葛洲壩電廠調(diào)速系統(tǒng)介紹

1、葛洲壩電廠調(diào)速系統(tǒng)介紹葛洲壩電廠調(diào)速系統(tǒng)介紹2005年10月11日1一、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的根本知識一、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的根本知識1、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù) 水輪機(jī)調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié) 水輪機(jī)是一種以水為介質(zhì)的動力機(jī)械，與其他動力水輪機(jī)是一種以水為介質(zhì)的動力機(jī)械，與其他動力機(jī)械相比，它具有高效、本錢低、能源可再生、環(huán)保機(jī)械相比，它具有高效、本錢低、能源可再生、環(huán)保便于利用等優(yōu)點(diǎn)。水輪發(fā)電機(jī)組就是水輪機(jī)將水體的便于利用等優(yōu)點(diǎn)。水輪發(fā)電機(jī)組就是水輪機(jī)將水體的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，通過主軸傳遞能量，主軸能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，通過主軸傳遞能量，主軸帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在定子內(nèi)感應(yīng)出電勢，帶上外帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)

2、子旋轉(zhuǎn)，在定子內(nèi)感應(yīng)出電勢，帶上外負(fù)荷后便有電流輸出。而負(fù)荷后便有電流輸出。而“水輪機(jī)調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)就是指對構(gòu)成就是指對構(gòu)成水輪發(fā)電機(jī)組的水輪機(jī)的調(diào)節(jié)。水輪發(fā)電機(jī)組的水輪機(jī)的調(diào)節(jié)。 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的主要目的水輪機(jī)調(diào)節(jié)的主要目的 從發(fā)電到用電是由發(fā)電機(jī)輸出的功率，經(jīng)輸配電網(wǎng)從發(fā)電到用電是由發(fā)電機(jī)輸出的功率，經(jīng)輸配電網(wǎng)絡(luò)，送至用戶的，電網(wǎng)本身既不能產(chǎn)生電能也不能貯絡(luò)，送至用戶的，電網(wǎng)本身既不能產(chǎn)生電能也不能貯存電能，因此發(fā)電機(jī)送給用戶的電能是隨發(fā)隨用的，存電能，因此發(fā)電機(jī)送給用戶的電能是隨發(fā)隨用的，發(fā)電和用電之間有著互相影響的關(guān)系。電力系統(tǒng)中的發(fā)電和用電之間有著互相影響的關(guān)系。電力系統(tǒng)中的用戶負(fù)荷不是

3、固定不變的，用戶負(fù)荷的不斷變化引起用戶負(fù)荷不是固定不變的，用戶負(fù)荷的不斷變化引起電網(wǎng)頻率的升高或降低，發(fā)電機(jī)的頻率轉(zhuǎn)速也隨電網(wǎng)頻率的升高或降低，發(fā)電機(jī)的頻率轉(zhuǎn)速也隨之變之變2 化，用戶在用電過程中除要求供電可靠外，對電網(wǎng)電能質(zhì)量也有十分嚴(yán)格的要求。 按我國電力部門規(guī)定，電網(wǎng)的額定頻率為50赫茲，大電網(wǎng)允許頻率偏差為，允許電壓偏差不得超過 。對我國的中小電網(wǎng)來說，系統(tǒng)負(fù)荷波動有時(shí)會到達(dá)其總?cè)萘康?10；而且即使是大的電力系統(tǒng)其符合波動也往往會到達(dá)其總?cè)萘康?3。電力系統(tǒng)負(fù)荷的不斷變化，導(dǎo)致了系統(tǒng)頻率的波動。 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的主要目的就是使參與調(diào)節(jié)的水輪發(fā)電機(jī)組，能及時(shí)的適應(yīng)用戶負(fù)荷的不斷變化，調(diào)節(jié)其

4、輸出功率，使電網(wǎng)頻率和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，保證供電質(zhì)量。 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的根本任務(wù)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的根本任務(wù) 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的根本任務(wù)就是按照用戶符合變化所引起水水輪機(jī)調(diào)節(jié)的根本任務(wù)就是按照用戶符合變化所引起水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速或頻率變化的偏差，通過調(diào)速器自動調(diào)節(jié)水輪機(jī)輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速或頻率變化的偏差，通過調(diào)速器自動調(diào)節(jié)水輪機(jī)導(dǎo)葉開度，使發(fā)電機(jī)的輸出功率和頻率滿足用戶的要求。導(dǎo)葉開度，使發(fā)電機(jī)的輸出功率和頻率滿足用戶的要求。32、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的途徑和方法 水輪機(jī)出力的計(jì)算公式為： Nx=rQH 考慮到水輪機(jī)的水力和機(jī)械損失，水輪機(jī)的出力也可表示為： N=rQH 上述式中：N水輪機(jī)出力 r水的比重1000公斤/立

5、方米 H水輪機(jī)的工作水頭米 Q通過水輪機(jī)的流量立方米/秒 水輪機(jī)的效率 式中水輪機(jī)出力的單位為公斤.米/秒，稱為功率。但是在工程水輪機(jī)或發(fā)電機(jī)的出力通常用千瓦作為計(jì)算單位。1千瓦等于102公斤.米/秒，所以水輪機(jī)出力公式又可以寫成： N=rQH/102千瓦4 合理的水輪機(jī)調(diào)節(jié)途徑 水的比重一般可以認(rèn)為不變的；對于一個(gè)已經(jīng)生產(chǎn)出來的水輪發(fā)電機(jī)組來說，其效率一般使固定不變的，水頭的改變不僅受到客觀條件的限制、技術(shù)處理上也比較困難，而且不經(jīng)濟(jì)，因此在技術(shù)合理改變進(jìn)入水輪機(jī)的流量Q就是調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的合理途徑。 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的方法 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的方法就是利用調(diào)速器控制水輪機(jī)導(dǎo)葉的開度，改變進(jìn)入水輪機(jī)的流量

