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1、1.3 调速器及油压装置运行规程1主题内容与适用范围本规程规定了白溪水库电站水轮机调速器及油压装置的运行规范、运行方式、运行操作、设备检查 事故处理及相关试验等方面的内容。本规程适用于宁波市白溪水库水力发电厂。2引用标准DL/T7922001 水轮机调速器及油压装置运行规程GB/T9652.11997 水轮机调速器与油压装置技术条件数字调速器原理说明书、触摸屏操作说明书SLT-16Mpa系列全数字高油压组合式调速器机械液压系统说明书3 概述 水轮机调速器是用以调节控制机组转速和负荷的自动调节装置，当机组事故或电力系统甩负荷时，起 紧急事故停机和快速关闭导叶、以抑制机组过速和稳定转速。水轮机调速
2、器是由实现水轮机调节及相应控 制的电气控制装置和机械执行机构组成的。3.1 各项技术参数白溪水库水力发电厂采用武汉三联水电控制设备有限公司生产的GSLT-5000-16MPa型全数字高油压组 合式调速器。其各项性能指标参数如下3.1.1 主要技术指标额定输入电压：AC220V10%, DC110V10%； 调节规律：补偿 PID；整机平均无故障时间：三25000小时； 测频方式：残压测频；暂态转差系数：bt = 0-200%（调整分辨率1%）；永态转差系数：bp = O10%（调整分辨率1%）；积分时间常数：Td = O 20S （调整分辨率1S）；加速度时间常数：Tn=O 5S （调整分辨率
3、0.1S）； 频率给定范围 频率人工范围FG=45.055.0HZ （调整分辨率 0.01HZ）；E = 0 0.5HZ （调整分辨率 0.01HZ）； 功率死区范围i=05%； 功率给定范围P = 0100%（以机组最大能发有功为额定值）3.1.2 调节性能指标测频误差：W0.00034%；静特性转速死区：ixV0.04%最大非线性度5%；空载频率摆动值：W 0.15%（即W 0.075HZ）；甩25%负荷接力器不动时间：W0.2S；甩100%负荷，过渡过程超过3%额定转速的波峰数NV2,调节时间TV40S。3.1.3 其他技术参数 接力器容量： 50000NM；工作油压：16MPa；压力罐
4、容积：3X80L； 回油箱容积： 1.5m3； 调速轴转角： 45 ； 接力器行程/容积： 210mm/4.9l； 接力器开关机时间： 215S； 油泵功率：两台 5.5kW。3.2 性能特点3.2.1 综合性能 动、静态品质优异，所有性能指标均达到或优于国家标准； 自适应式开机规律，无需设置开机顶点，开机参数，对不同机组均能迅速安全地将机组开启至空 载，可适应不同水头下的自动开机；空载自动跟踪电网频率，以及特有自动补偿PID调节规律，能使机组频率迅速达到同期要求； 具有区别于机械手动的电手动调节功能，方便调试；负载智能式变结构PID调节规律，能使机组适应电网的各种恶劣变化。即负载实时监视电网
5、波动 情况，能在电网发生变化时，自动选择最优调节规律反调节参数，保护机组安全，并使机组始终工作于最 佳状态； 完备的有功功率闭环调节功能，除常规功率闭环调节方式外（即采用开关量接口调节方式），还能 以串符通讯方式接受计算机监控系统给定有功设定值，自动接设定值进行有功功率闭环调节；采用PWM脉宽调制输出，取消了模拟量输出，最小脉宽V5mS； 各运行工况可以任意切换无扰动。3.2.2 电气方面性能电气部分以可靠性极高的可编程控制器为核心，所有PLC本体的平均无故障运行时间三30万小时， 且外围电路均采用进口元件（包括按键、旋钮等）； 智能容错测频及自动识别大小网，频率测量精度高；多处理器并行工作，
