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1、 NARISAFR-2000H水轮机调速器操作说明书（V1.0）（700MW级智能水轮机调速器的研制项目）国网电力科学研究院南瑞集团公司水利水电技术分公司二零一零年三月1 一、 SAFR2000H水轮机调速器运行及操作1.1 装置的上电打开前门，可看到装置开关操作层如下图：各开关对应关系如下：DK1：装置交流输入开关；DK2：装置直流输入开关；DK3：DC24V开关电源（左边）输入开关；DK4：DC24V开关电源（右边）输入开关；DK5：触摸屏电源开关；DK6：加热器电源开关；FU1：DC24V开关电源（左边）输出保险；FU2：DC24V开关电源（右边）输出保险；图1-1：装置开关上电顺序：一
2、般先上交流（往上扳开关DK1），注意观察，参见图1-3，两个电源及信号转换模块指示红灯亮，电源监视继电器JD2（左数1）红灯亮。然后上直流（往上扳开关DK2），注意观察电源监视继电器JD1黄灯亮。开启DK3，左边DC24V电源指示灯（OK）亮，两个PCC电源模件（最左边）三个指示灯（+5，+12，-12）亮，电源监视继电器JD3黄灯亮，中间智能切换继电器显示屏液晶亮，有显示。开启DK4，右边DC24V电源指示灯（OK）亮。开启DK5，触摸屏上电，有显示。加热器开关DK6可根据需要投入。PCC模块上电后正常情况下，电源模件三个灯亮，主机模件RUN灯亮，打开模件前盖，右边四个灯下面两个应不停闪烁（
3、表示和触摸屏通讯正常），开入模件指示灯应和相应的开关量输入对应，开出模件指示灯应和相应的开出对应（第9个灯应常亮）。若主机模件故障灯（红色）亮，表明系统故障停运，需要掉电重新启动。 图1-2：PCC模块示意图1.2 装置的面板操作图1-3：PCC模块示意图面板操作图如上所示： 主从切换把手：用来选则A或B套系统主用，切换逻辑如下：两套系统状态相同，可以手动选择切换；一套系统故障、一套正常，装置自动选择正常一套（手动选择无效）；两套系统均故障，装置自动按（一般、严重故障）选择故障较轻的一套（手选无效）；一套系统运行，一套在调试态，装置自动选择运行的一套输出；一套系统有电，一套系统失电，装置自动选
4、择有电的一套输出。A、 B系统主从机显示可以在界面上观察。手自动切换把手：用来进行调速系统手自动切换，切换后调速器触摸屏上有相应显示，同时监控系统能接收到切换信息。（注意：一般该把手主要用于调速器电调复位、掉电、上电操作，平时可在机械柜进行手自动操作）。手自动增减把手：配合调速系统手自动切换把手，当切换到手动状态时，可进行导叶开度增减操作。（注意：一般该把手不用，平时可在机械柜进行手动增减操作）。功率调节把手：一般放在脉冲方式，表明功率调节方式采用常规方式，监控通过下发增减脉冲给调速器来调整负荷，若放在通讯方式，则表明功率调节采用监控下发通讯指令（功率设定值）给电调，由电调自身完成功率闭环调节
5、。一次调频投退把手：若放在退出位置，则发电工况时，一次调频功能不投入，在投入位置时，再加上监控投入一次调频指令，则投入一次调频功能(该功能只在发电工况有效，平时一般按要求放置在投入位)。图1-3：装置里面布置图二、水轮机调速器监控界面介绍2.1 人机界面简介MCGS_HMI水轮机调速器监控系统（以下简称MCGS_HMI）是由国网南京自动化研究院电气控制研究所/南京南瑞集团公司电气控制分公司为SAFR2000H水轮机调速器配套开发的实时监控软件系统。SAFR2000H水轮机调速器上位机选用nTouch公司12英寸的液晶触摸屏，内置Windows CE 嵌入式操作系统。MCGS_HMI是基于专门应