6、。 3 3、水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由水輪機(jī)控制設(shè)備系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)組成水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由水輪機(jī)控制設(shè)備系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)組成的閉環(huán)系統(tǒng)。其組成框圖如下所示：的閉環(huán)系統(tǒng)。其組成框圖如下所示：5引水和泄水 系 統(tǒng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)電 網(wǎng)測量元件執(zhí)行機(jī)構(gòu) 放大校正元件給定元件 反響元件64、水輪機(jī)調(diào)速器、水輪機(jī)調(diào)速器 水輪機(jī)調(diào)速器水輪機(jī)調(diào)速器 水輪機(jī)調(diào)速器就是由實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)及相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)和指水輪機(jī)調(diào)速器就是由實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)及相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)和指示儀表等組成的一個(gè)或幾個(gè)裝置的總稱。示儀表等組成的一個(gè)或幾個(gè)裝置的總稱。 水輪機(jī)調(diào)速器的組成水輪機(jī)調(diào)速器的組成 水輪機(jī)調(diào)速器主要有

7、測量單元、放大校正單元、反響單元、給水輪機(jī)調(diào)速器主要有測量單元、放大校正單元、反響單元、給定元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。定元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。 水輪機(jī)調(diào)速器的根本功用水輪機(jī)調(diào)速器的根本功用 水輪機(jī)調(diào)速器水電站水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的重要輔助設(shè)備。水輪機(jī)調(diào)速器水電站水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的重要輔助設(shè)備。 調(diào)速器與電站二次回路和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相配合，完成水輪發(fā)調(diào)速器與電站二次回路和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相配合，完成水輪發(fā)電機(jī)組的開機(jī)、停機(jī)、增減負(fù)荷、緊急停機(jī)等任務(wù)。電機(jī)組的開機(jī)、停機(jī)、增減負(fù)荷、緊急停機(jī)等任務(wù)。 水輪機(jī)調(diào)速器還可以與其他裝置一起完成自動發(fā)電控制、成組水輪機(jī)調(diào)速器還可以與其他裝置一起完成自動發(fā)電控制、成組控制、按水

8、位調(diào)節(jié)等任務(wù)?？刂啤此徽{(diào)節(jié)等任務(wù)。75 5、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的特點(diǎn) 水輪機(jī)調(diào)節(jié)是隨著電力生產(chǎn)和自動調(diào)節(jié)理論的開展而逐步形水輪機(jī)調(diào)節(jié)是隨著電力生產(chǎn)和自動調(diào)節(jié)理論的開展而逐步形成的一門科學(xué)。水輪機(jī)調(diào)節(jié)除具有一般自動調(diào)節(jié)的特征外，還具成的一門科學(xué)。水輪機(jī)調(diào)節(jié)除具有一般自動調(diào)節(jié)的特征外，還具有如下值得注意的特點(diǎn)：有如下值得注意的特點(diǎn)： 水輪機(jī)控制設(shè)備是通過水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)和漿葉機(jī)械來調(diào)節(jié)水輪水輪機(jī)控制設(shè)備是通過水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)和漿葉機(jī)械來調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量及其流態(tài)的，與同樣功率的汽輪機(jī)相比，其所需要的工作機(jī)流量及其流態(tài)的，與同樣功率的汽輪機(jī)相比，其所需要的工作能力要大的多，因此即使是中小型調(diào)速

9、器也大多要采用機(jī)械液壓能力要大的多，因此即使是中小型調(diào)速器也大多要采用機(jī)械液壓執(zhí)行結(jié)構(gòu)，而且常常有一級或二級液壓放大的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)；執(zhí)行結(jié)構(gòu)，而且常常有一級或二級液壓放大的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 由于水流存在著較大的水流慣性，這種慣性不僅阻止調(diào)節(jié)中需由于水流存在著較大的水流慣性，這種慣性不僅阻止調(diào)節(jié)中需要的水流速度的迅速改變，而且在水系中引起水錘效應(yīng)，產(chǎn)生與要的水流速度的迅速改變，而且在水系中引起水錘效應(yīng)，產(chǎn)生與調(diào)節(jié)相反的作用，從而惡化調(diào)節(jié)過程，使水輪機(jī)調(diào)節(jié)變得較為復(fù)調(diào)節(jié)相反的作用，從而惡化調(diào)節(jié)過程，使水輪機(jī)調(diào)節(jié)變得較為復(fù)雜。所以現(xiàn)代水輪機(jī)的調(diào)速器均設(shè)有增強(qiáng)穩(wěn)定的校正元件，以提雜。所以現(xiàn)代水輪機(jī)的調(diào)速

10、器均設(shè)有增強(qiáng)穩(wěn)定的校正元件，以提高水輪機(jī)調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性；高水輪機(jī)調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性； 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、非線性控制系統(tǒng)；水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、非線性控制系統(tǒng)；8 調(diào)節(jié)對象調(diào)節(jié)對象水輪機(jī)型式多種多樣混流式、軸流定槳式、軸流轉(zhuǎn)槳式、水輪機(jī)型式多種多樣混流式、軸流定槳式、軸流轉(zhuǎn)槳式、貫流式、沖擊式等等；貫流式、沖擊式等等； 水輪機(jī)特性式非線性的；水輪機(jī)特性式非線性的； 由于水輪發(fā)電機(jī)組有多種工作狀態(tài)：機(jī)組開機(jī)、機(jī)組停機(jī)、同期并網(wǎng)和由于水輪發(fā)電機(jī)組有多種工作狀態(tài)：機(jī)組開機(jī)、機(jī)組停機(jī)、同期并網(wǎng)和從電網(wǎng)解列后的空載、孤立電網(wǎng)運(yùn)行等等，所以水輪機(jī)調(diào)速器應(yīng)具有多種自從電網(wǎng)解列后的空載、孤立電網(wǎng)運(yùn)行等等

11、，所以水輪機(jī)調(diào)速器應(yīng)具有多種自動操作和控制的能力。動操作和控制的能力。6 6、水輪機(jī)調(diào)速器分類、水輪機(jī)調(diào)速器分類 水輪機(jī)調(diào)速器是水輪機(jī)控制的主體，它可以分為機(jī)械液壓調(diào)速器、電氣液壓調(diào)速器和數(shù)字式電液調(diào)速器等，數(shù)字式電液調(diào)速器通常又稱為微機(jī)調(diào)速器。 機(jī)械液壓調(diào)速器機(jī)械液壓調(diào)速器 機(jī)械液壓調(diào)速器的定義9 測速、穩(wěn)定及反響信號用機(jī)械液壓的方法產(chǎn)生，經(jīng)機(jī)械液壓綜合后通過液壓放大局部驅(qū)動水輪機(jī)接力器的調(diào)速器，稱為機(jī)械液壓調(diào)速器。 機(jī)械液壓調(diào)速器概述機(jī)械液壓調(diào)速器概述 最早的水輪機(jī)調(diào)速器都是機(jī)械液壓式的，它是隨著電力建設(shè)開展而在最早的水輪機(jī)調(diào)速器都是機(jī)械液壓式的，它是隨著電力建設(shè)開展而在20世紀(jì)初開展起來