6、速度快。扫描周期WIOmS,最快可达到5 mS；高抗干扰能力：所有I/O接口均采用光电隔离及软件过滤； 多种交互方式：能通过计算机键盘、编程器、电柜面板上的操作按钮等多种方式设置参数及进行 操作； 硬件布置采用积木式结构，使功能扩展极为简便，并易于检修； 采用交、直流双路电源供电，互为热备用，无扰切换； 交直流供电即使同时消失，液压执行机构自保持原状态； 具有自动容错功能：当机组带负荷运行，机频测量故障，发出报警信号，并保持故障前开度不变； 特有小电网调节规律，使小电网运行无需人员干预； 带有串行通讯接口，兼容性好，可与各种计算机监控系统联接； 故障自诊断功能，调节器能实时监视自身组成模块，一
7、旦发生故障，能立即诊断，并以数字状态显示指出故障部件；跟踪功能：电气部分可自动跟踪机械手动，机械手动切至自动或电手动时不需任何调整，为无扰 切换。3.2.3 机械方面性能 机械液压随动系统采用全数字液压技术，标准液压元件组成，工作可靠。静态无油耗，主接力器 零位时无漂移； 采用高油压囊式蓄能器，不需另设压缩气系统进行充气和补气； 甩负荷时可进行分段关闭，减小水压对压力钢管冲击； 不断流双芯滤油，不锈钢折叠式滤网，寿命长、易保养； 机械液压系统零点自保持，免调校、免维护。4 调速器结构及其功能调速器系统主要由电气部分，电液随动系统和油压装置三部分构成。结构型式为组合式（接力器内置）。4.1 电气
8、部分4.1.1 供电电源及监视采用交直流双电源互为备用的供电形式，交流电源采用隔离变压器隔离后输入到交流高频开关电源，直 流电源输入直流高频开关电源，两开关电源的输出经二极管后并联，实现了真正的交直流双电源互为热备的 冗余结构，保证了电源的可靠性。调速器系统的控制及信号电源采用DC24V供电，调速柜及调速器控制柜内 分别装设冗余的带滤波器及抗干扰装置的双电源变换模块, 每个电源模块采用交/直流并列供电，两个电源模 块的输出经过隔离装置后汇接在一起形成直流小母线，分别向微机调速系统、转速探测和速度监控系统及紧 急停机操作系统等提供相互独立的供电回路。外供的交流或直流电源之一消失时或俩套电源模块退
9、出时，均 不影响调速系统正常工作。调速器控制柜内装设电压监视继电器，对输入、输出电源等进行监视，盘面装设相应的电源投入信号 指示等，并提供独立的电源投入（常开接点）、电源消失（常闭接点）监视信号。4.1.2 电气控制系统电气控制系统是以施耐德MODICON TSX系列的Momentum可编程控制器PLC的各项功能模块为核心硬 件，辅以智能彩色液晶显示触摸屏，测频模块，开关量输入、输出模块，通讯模块、底板总线以及继电器 等元件，组合而成的高可靠性工业控制装置。其系统设计特点是采用了补偿PID调节方式，具有控制 结构自适应和参数自适应的调节功能，自动按工况改变运行参数、PID调节参数及整机放大系数
10、，使 调速系统始终工作在较佳的工况点。在控制上采用新型脉宽脉码调制 PWM 技术及非线性脉宽调制分段控 制策略。实现了水轮发电机数字控制，并在各种工况下稳定运行。具有智能式操作和显示，提供了方便、 准确、直观的人机界面。调速器内设有开机、停机、发电、调相、增减功率等操作回路，只需给调速 器相应的操作指令，调速器便能自动完成上述操作，简化了与水机自动操作回路的联系。4.2 电液随动系统电液随动系统主要包括带手动操作球座式电磁阀（数字球阀）、液控换向阀、紧急停机电磁阀、快慢 分选阀、分段关闭阀以及节流阀组成无明管、无杠杆、无钢丝绳、静态无油耗的机械液压执行系统。其主 要器件如下：4.2.1 球座式
