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1、调速器运行规程Q/MXSD10203.1-20061主题内容与适用范围1.1本规程规定了峡阳水电站发电机调速器的运行管理，操作维护及事故处理。1.2 本规程适用于峡阳水电站运行人员和生产管理人员对发电机调速器的运行管理， 也可供有关检修、维护人员参考。1.3下列人员应通晓本规程1.3.1领导人员：生产副总经理、生产部门经理、副经理（经理助理）、专职技术人员。1.3.2生产人员：值长、运行值班员、维护班人员。2 概述2. 1性能特点2.1.1 GLTK调速器电气部分采用可编程序控制器（PLC）,配以比例集成式电液随动 装置及相应的油压装置，构成一个完整的电液调速器。重锤关机控制装置和分段关闭装置
2、采用了插装阀、行程阀、液控单向阀等标准液 压元件。2.1.2主要特点2.1.2.1电气部分以可靠性极高的可编程序控制器为其硬件的主体，软件采用统一的 时变参数控制策略，可适时辨识空载、并网和孤立运行等不同工况，可靠性高，稳定 性好，带孤立负荷能力较强。2.1.2.2具有残压测频，频率跟踪等功能，能快速并网。2.1.2.3能够按转速、水位或给定负荷进行自动调节，具有数字协联及波动控制的功 能。2.1.2.4 触摸显示屏能显示调速系统的运行状态和各主要参数，如机组频率，电网频 率，导叶开度，桨叶开度，调节器输出，协联输出和调节器的诸参数，具有多种显示 界面，能显示调速系统的动态过程数据。2.1.2
3、.5能以PLC专用通讯协议方式方便地实现与上位机的通讯。2.1.2.6用电液比例阀直接控制主配压阀，结构简单，调整方便，可靠性高，耗油量 小。2.1.2.7电气故障时，可自动地保持机组故障前所带负荷，并切换为手动运行。2.1.2.8油压装置有三台油泵，提高了供油的可靠性。两台大泵为大波动时的工作和 备用油泵，一台小泵在稳定运行时补充正常耗油，以减少大泵的频繁起动和由此引起 的噪声及厂用电波动。2. 2主要技术参数：2.2.1机械性能指标转速死区ixW0.04%静态特性线性度误差W5%桨叶协联装置不准确度iaW1.5%自动空载三分钟转速摆动相对值不超过土W1.5% 接力器不动时间TqW0.2秒分
4、段关闭规律：100%关至25%所需时间为5.25S 100%至全关所需时间为15S 桨叶全开、全关时间均为50S平均故障间隔时间不少于8000小时2.2.2电气部分主要技术参数比例系数Kp0.520积分系数KI0.0510(1/S)微分系数kd05秒永态转差系数bp010%频率人工失灵区E01.0%频率给定范围fG50Hz5 Hz功率给定范围PG0120%水位给定范围HG土20%电源：AC220V小200WDC220V小50W2.2.3机械液压部分主要技术参数主配压阀名义直径100mm工作油压6.0MPa压力油罐容积4.0m3滤油精度W20um3 系统工作原理3. 1自动调节3.1. 1闭环开
5、机GLT-K调速器在整个开机过程中，测频信号一直接入，调速器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， 其输出信号带动电液随动装置，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，保证了机组并网前运行的稳定性。3.1.2频率调节和频率跟踪3.1.2.1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，其输出信号带动电 液随动装置，控制导叶
6、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，也可按上位机或自动准同期装置 的指令增、减。3.1.2.2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。3.1.3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 统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
7、、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。3.1.4桨叶协联本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与导叶接力器行程，按 协联函数关系进行查表计算，计算值经数模转换变为电压信号，带动桨叶电液随动装 置，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，起动转角信号将使桨叶开至起动转角。3. 2手动操作与紧急停机3.2.1 GLT-K系列调速器的手动操作有两种方式：一种是电手动，另一种是机
8、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， 会有以下两种情况。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。3.2.1.1手动开停机当机组具备开机条件后，将控制柜上的导叶手自动切换按钮切换至手动位置，可通过 按钮操作导叶至起动开度，待转速升至80%后，即反向操作按钮，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