12、的。它能滿足帶孤立負(fù)荷和中小型電網(wǎng)運(yùn)行的水輪發(fā)世紀(jì)初開展起來的。它能滿足帶孤立負(fù)荷和中小型電網(wǎng)運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)的需要，有較好的靜態(tài)特性和動態(tài)品質(zhì)，可靠性較高，但是，電機(jī)調(diào)節(jié)的需要，有較好的靜態(tài)特性和動態(tài)品質(zhì)，可靠性較高，但是，面臨大機(jī)組、大電網(wǎng)提出的高靈敏度、高性能和便于實(shí)現(xiàn)水電站自動化面臨大機(jī)組、大電網(wǎng)提出的高靈敏度、高性能和便于實(shí)現(xiàn)水電站自動化等要求，機(jī)械液壓調(diào)速器固有的采用機(jī)械液壓方法進(jìn)行測量、信號綜合等要求，機(jī)械液壓調(diào)速器固有的采用機(jī)械液壓方法進(jìn)行測量、信號綜合和穩(wěn)定調(diào)節(jié)的功能就顯露出明顯的缺陷。現(xiàn)在，新建的大型水輪發(fā)電機(jī)和穩(wěn)定調(diào)節(jié)的功能就顯露出明顯的缺陷?，F(xiàn)在，新建的大型水輪發(fā)電

13、機(jī)組幾乎均不采用機(jī)械液壓調(diào)速器，只有中小型機(jī)組特別是小型機(jī)組仍有組幾乎均不采用機(jī)械液壓調(diào)速器，只有中小型機(jī)組特別是小型機(jī)組仍有一局部才用機(jī)械液壓調(diào)速器。一局部才用機(jī)械液壓調(diào)速器。 典型機(jī)械液壓調(diào)速器結(jié)構(gòu)方框圖10I飛擺機(jī)組轉(zhuǎn)速1Ty1S1TyS1引導(dǎo)閥輔助接力器主配壓閥 主接力器bp永態(tài)差值裝置1TdSbtTdS緩沖裝置yI轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu) 主接力器反響、取速度信號、有暫態(tài)反響的主接力器反響、取速度信號、有暫態(tài)反響的PI調(diào)速器調(diào)速器 機(jī)械液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)種類較多，下面是兩種典型的機(jī)械液壓調(diào)速器結(jié)構(gòu)方框圖。11 中間接力器反響、取轉(zhuǎn)速信號、有暫態(tài)反響的中間接力器反響、取轉(zhuǎn)速信號、有暫態(tài)反響的PI調(diào)速

14、器調(diào)速器I飛擺機(jī)組轉(zhuǎn)速TyS1引導(dǎo)閥輔助接力器主配壓閥主接力器bp永態(tài)差值裝置1TdSbtTdS緩沖裝置I轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)TyS1I機(jī)械反響機(jī)械反響12Ty1 輔助接力器或中間接力器反響時(shí)間常數(shù)s)； Ty 主接力器反響時(shí)間常數(shù)s)； bp 永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)或永態(tài)差值系數(shù)； bt 暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)或暫態(tài)差值系數(shù)； Td 緩沖裝置時(shí)間常數(shù)s)； S 拉普拉斯算子。電氣液壓調(diào)速器電氣液壓調(diào)速器 電氣液壓調(diào)速器定義電氣液壓調(diào)速器定義 測速、穩(wěn)定及反響信號用電氣方法產(chǎn)生，經(jīng)電氣綜合、放大后，通過電氣測速、穩(wěn)定及反響信號用電氣方法產(chǎn)生，經(jīng)電氣綜合、放大后，通過電氣液壓放大局部驅(qū)動水輪機(jī)接力器的的調(diào)速器，稱為電氣液壓

15、調(diào)速器。液壓放大局部驅(qū)動水輪機(jī)接力器的的調(diào)速器，稱為電氣液壓調(diào)速器。13 電氣液壓調(diào)速器概述電氣液壓調(diào)速器概述 20世紀(jì)世紀(jì)50年代后是電氣液壓調(diào)速器迅速開展時(shí)期，電氣液壓調(diào)速器獲得了年代后是電氣液壓調(diào)速器迅速開展時(shí)期，電氣液壓調(diào)速器獲得了廣泛的應(yīng)用。從采用的元件來看，它又經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路運(yùn)廣泛的應(yīng)用。從采用的元件來看，它又經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路運(yùn)算放大器三個(gè)開展階段。但是電氣液壓調(diào)速器既所謂的電調(diào)實(shí)際上就是機(jī)械算放大器三個(gè)開展階段。但是電氣液壓調(diào)速器既所謂的電調(diào)實(shí)際上就是機(jī)械調(diào)速器的翻版，其控制局部沒有根本的變化。調(diào)速器的翻版，其控制局部沒有根本的變化。 20世紀(jì)世紀(jì)8

16、0年代以前，電子器件的快速開展已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，由集成電路年代以前，電子器件的快速開展已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，由集成電路模擬式器件已經(jīng)開展到了微機(jī)數(shù)字式器件，出現(xiàn)了不同檔次、不同功能、不模擬式器件已經(jīng)開展到了微機(jī)數(shù)字式器件，出現(xiàn)了不同檔次、不同功能、不同性質(zhì)指標(biāo)的微機(jī)電路板來作為半成品出現(xiàn)，為各種工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用數(shù)字技術(shù)同性質(zhì)指標(biāo)的微機(jī)電路板來作為半成品出現(xiàn)，為各種工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用數(shù)字技術(shù)創(chuàng)造了條件，現(xiàn)在很少有生產(chǎn)電氣液壓調(diào)速器的廠家了。創(chuàng)造了條件，現(xiàn)在很少有生產(chǎn)電氣液壓調(diào)速器的廠家了。 典型的電氣液壓調(diào)速器結(jié)構(gòu)方框圖14頻率測量及加速度環(huán)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速Ty1S1 放大環(huán)節(jié) 電液轉(zhuǎn)換器中間接力器主配壓閥主接力器