11、电磁阀（数字球阀）球座电磁阀是一种开关式液压控制元件，通过脉冲点信号来实现开启、截止两种状态的切换，来控制 液流方向和流量。与普通伺服阀相比，该阀无零位搭叠量，切换时间短，频率响应高，并且可以手动操作。 检修更换也很方便。4.2.2 液控换向阀 液控换向阀由起先导控制作用的球座式电磁阀和控制主油路的液控主阀两部分组成。控制电气信号（或人工手动）使先导电磁阀换向切换控制油路使液控换向阀换向。4.2.3 紧急停机电磁阀 紧急停机电磁阀为双向电磁阀，无需长期通电，直接控制液控换向阀的压力油流使接力器紧急关闭。4.2.4 快慢分选阀 根据调节量的大小，由快慢分选阀断开或接通压力油来控制接力器的回油是否
12、通过节流阀，从而达到 控制接力器动作速度的目的。4.2.5 分断关闭阀 在接力器关闭时，当导叶开度低于某个定值，通过控制分断关闭阀接通使接力器回油通过节流阀，由 此达到接力器关闭先快后慢的要求。4.2.6 节流阀 与快慢分选阀或分断关闭阀配合，使接力器回油通过节流阀，达到降低接力器动作速度的目的。4.3 油压装置 油压装置由回油箱、高压齿轮油泵、气囊式蓄能器、溢流阀、滤油器以及其他部件组成。4.3.1 回油箱 回油箱是储存无压力油的箱型容器，又是调速器的基座。侧面装有液位计，可以观察油位高低。4.3.2 高压齿轮油泵 齿轮油泵的主要特点是结构简单，紧凑、重量轻，自吸力强，转速范围大，对油污杂质
13、的敏感性不高， 不易咬死，工作可靠。两组高压油泵，一组工作，一组热备用；运行中主用泵和备用泵可相互切换，增加 了油源可靠性。油泵的启停控制由机组PLC执行，油泵启停的整定值如下：停泵压力为：16.0MPa,启动 主用泵压力为：14.0MPa,启动备用泵压力为：13.5MPa。压力超过16.5 MPa报压力过高，压力低于11.0 MPa 报压力过低。4.3.3 气囊式蓄能器调速器油压等级为16Mpa，采用标准的高压氮气蓄能罐作为油压装置的压力油罐，不需要配置自动补 气装置或中间补气罐。皮囊充氮气压力为31.5MPa,长时间使用后氮气压力降为3MPa时，必须人为补充氮 气。蓄能器主要作用如下：a）
14、贮存能量，当系统瞬时需要大量压力油时，油蓄能器和油泵同时供油，故减少电机油泵的启动次 数；b）缓和冲击，吸收脉动压力和冲击压力，使系统压力平衡。延长油泵；c）当停电故障，可以保证利用蓄能器的有效排量，开关一个全行程；4.3.4 溢流阀溢流阀在系统内作为安全阀使用， 安装在油泵出口处，其作用是当系统压力高于额定压力而油泵仍 在工作时，将油泵输出的高压油直接排入回油箱，调整阀内弹簧的预压量可整定其动作值。我厂调速器溢 流阀动作值为 16.3MPa。4.3.4 滤油器调速器配置油过滤装置双联滤油器，过滤精度为20 Mm,该过滤装置能在正常运行中进行清洗。滤油 器滤网为并联两组，互为备用，能自动切换；
15、切换时不影响液压系统正常工作。采用不锈钢折叠式滤网， 强度高、过流面积大，便于运行中取出清扫，清扫不造成油路系统污染。5 调速器运行工况调速系统有三种控制模式：远方自动、现地自动和现地手动（现地手动分为现地电手动和现地机械手 动），三种控制模式的优先级依次为：现地手动（机械手动、电手动） 、现地自动和远方自动。 自动运行、电手动和机械纯手动三种控制模式，任意切换方便可靠，三种控制模式完全无扰动地切换。当 电气部分发生故障时，可无扰动地切换至机械手动状态。5.1 自动运行工况自动运行分为远方自动和现地自动两种工况。远方自动运行时，将调速器电控柜上“远方/现地”旋 钮切至“远方”侧，“机手动/电动”旋钮切至“电动”侧。该模式下，调速器的锁定投拔，开机、停机令 负载运行调速器开度控制都是通过机组 PLC 来实现。现地自动运行时，将调速器电控柜上“远方/现地” 旋钮切至“现地”侧，“机手动/电动”旋钮切至“电动”侧。该模式下，调速器会根据频率跟踪或频率给 定的设定功能让机组频率维持在要求范围。5.1.1 停机备用状态调速器自动运行运行时，在停机备用工况设置有停机联锁保护功能。停机联锁的动作条件 :无