9、，使机组维持额定转速。如果要手动停机， 则反向操作按钮，使导叶全关即可。3.2.1.2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。3.2.1.3手动、自动切换电手动和自动互相切换可随时无条件、无扰动地进行。在自动运行时，无论何时需切 换为电手动，只需按下手自动切按按钮，即可用按钮进行手动操作。在电手动运行时， 如果监控系统有功调节有投入，应将其有功大小设置成与实际负荷相一致，此时可编 程控制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。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
10、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，应在平衡表为零的条件下打开上 述截止阀。3.2.1.4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必须紧急停机时，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。4机械液压部分4. 1电液随动装置各部件简介4.1.1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。4.1.2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
11、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阀芯一样处于中位，以使其辅助接力器上腔的油压力与该活塞进 油腔的差压力相平衡。当通往辅助接力器上腔的控制油路与排油接通时，主配活塞受 其进油腔差压力的作用而向上偏离中位，使得辅助接力器上腔通过引导阀接通压力油。 当进入辅助接力器上腔的压力油流量与排油流量相等时，主配活塞将稳定在中位上方 的某一位置。显然，辅助接力器上腔的排油越大，使主配活塞稳定所需的压力油流量 就越大，因而主配活塞偏离中位的距离也越大。如果控制油路又被切断，而辅助接力 器上腔却仍与来自引导阀的压力油相通，由于辅助接力器上腔的工作面积
12、大于主配活 塞差压面积，因而主配活塞将在辅助接力器上腔油压力的作用下迅速回到中位，以使 作用于它的油压力重新平衡。同样，当辅助接力器上腔与压力油接通时，主配活塞将在辅助接力器上腔油压力作用 下向下偏离中位，辅助接力器上腔将通过引导阀接通排油。同样道理主配活塞也会稳 定在中位下方某一位置且偏离距离与进入辅助接力器上腔的压力油流量成比例。一旦 控制油路又被切断，主配活塞将在其进油腔差压力作用下重新回到中位。从原理上讲，由于辅助接力器在偏离中位时，与引导阀共同形成了与输入流量相反的 流量负反馈，且流量负反馈的大小，在一定范围内与辅助接力器偏离中位的距离成比 例，因而辅助接力器这一积分环节，由于流量负
13、反馈的存在，便成为一个受输入流量 控制的比例环节了。综上所述：主配活塞在控制油路正、负流量输入（即接通压力油或排油）的作用下将 产生向下、向上的位移，其位移量与输入的流量在一定范围内成比例；一旦控制油路 被切断，主配活塞将迅速复中。4.1.3手动操作阀调速器自动运行时，手动操作阀处于中位，辅助接力器上腔受电液比例阀正、负 流量输出的控制。调速器在机械手动运行时，电液比例阀出口控制油被切断，这时， 辅助接力器上腔将受手动操作阀正、负流量输出的控制。4.1.4紧急停机电磁阀为了进行紧急停机，导叶控制部分的电液随动装置还设置了紧急停机电磁阀，正常运 行时，压力油经过紧急停机电磁阀进入辅助接力器上腔和
14、控制油路。在事故情况下， 紧急停机电磁阀动作，使辅助接力器上腔接通排油，同时切断了控制油路的压力油源， 使主配活塞快速上移，实现紧急停机。4.1.5滤油器采用双联可切换滤油器，滤前滤后均装有压力表以监视滤芯堵塞情况，切换阀芯即可 切换滤芯以便清洗。4. 2随动装置系统工作原理以导叶控制部分为例：压力油过滤后，经紧急停机电磁阀后一路进入主配引导阀，另 一路进入电液比例阀和手动操作阀。正常运行时，紧急停机电磁阀为通路，主配引导 阀接通压力油，电液比例阀直接与辅助接力器上腔相通。当电气控制信号为零时，电 液比例阀阀芯在弹簧作用下复中，切断了通往辅助接力器上腔的油路，主配活塞准确 地稳定于中位，主接力
15、器也将稳定不动。当电液比例阀阀芯在电气控制信号的作用下 运动一定距离，使辅助接力器上腔接通排油时，主配活塞将自动向上位移一定距离， 主接力器向关机侧运动。主接力器在关机时，同时带动电气反馈装置，直到使电气控 制信号回零，电液比例阀和主配活塞便随之复中，主接力器便停止运动。反之，如电 液比例阀使辅助接力器上腔接通压力油，主接力器亦将向开机侧运动相应距离。这样， 主接力器将按一定比例随动于电气控制信号，构成了电液随动装置。当电气控制部份 发生故障时，调速器切至手动状态，辅助接力器上腔将受按钮或手动操作阀的控制， 实现手动操作。当电液比例阀发生故障时，将控制油路上的截止阀关闭，实现机械手 动操作。在事故情况下，紧急停机电磁阀动作，使辅助接力器上腔接通排油，同时切断了控制 油路的压力油源，使主配活塞快速上移，实现紧急停机。桨叶控制部分没有紧急停机电磁阀，其系统工作原理与导叶控制部分基本相同。4. 3油压装置主要部件简介4.3.1压力油罐压力油罐用于储存和供给压力油，在压力油罐内透平油约占油罐容积的三分之一，其 余三分之二是压缩空气。4.3.2调速器油箱调速器油箱由钢板焊接而成，是回油及漏油的汇集处。调速器油箱内有滤网架及滤网， 将油箱分为污油区及净油区，两个双层滤网可分别清洗而不影响油压装置的正常工作。4.3.3大电机一一泵
