） 50Hz 试验电压 （V） U60 60U125 50

14、0 1000 125U250 250U500 1500 2000 可以将表 2 中规定的试验电压提高 10%历时 1s 进行试验。试验地区海拔高 度低于 2500m 时，海拔高度每低 100m，表 2 中试验电压值应增加 1%。重复进行 绝缘强度试验时，其试验电压值应为前次的 75%。 f)电气装置的温度漂移和综合漂移值折算为机组转速相对值不得超过表 3 规定。 表 3 调速器类型 温度漂移（每 1 0C） 综合漂移（8h） 大型电调 中型电调 0.01% 0.02% 0.3% 0.6% g)电气装置应具有良好的抗干扰能力，保证在电站正常工作条件下，各种干 扰信号不至引起主接力器异常动作。 3

15、.3.7 液动部分的性能要求： a)各项技术指标均应满足设计要求；在符合规定的使用条件下，电液转换器 应保证正确可靠地工作。 b)电液转换器在最大实际负载下，死区不得超过设计规定值。 c)电液转换器传递系数实测值与设计规定值相比， 其误差不得超过设计规定 值的 5%。 d)在电液调节装置的调节参数、指令信号及输入信号不变的条件下，油压在 正常工作范围内变化时，所引起的主接力器位移不得大于全行程的 0.5%。 e)各液压元件装配后，在规定油温及额定油压下的漏油量不得超过设计值。 f)受压铸件的质量必须符合相应技术标准的规定。 3.3.8 油压装置的性能要求： 24 a)油压装置正常工作油压的变化

16、范围应在名义工作油压的5%以内。 当油压 高于工作油压上限 2%以上时，安全阀应开始排油；当油压高于工作油压上限的 16%以前，安全阀应全部开启，并使压力罐中的油压不再升高；当油压低于工作 油压下限以前，安全阀应完全关闭，此时安全阀的漏油量不得大于油泵输油量的 1%；当油压低于工作油压下限的 6%8%时，备用油泵应启动；当油压继续降低 至事故低油压时，作用于紧急停机的压力信号器应立即动作。 b)油压装置各压力信号器动作油压值与整定的偏差， 不得超过名义工作油压 的2%。 c)油泵运转应平稳，其输油量不小于设计规定值。 d)安全阀动作应正确、可靠，无强烈噪声。 e)自动补气装置及油位信号装置，动作应正确、可靠。 3.4 检测、信号和参数显示 3.4.1 应可对电气装置的下列环节进行检测： a)测速环节； b)永态转差环节； c)暂态转差环节； d)加速度环节； e)比例环节; f)积分环节； g)微分环节 h)电子调节器； i)频率给定环节； j)功率给定环节；