17、bp永態(tài)差值裝置1TdSbtTdS電氣緩沖裝置I頻率給定TyS1I機(jī)械反響1+T1yS1+TnS電氣反響15 電氣液壓調(diào)速器與機(jī)械液壓調(diào)速器比較電氣液壓調(diào)速器與機(jī)械液壓調(diào)速器比較 比較機(jī)械液壓調(diào)速器和電液壓調(diào)速器的機(jī)構(gòu)方框圖不難看出，它們有比較機(jī)械液壓調(diào)速器和電液壓調(diào)速器的機(jī)構(gòu)方框圖不難看出，它們有相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，僅僅是用以下電氣環(huán)節(jié)取代了相應(yīng)的機(jī)械液壓環(huán)節(jié)：相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，僅僅是用以下電氣環(huán)節(jié)取代了相應(yīng)的機(jī)械液壓環(huán)節(jié)：電氣頻率測量環(huán)節(jié)取代飛擺測速裝置；電氣頻率給定環(huán)節(jié)取代轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)；放大環(huán)節(jié)和電液轉(zhuǎn)換器完成電氣信號至機(jī)械液壓信號的轉(zhuǎn)換；電氣永態(tài)差值環(huán)節(jié)取代機(jī)械永態(tài)轉(zhuǎn)差裝置；電氣緩沖環(huán)節(jié)取代

18、機(jī)械液壓緩沖裝置；f. 由中間接力器引出電氣反響取代由中間接力器引出的機(jī)械反響。16 數(shù)字式電液調(diào)速器概述數(shù)字式電液調(diào)速器概述 數(shù)字式微機(jī)型電液調(diào)速器絕大局部功能是由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的，硬件只數(shù)字式微機(jī)型電液調(diào)速器絕大局部功能是由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的，硬件只是為軟件功能提供一個(gè)根底環(huán)境，由于計(jì)算機(jī)本身具有數(shù)字計(jì)算和邏輯判是為軟件功能提供一個(gè)根底環(huán)境，由于計(jì)算機(jī)本身具有數(shù)字計(jì)算和邏輯判斷功能，致使可以在微機(jī)調(diào)速器里開發(fā)出模擬式調(diào)速器無法實(shí)現(xiàn)的某些嶄斷功能，致使可以在微機(jī)調(diào)速器里開發(fā)出模擬式調(diào)速器無法實(shí)現(xiàn)的某些嶄新的功能，而且還使現(xiàn)代控制理論在調(diào)速器中的應(yīng)用成為可能，隨著微機(jī)新的功能，而且還使現(xiàn)代控制理

19、論在調(diào)速器中的應(yīng)用成為可能，隨著微機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、總線技術(shù)的開展，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的微機(jī)調(diào)節(jié)器功能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、總線技術(shù)的開展，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的微機(jī)調(diào)節(jié)器功能將會得到不斷的完善和開展。將會得到不斷的完善和開展。 與微機(jī)調(diào)節(jié)器的迅速開展和應(yīng)用同步，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的電機(jī)轉(zhuǎn)換裝與微機(jī)調(diào)節(jié)器的迅速開展和應(yīng)用同步，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的電機(jī)轉(zhuǎn)換裝置也有原來的單一的電液轉(zhuǎn)換器和電液伺服閥，開展成為步進(jìn)電機(jī)置也有原來的單一的電液轉(zhuǎn)換器和電液伺服閥，開展成為步進(jìn)電機(jī)/伺服電伺服電機(jī)構(gòu)成的電液轉(zhuǎn)換裝置。機(jī)構(gòu)成的電液轉(zhuǎn)換裝置。 數(shù)字微機(jī)式電液調(diào)速器與電氣液壓調(diào)速器比較數(shù)字微機(jī)式電液調(diào)速器與電氣液壓調(diào)速器比較

20、與模擬式電液調(diào)速器相比，有一個(gè)顯著的特點(diǎn)式微機(jī)型調(diào)速器功能齊全而與模擬式電液調(diào)速器相比，有一個(gè)顯著的特點(diǎn)式微機(jī)型調(diào)速器功能齊全而且硬件設(shè)備較少，硬件質(zhì)量、工藝水平和可靠性較高。且硬件設(shè)備較少，硬件質(zhì)量、工藝水平和可靠性較高。 數(shù)字式電液調(diào)速器數(shù)字式電液調(diào)速器17IKp1+T1vSKDSK1SbpIIII1TYS機(jī)組比例微分積分頻率頻率給定開度給定數(shù)模轉(zhuǎn)換電液隨動系統(tǒng)電氣反響fgfsycfyyf 一種微機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)方框圖18 fg 機(jī)組頻率測量值Hz) fc 頻率給定值Hz) Yc 開度給定相對值 Kp 比例增益或比例系數(shù) KD 微分增益或微分系數(shù) s) Ki 積分增益或積分系數(shù) (1/s )

21、 T1y 微分環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)s)二、葛洲壩電廠調(diào)速器介紹二、葛洲壩電廠調(diào)速器介紹1、葛洲壩電廠調(diào)速器類型葛洲壩電廠調(diào)速器類型 葛洲壩電廠有21臺軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)調(diào)速器為19 葛洲壩電廠有21臺軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)調(diào)速器為雙調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器既具有兩個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的水輪機(jī)調(diào)速器。 機(jī)組運(yùn)行的最優(yōu)效率工況式取決于導(dǎo)葉開度和輪葉角度得配合關(guān)系，因?yàn)檫@類水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動力矩除與導(dǎo)葉有關(guān)外，輪葉角度也是確定水輪機(jī)動力矩的因素。水輪機(jī)在不同的穩(wěn)定工況時(shí)，輪葉應(yīng)該按照導(dǎo)葉開度改變自己的角度，形成合理的組合關(guān)系，才可以獲得較好的效率工礦。 從葛洲壩電廠現(xiàn)有的21臺數(shù)字式水輪機(jī)調(diào)速器的主要控制核心部