6、用于嵌入式操作系统的组态软件“MCGS嵌入版”开发而成的，MCGS_HMI和下位机PCC采用Modbus协议进行通讯，系统通讯效率高，占用CPU资源小。 MCGS_HMI采用全中文图形化界面，使调试过程明确而简单。在整个调试过程中，实时显示调试数据。这样，一方面可以迅速判断结果是否满意，对不满意的结果立即试验改进，从而充分利用非常宝贵的现场调试时间。另一方面大大简化了试验结果的整理工作，减轻了工作负担。2.2 运行监视界面1、 运行监视界面包括： A套系统运行状态监视； B套系统运行状态监视； A、B系统参数及信息监视； A、B系统开入开出监视； A、B系统模入模出及测频监视； A、B系统报警
7、监视；详细运行界面说明见下页。该界面主要供运行及维护人员观察信息、设置水头参数等使用。 图1 调速器运行监控窗口主控窗A是A套系统运行时的主窗口，在窗口上方正中显示了当前机组工况状态和调速器的主要状态，左右两侧分别显示了机组频率、水头高度和导叶开度、有功功率的数值（分为模拟表计显示与数字显示），在窗口中央是增加、减少两个按键，通过点击它可以对机组转速及负荷进行调节控制。在按键下方是用来显示输出控制量的平衡表。从调速器运行监控画面上可以清楚的了解到当前A、B套哪个为主调节器，机组当前所处的运行状态，机组是否正常运行，当前机组的频率、功率、导叶开度，以及当前机组的调节参数等。正常运行时,系统应显示
8、:最上面:”A主机,B从机,A界面”；或”A从机,B主机,A界面”；下面两格应显示：“运行”，同时调试字为：21。调试状态时显示“调试”，调试字为小于21以外的数字；状态指示有：“静止”、“停机”、 “空载”、“发电”，“开机”，控制字分别对应0-4五种；再下面两格应显示，“自动”或“手动”，“正常”或“故障”。 “增加”、“减少”键，在机组处于空载工况下，可以通过“增加”、“减少”键来调节机组的频率给定（步长为0.1HZ），在机组处于发电工况下，可以通过“增加”、“减少”键来调节机组的 开度(功率)给定（步长为0.5%开度）。主控窗B是B套系统运行时的主窗口，与上面相同，分别显示了B套系统的
9、机组频率、水头高度和导叶开度、有功功率，调速器状态等。这里不再重复。图2 调速器信息监控窗口信息窗用来显示系统的主要控制量及内部参数的当前值。窗口左右对称，分别显示A、B两套系统较为详细的状态信息。显示的信息包括：电网频率、频率给定、机组频率、机组转速、导叶给定、导叶行程相对值、导叶反馈1及导叶反馈2采样码值、电气开限、空载开度、齿盘测频、导叶输出电压、运行水头、功率给定、负载PID参数、空载PID参数等。运行时注意观察：机组频率和齿盘测频是否一致（机组转动时），导叶反馈1及导叶反馈2采样码值是否相同（一般相差不超过100）；运行水头是否设置正确，应和实际水头相对应；电气开限和空载开度是否正常
10、，调节PID参数是否和原来一致等。图3 调速器开关量监控窗口开关量窗口用来显示外部输入开关量及装置输出开关量。窗口左右对称，分别显示A、B两套系统的信息。显示的开关量输入信号包括：油开关、开机令、停机令、导手令、增加、减少指令、主从机状态、一次调频输入、机柜综合模块报警等。显示的开关量输出信号包括：调速器一般故障主要指： PT测频消失、齿盘测频消失、导叶反馈1或导叶反馈2有一个故障、功率测量故障、导叶液压故障（单个伺服阀故障）。较重故障主要指：机柜综合模块1和综合模块2报警、导叶反馈1和导叶反馈2同时故障。当主控伺服阀出现故障时，装置自动动作切换阀，控制液压系统到另一个伺服阀工作，此时切换阀动
11、作灯亮。当电调控制失灵时，可动作切手动控制阀，将控制权交到人工操作。此时手动控制阀灯亮。其他有：一次调频动作、导叶手动、PCC上电、调试态（输出到切换模件），切换原则可简述如下：两套系统状态相同，可以手动选择切换；一套系统故障、一套正常，装置自动选择正常一套（手动选择无效）；两套系统均故障，装置自动按（一般、严重故障）选择故障较轻的一套（手选无效）；一套系统运行，一套在调试态，装置自动选择运行的一套输出；一套系统有电，一套系统失电，装置自动选择有电的一套输出。点击“模拟量检查”按钮，显示图4界面，可以观察到功率、导叶1、导叶2变送器的AD采样值，采样码值对应关系如下：AD采样码值（16位AD）
12、：-3276832768对应输入通道：-10-+10V，功率采样码值应在221089范围，对应机组0250MW功率；导叶1及导叶2采样码值应在517020285范围，对应导叶行程0660mm（0-100%）。机组频率检查可查看A套及B套测频通道，机组PT测频和齿盘测频的测量值，测量范围：0120HZ。模拟量输出可以检查输出到电液比例伺服阀的控制电压，一般在-10V-+10V之间。正常调节控制稳定时，电压应在-0.5-+0.5之间，该显示和导叶控制输出相对应。其他模拟量输出为备用通道。图4 模拟量检查窗口图5 调速器状态报警监控窗口调速器状态报警窗的界面如图4所示：报警窗用来显示故障报警和故障诊
13、断处理信息，故障一旦被检测到，即使立刻消失，在窗口显示中仍将一直保持报警，直到点击窗口下方的“故障复归”按键后，当前所有的故障显示才被清除。这样，即可实现对偶发故障的记录。故障报警信息分为A、B两套系统，包括：PT测频故障、电网频率、齿盘测频、导叶反馈1、导叶反馈2、导叶液压、综合模块1及综合模块2（机械柜上）、水头采样、有功功率。状态指示包括：PCC上电、运行/调试指示、一次调频动作、切换阀动作、自动/手动指示，主从机指示。“一般故障”包括： PT测频消失、齿盘测频消失、导叶反馈1或导叶反馈2有一个故障、功率测量故障、导叶液压故障。“较重故障”包括：机柜综合模块1和综合模块2报警、导叶反馈1
14、和导叶反馈2同时故障。 “通讯故障”主要指A机或B机与触摸屏通讯中断时会有显示红色。图6 调速器密码输入窗口图7 系统复位密码窗口 图8 系统调试密码窗口图9 系统设置参数密码窗口图10 系统设置参数窗口点击“设置窗”，弹出界面如图6所示，选择“打开系统设置窗”（设置密码：234567） ，弹出界面如图9，点击“打开系统设置窗”按钮，弹出界面如图10，右边可设置水头选择、跟踪选择、运行/调试选择，运行人员一般不需要变化，请按图10显示设置；参数设置包括：频率死区、调差系数、跟踪频差、人工水头、导叶开限、调频限幅、功率死区、空载PID参数、负载PID参数等，一般空载及PID参数不需要变化，频率死区、调差系数、调频限幅涉及到一次调频功能，一般也不要变化，人工水头可能需要修改，修改完成后请注意观察其他参数是否合理，点击“参数写入”，等待成功信息返回，然后点击“设置B套”，按同样方法设置及检查，最后点击“参数写入”，等待成功信息返回，退回到主界面A。若装置出现异常，例PCC控制器报警（CPU模件ERROR灯亮）；两套系统状态不一致（一套显示运行，一套显示调试，则需要复位调试的一套，使之进入运行）；或开停机及调整负荷过程中，电调系统不响应等，需要复位操作，重新启动系统，方法如下：一般先将调速器切换到手动，点击“设置窗”，弹出界面如图6所示，选择“打开系统复位按钮”（设置密码：45678