22、件來來，葛洲壩電廠調(diào)速器可以分為三類，具體類型如下所示： 葛洲壩電廠葛洲壩電廠3F3F7F7F SJ-721A雙微機(jī)水輪機(jī)調(diào)速器 ，采用美國英特公司生產(chǎn)的Isbc88/25單板機(jī)微型計(jì)算機(jī)為控制核心，準(zhǔn)16位。 SJ-721A雙微機(jī)水輪機(jī)調(diào)速器由南瑞集團(tuán)電控所生產(chǎn)。 葛洲壩電廠葛洲壩電廠19F19F 20 PCC智能雙重調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器 ，采用B&R公司的2500系列的可編程計(jì)算機(jī)控制器作為控制的硬件平臺，PCC主機(jī)采用高性能的32位RISC精簡指令集CPU。 PCC智能雙重調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器具有完全相同的兩套控制系統(tǒng)。 PCC智能雙重調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器宜昌能達(dá)公司生產(chǎn)。 葛洲壩電廠1F、

23、2F、8F18F,20F、21F WBST-AQ)型可編程步進(jìn)電機(jī)式水輪機(jī)調(diào)速器，采用日本三菱公司的A系列或Q系列可編程控制器PLC作為控制的硬件平，成功的應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)取代電液轉(zhuǎn)換器，取消了傳統(tǒng)的電-液伺服系統(tǒng)，克服了模擬放大電路存在的各種問題，特別是取消了電液轉(zhuǎn)換器，消除了由于電液轉(zhuǎn)換器引起的一系列問題。WBST-AQ)型可編程步進(jìn)電機(jī)式水輪機(jī)調(diào)速器是單系統(tǒng)。 WBST-AQ)型可編程步進(jìn)電機(jī)式水輪機(jī)調(diào)速器由宜昌能達(dá)公司生產(chǎn)。212、可編程步進(jìn)式雙調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器 概述概述 可編程步進(jìn)式雙調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器由步進(jìn)式電-位移伺服系統(tǒng)，帶動液壓隨動系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對水輪機(jī)控制。 步進(jìn)式電-位移控制系統(tǒng)采

24、用可編程控制器-步進(jìn)式驅(qū)動器-步進(jìn)電機(jī)-絲杠-位移傳感器的結(jié)構(gòu)形式。 液壓隨動系統(tǒng)采用引導(dǎo)閥液壓隨動系統(tǒng)采用引導(dǎo)閥-輔助接力器輔助接力器-主配壓閥主配壓閥-主接力器主接力器-機(jī)械反機(jī)械反響的結(jié)構(gòu)形式。響的結(jié)構(gòu)形式。 可編程步進(jìn)式雙調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器采用三菱公司PLC的可編程控制器作為控制的硬件平臺。由于步進(jìn)電機(jī)成功的應(yīng)用，取消了傳統(tǒng)的電-液伺服系統(tǒng)，克服了模擬放大電路存在的各種問題，特別是取消了電液轉(zhuǎn)換器，消除了由于電液轉(zhuǎn)換器引起的一系列問題22 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 獨(dú)特的變速控制方式，具有自動檢測步進(jìn)電機(jī)失步等故障診斷處理功能。獨(dú)特的變速控制方式，具有自動檢測步進(jìn)電機(jī)失步等故障診斷處理功能。保證

25、了整個(gè)系統(tǒng)的平安可靠性。保證了整個(gè)系統(tǒng)的平安可靠性。 步進(jìn)式調(diào)速器除滿足和DL563-95的要求； 電氣回路中完全取消了電位器和繼電器，大大減少了接觸不良等不平安電氣回路中完全取消了電位器和繼電器，大大減少了接觸不良等不平安因素，柜內(nèi)無功率放大板等模擬電路，防止了模擬放大電路存在的漂移，抗因素，柜內(nèi)無功率放大板等模擬電路，防止了模擬放大電路存在的漂移，抗干擾性差等問題。干擾性差等問題。 具有頻率跟蹤，開度跟蹤，功率跟蹤功能，保證了調(diào)速器手/自動無擾動切換，以及運(yùn)行模式無擾動切換。 自動按工況改變運(yùn)行參數(shù)，調(diào)節(jié)平穩(wěn)，速動性好。 采用梯形圖編程，使程序易懂易讀，修改方便，用戶便于掌握23 采用單片

26、機(jī)測頻，線性度好，精度高，速度快。 除保存?zhèn)鹘y(tǒng)調(diào)速器具有的所有功能外，還增加了當(dāng)電源消失時(shí)自動進(jìn)入手除保存?zhèn)鹘y(tǒng)調(diào)速器具有的所有功能外，還增加了當(dāng)電源消失時(shí)自動進(jìn)入手動運(yùn)行并維持原有的開度不變的功能。動運(yùn)行并維持原有的開度不變的功能。 手手/自動運(yùn)行方式切換平穩(wěn)，不管是從手動運(yùn)行進(jìn)入自動運(yùn)行還是從自動自動運(yùn)行方式切換平穩(wěn)，不管是從手動運(yùn)行進(jìn)入自動運(yùn)行還是從自動運(yùn)行進(jìn)入手動運(yùn)行，都可隨意切換，而不必考慮開限是否處于限制狀態(tài)。運(yùn)行進(jìn)入手動運(yùn)行，都可隨意切換，而不必考慮開限是否處于限制狀態(tài)。(所所有的切換工作都在電路內(nèi)實(shí)現(xiàn)，不引起任何油壓波動和機(jī)械轉(zhuǎn)換有的切換工作都在電路內(nèi)實(shí)現(xiàn)，不引起任何油壓波動和機(jī)

27、械轉(zhuǎn)換)。 取消電液轉(zhuǎn)換器，手/自動切換(電磁配壓)閥，增/減(電磁配壓)閥等以及這些部件相應(yīng)的油管道，機(jī)械柜內(nèi)，除引導(dǎo)閥主配壓閥(及緊急停機(jī)電磁配壓閥)外，其它部件不用液壓油。 簡化開度限制機(jī)構(gòu)，簡化杠桿及濾油器，還簡化了機(jī)械的結(jié)構(gòu)。 不需要高精度的油源，因此降低了對濾油器的要求(僅供引導(dǎo)閥和緊急停機(jī)電磁閥用油)，又由于采用刮片式濾油器，取消了濾油器切換閥，也完全省去了濾油器的日常清洗更換工作。24 位移轉(zhuǎn)換裝置設(shè)有純手動機(jī)械式超行程保護(hù)功能，防止傳感器斷線等意外故障時(shí)，絲桿卡死過載，損壞步進(jìn)電機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，功能完善，操作方便，性能好，可靠性高，維護(hù)和檢修工作量極小。 主要功能主要功

28、能 正常運(yùn)行、故障運(yùn)行及緊急停機(jī)。自動開機(jī)時(shí)按水頭給定起動開度、空載開度。 設(shè)頻率調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)、開度調(diào)節(jié)等三種運(yùn)行模式。 運(yùn)行參數(shù)的輸入和修改。運(yùn)行參數(shù)的輸入和修改?？墒挚墒?自動地對以下參數(shù)進(jìn)行調(diào)整：自動地對以下參數(shù)進(jìn)行調(diào)整：運(yùn)行水頭、導(dǎo)葉給定開度、限制開度、頻率給定、功率給定。運(yùn)行水頭、導(dǎo)葉給定開度、限制開度、頻率給定、功率給定。 調(diào)速器手/自動無擾動切換和調(diào)速器運(yùn)行方式無擾動切換。25 遠(yuǎn)方控制、現(xiàn)場控制：所有的控制功能都可在現(xiàn)場進(jìn)行操作。遠(yuǎn)方可進(jìn)行自動/手動開/停機(jī)，增/減負(fù)荷(或頻率,開度)等操作。 在不停機(jī)(進(jìn)入純機(jī)械手動運(yùn)行)的狀態(tài)下，能方便可靠地進(jìn)行電氣及步進(jìn)式電-位移裝置的

29、檢修工作。 電源消失時(shí)維持原有導(dǎo)葉開度不變。 各類故障及電源消失報(bào)警出口。 開度，頻率，功率，實(shí)際值及給定值顯示。電氣開度限制顯示，水頭給定。 水頭，開度顯示自動復(fù)歸功能。26測有功測水頭觸摸屏操 作機(jī)頻電氣機(jī)械可編程控制器位移傳感器機(jī)械返饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖一測頻網(wǎng)頻導(dǎo)葉主接導(dǎo)葉步進(jìn)電機(jī)位移轉(zhuǎn)換主配導(dǎo)葉引導(dǎo)閥位移傳感器機(jī)械返饋輪葉主接輪葉步進(jìn)電機(jī)位移轉(zhuǎn)換主配輪葉引導(dǎo)閥水輪機(jī) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 導(dǎo)葉主接反響傳感器27 電氣局部硬件配置電氣局部硬件配置 控制核心采用Q2A型可編程控制器Q2A型可編程控制器中央處理模塊(CPU模塊)處理速度高,程序容量大,開入開出及模入模出配置靈活,采樣速度高,可靠性高。

30、 人機(jī)界面采用三菱A970型大屏幕觸摸屏與按鈕、指示燈相結(jié)合觸摸屏使參數(shù)觀察及設(shè)置變得直觀清晰、簡單容易。按鈕可實(shí)現(xiàn)常用操作,方便快捷。 測頻板采用8位單片機(jī)測頻，機(jī)組頻率和系統(tǒng)頻率經(jīng)隔離變壓器輸入后，再經(jīng)過濾波，放大，整形，將交流信號變成方波信號送單片機(jī)計(jì)算，然后經(jīng)光隔把數(shù)字量送PLC。28機(jī)頻網(wǎng)頻隔離變壓器隔離變壓器放大整形放大整形單片機(jī)采樣及計(jì)算光電隔離可編程控制器圖二 測頻電路硬件結(jié)構(gòu) 電源故障顯示板電源故障顯示小面板布置在電源綜合板上，當(dāng)調(diào)速器出現(xiàn)電源故障時(shí)，相應(yīng)的電源故障指示燈熄滅。 電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)采用交直流雙重供電方式，保證供電的可靠性。其配置如圖四。 29 機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)

31、電源綜合板隔離變壓器AC220VDC220V電源綜合板24V電源24V電源15V+5V電源AC2 2 0VDC 2 2 0VDC24VDC+15V圖四 電源系統(tǒng)示意圖DC 2 2 0VDC 2 2 0VDC24VDC-15VDC+5VDC24VDC+15VDC-15VDC+5V 機(jī)柜內(nèi)部布置有上擱板、底板。上擱板上布置有步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動器、位移傳感器、開度指示機(jī)構(gòu)、手操機(jī)構(gòu)等。 30底板上安裝有濾油器，緊急停機(jī)電磁配壓閥、壓力表，檢修閥門等。引導(dǎo)閥、主配壓閥布置在底板下。刮片式濾油器供給引導(dǎo)閥及應(yīng)急閥塊用油，壓力表指示濾油器后部的壓力值。 緊急停機(jī)電磁鐵采用帶記憶功能集成式應(yīng)急球閥，具備機(jī)械手動

32、操作和電操作兩種方式，操作平安性高，抗油污能力強(qiáng)。其由兩個(gè)先導(dǎo)閥(球閥)和一個(gè)執(zhí)行閥組成，執(zhí)行閥帶液壓開關(guān)鎖，執(zhí)行閥需動，必須先導(dǎo)閥開鎖。在電控制時(shí)，只需要脈沖控制信號就能使應(yīng)急閥動作，控制信號消失后，液壓自保持。電磁閥線圈不用長期帶電，大大提高了線圈的工作壽命。31操作手輪步進(jìn)電機(jī)連軸器軸承絲桿螺母移動套 位移轉(zhuǎn)換裝置32 主配壓閥PBATT33閥芯和閥殼都采用鍛件結(jié)構(gòu),閥芯采用三閥盤等徑結(jié)構(gòu)，加工工藝好,動作導(dǎo)向好，主配壓閥不容易發(fā)卡。配油口環(huán)形開槽，具有通油能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其中主配閥芯和閥套選用同材質(zhì)20CrMo滲碳淬火的材料，相同的熱處理。加工采用專業(yè)廠家，保證主配壓閥閥芯閥套高硬度、小

33、間隙、高精度等要求。主配壓閥上設(shè)置動作失靈接點(diǎn)，安裝方便；增加緊急停機(jī)快速動作通道，保證調(diào)速故障情況下，機(jī)組迅速可靠停機(jī)。環(huán)形窗口裙邊開口34 采用刮片式濾油器，無需清掃濾芯，有前后壓差時(shí)，旋轉(zhuǎn)幾圈濾芯，即可消除壓差，小修時(shí)，卸下慮油器底部堵頭，放出雜質(zhì)即可。 刮片式濾油器 調(diào)速器機(jī)械局部機(jī)構(gòu)示意圖調(diào)速器機(jī)械局部機(jī)構(gòu)示意圖35BATTP緊急停機(jī)壓力油排油位移轉(zhuǎn)換手動開限主接力器機(jī)械反響36輸入故障處理模式切換手自動切換手動自動開機(jī)停機(jī)甩負(fù)荷空載負(fù)載調(diào)相PID計(jì)算輸出 調(diào)速器主程序方框圖 調(diào)速器程序方框圖調(diào)速器程序方框圖37開始DL斷開F45Hz頻率跟蹤50Hz送頻給網(wǎng)頻送頻給空載PID參數(shù)NO

34、PID調(diào)節(jié)程序結(jié)束NONO 調(diào)速器空載方框圖38開始DL合50Hz送頻給頻率模式加頻率死區(qū)去頻率死區(qū)負(fù)載PID參數(shù)NOPID調(diào)節(jié)程序結(jié)束NO開度模式功率模式開度給定功率給定 調(diào)速器負(fù)載方框圖393 3、PCCPCC智能水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)調(diào)速器智能水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)調(diào)速器 概述概述 PCC智能步進(jìn)式水輪機(jī)調(diào)速器是由步進(jìn)式電位移伺服系統(tǒng)，帶動液壓隨動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對水輪機(jī)的控制。 步進(jìn)式電位移伺服系統(tǒng)采用可編程計(jì)算機(jī)控制器步進(jìn)式電位移伺服系統(tǒng)采用可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC數(shù)字式步數(shù)字式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)位移轉(zhuǎn)換絲桿位移轉(zhuǎn)換絲桿位移傳感器反響的結(jié)構(gòu)位移傳感器反響的結(jié)構(gòu)形式。形式。 液壓隨動

35、系統(tǒng)采用原引導(dǎo)閥液壓隨動系統(tǒng)采用原引導(dǎo)閥輔助接力器輔助接力器主配壓閥主配壓閥主接力主接力器器主接傳感器反響的結(jié)構(gòu)形式。主接傳感器反響的結(jié)構(gòu)形式。 PCC主機(jī)采用高性能的32位RISC精簡指令集CPU，使用模塊化、實(shí)時(shí)多任務(wù)的操作系統(tǒng)，并配置IP智能模塊，進(jìn)行多處理器并行處理，加上其主CPU的高速運(yùn)算能力，使得在軟件控制算法中使用較復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型成為可能。 PCC智能步進(jìn)式水輪機(jī)調(diào)速器采用B&R公司的可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC代替三菱公司的A系列PLC作為控制的硬件平臺。4041 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) PCC智能調(diào)速器除了繼承原先PLC可編程控制器步進(jìn)式水輪機(jī)調(diào)速器的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有以下特

36、點(diǎn)： 簡化了電源結(jié)構(gòu)，提高電源局部的可靠性。即使電源有波動也不影響調(diào)簡化了電源結(jié)構(gòu)，提高電源局部的可靠性。即使電源有波動也不影響調(diào)速器的正常運(yùn)行。速器的正常運(yùn)行。 獨(dú)特的變速控制方式，具有自動檢測步進(jìn)電機(jī)失步等故障診斷和處理功能。獨(dú)特的變速控制方式，具有自動檢測步進(jìn)電機(jī)失步等故障診斷和處理功能。保證了整個(gè)系統(tǒng)的平安性和可靠性。保證了整個(gè)系統(tǒng)的平安性和可靠性。 采用智能控制算法，不斷監(jiān)測當(dāng)前調(diào)速器的調(diào)節(jié)品質(zhì)，并自動改變運(yùn)行參數(shù)，使調(diào)節(jié)平穩(wěn)，速動性好。 采用梯形圖和高級語言采用梯形圖和高級語言C混合編程，保存了程序易懂易讀、修改方便、用戶混合編程，保存了程序易懂易讀、修改方便、用戶便于掌握的特點(diǎn)，

37、同時(shí)，使用便于掌握的特點(diǎn)，同時(shí)，使用C語言編程，還具有易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算、能語言編程，還具有易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算、能提高控制精度等優(yōu)點(diǎn)。提高控制精度等優(yōu)點(diǎn)。 PCC借助了PC機(jī)中操作系統(tǒng)的概念，它的操作系統(tǒng)是模塊化的、可裝入式的，能方便的進(jìn)行升級，在調(diào)試程序的時(shí)候也具有很大的靈活性。42 PCC主機(jī)簡介主機(jī)簡介2005系列可編程計(jì)算機(jī)控制器是由奧地利系列可編程計(jì)算機(jī)控制器是由奧地利B&R貝加萊工業(yè)自動化公司生產(chǎn)的貝加萊工業(yè)自動化公司生產(chǎn)的中型中型PCC，體積小、速度快、抗干擾能力強(qiáng)，它采用模塊化結(jié)構(gòu)，配置靈活，體積小、速度快、抗干擾能力強(qiáng)，它采用模塊化結(jié)構(gòu)，配置靈活，擴(kuò)展方便，還

38、支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。可以采用世界通用的繼電器邏擴(kuò)展方便，還支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議?？梢圆捎檬澜缤ㄓ玫睦^電器邏輯梯形圖編程方法，易于掌握；輯梯形圖編程方法，易于掌握； 使用寸大屏幕觸摸屏，提供了良好的人機(jī)交互界面，方便用戶使用。 用B&R公司的智能數(shù)字量混合模塊DM455整形板代替單片機(jī)進(jìn)行測頻，可靠性高、線性度更好，精度更高，速度更快。 硬件配置硬件配置 步進(jìn)式調(diào)速器電氣局部主要由可編程計(jì)算機(jī)控制器步進(jìn)式調(diào)速器電氣局部主要由可編程計(jì)算機(jī)控制器PCCPCC、測、測頻信號整形板頻信號整形板ZXBZXB、電源模塊、操作按鈕和燈、差動變壓器式反、電源模塊、操作按鈕和燈、差動變壓

39、器式反響傳感器和觸摸顯示屏組成。響傳感器和觸摸顯示屏組成。 43 電源系統(tǒng) PCC主要技術(shù)參數(shù)PCC也可以使用高級語言C進(jìn)行編程，通過C語言強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)計(jì)算語句，輕松實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的算法；還可以混合編程，充分利用不同編程方法的優(yōu)點(diǎn)。軟件上也采取了模塊化的結(jié)構(gòu)，有大量的系統(tǒng)函數(shù)庫供選用，也可自由定制用戶庫，方便用戶程序的移植和升級維護(hù)。a型號：2005系列b輸入：16點(diǎn)數(shù)字量DI模塊、8通道模擬量AI模塊c輸出：16點(diǎn)數(shù)字量DO模塊、8通道模擬量AO模塊d工作電源：50HZ，24VDC、220VDC、120VAC、230VAC可選 系統(tǒng)電源采用交直流雙重供電方式，工作電源采用雙開關(guān)電源供電方式，保

40、證供電的可靠性，其配置如以以下圖 44電源綜合板隔離變壓器AC220VDC220V電源綜合板24V電源24V電源15V+5V電源AC220VDC 220VDC24VDC+15V 電源系統(tǒng)示意圖DC 220VDC 220VDC24VDC-15VDC+5VDC24VDC+15VDC-15VDC+5V45測有功測水頭觸摸屏操 作機(jī)頻電氣機(jī)械可編程計(jì)算機(jī)控制器位移傳感器機(jī)械返饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖一測頻網(wǎng)頻導(dǎo)葉主接導(dǎo)葉步進(jìn)電機(jī)位移轉(zhuǎn)換主配導(dǎo)葉引導(dǎo)閥位移傳感器機(jī)械返饋輪葉主接輪葉步進(jìn)電機(jī)位移轉(zhuǎn)換主配輪葉引導(dǎo)閥水輪機(jī) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 應(yīng)急閥464 4、 調(diào)速器工作原理調(diào)速器工作原理 自動開機(jī) 調(diào)速器無故障時(shí)，將導(dǎo)

41、/輪葉置自動狀態(tài)，水頭按當(dāng)前實(shí)際水頭設(shè)定或者由自動水位裝置給定測得的水頭值，鎖錠在拔出狀態(tài)，緊急停機(jī)電磁閥在復(fù)歸位置，輪葉在起動開度位置輪葉起動開度根據(jù)用戶提供參數(shù)在軟件中設(shè)置，機(jī)組具備開機(jī)條件，由中控室或機(jī)旁盤發(fā)開機(jī)令給調(diào)速器，調(diào)速器接收到開機(jī)令后，使步進(jìn)電機(jī)向開啟方向旋轉(zhuǎn)，過程如下： 導(dǎo)葉開至第一起動開度，機(jī)組轉(zhuǎn)速開始上升。輪葉全關(guān)。 當(dāng)機(jī)組頻率45Hz時(shí),導(dǎo)葉回關(guān)到第二起動開度，PID參與調(diào)節(jié)，機(jī)組自動跟蹤網(wǎng)頻，如果無網(wǎng)頻信號或網(wǎng)頻故障時(shí)，機(jī)組自動跟蹤50HZ。 自動運(yùn)行自動運(yùn)行 空載運(yùn)行，導(dǎo)葉在自動狀態(tài)，機(jī)組在頻率模式下運(yùn)行。 47 由整形板ZXB采集機(jī)組頻率和系統(tǒng)頻率的正弦波信號，經(jīng)

42、過整形、放大變成方波信號送DM455計(jì)算，將計(jì)算的數(shù)字量送入可編程控制器PCC的CPU，可編程控制器采集的機(jī)頻、網(wǎng)頻信號以及其它各種反響信號等進(jìn)行運(yùn)算處理后，驅(qū)動導(dǎo)葉步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)葉步進(jìn)電機(jī)帶動導(dǎo)葉絲桿轉(zhuǎn)動，導(dǎo)葉絲桿將電機(jī)的轉(zhuǎn)動變成引導(dǎo)閥芯的直線位移；導(dǎo)葉中間位移傳感器將導(dǎo)葉絲桿位移信號反響到可編程控制器；當(dāng)導(dǎo)葉絲桿的位置與可編程控制器所要求的值相時(shí)，導(dǎo)葉步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)使引導(dǎo)閥回中，導(dǎo)葉電-位移伺服系統(tǒng)完成閉環(huán)調(diào)節(jié)。 導(dǎo)葉絲桿的位移信號經(jīng)過杠桿帶動導(dǎo)葉引導(dǎo)閥，通過壓力油控制導(dǎo)葉輔助接力器、經(jīng)主配壓閥放大后推動導(dǎo)葉主接力器移動，通過調(diào)速環(huán)控制導(dǎo)水葉的進(jìn)水量，從而調(diào)節(jié)機(jī)組頻率；同時(shí)導(dǎo)葉主接力器的移動經(jīng)主接傳感器使導(dǎo)葉引導(dǎo)閥回中，液壓隨動系統(tǒng)完成閉環(huán)調(diào)節(jié)。 輪葉的運(yùn)行規(guī)律由可編程控制器軟件中的協(xié)聯(lián)關(guān)系曲線確定，其電-位移伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式與導(dǎo)葉完全一致；其機(jī)械與液壓隨動系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式與導(dǎo)葉完全一致。 48 負(fù)載運(yùn)行 斷路器合上后，機(jī)組運(yùn)行在開度模式、功率模式或頻率模式下，在面板上或中控室增/減負(fù)荷開度、功率給定可調(diào)節(jié)機(jī)組出力。 在觸摸屏上可增/減負(fù)荷、三種模式間可以進(jìn)行無擾動切換。 自動停機(jī)自動停機(jī) 將負(fù)荷減到零，斷路器分后，發(fā)將負(fù)荷減到零，斷路器分后，發(fā)“停機(jī)令，使導(dǎo)葉步進(jìn)電機(jī)向關(guān)閉方向旋停機(jī)令，使導(dǎo)葉步進(jìn)電機(jī)向