1、0水轮机调速器培训教材米建国 刘忠良天津市科音自控设备有限公司地 址 ： 天 津 北 辰 科 技 园 区 景 观 路邮 编 ： 300409电 话 : 022-26990200/022-26990202传 真 ： 022-26994609Web: http/Email: 1前 言根椐近几年来，天津市科音自控设备有限公司举办调速器培训班的经验，及一些电站的实际调试经验，我们编写了新版的调速器培训教材，为使本教材达到深入浅出的效果，参考了一些理论书籍，使本教材真正达到理论联系实际。教材涵盖了天津市科音自控设备有限公司的大部分产品，及当前市场上其它有代表性的产品，具有一定的实用价值。2001年5月，
2、天津市科音自控设备有限公司研制的步进式PCC可编程智能调速器已成功应用于龙羊峡水电站，对小水电的两台YWT-600型微机调速器进行了改造。在此基础上研制了数字阀PCC可编程智能调速器，该项目是国家科技部创新基金项目（项目编号：04C26211201022）。该产品已在多个水电站成功投运，并被世界经理人周刊经济日报.名牌时报等媒体评为2005年中国500最佳新产品之一。教材以创新基金项目“数字阀PCC智能调速器”为重点，介绍了调速器的构成、工作原理、操作和调整方法，同时介绍了步进式PMC微控制器调速器的相关内容，调速器的静态和动态特性，微机调速器的工作状态，调速器的试验方法和现场参数选择方法，以
3、及油压装置的工作原理等。希望通过培训使学员能够掌握调速器的基本原理，能够正确使用调速器，对调速器进行必要的日常维护。避免由于操作和维护不当而造成调速器故障。在编写过程中得到了天津市科音自控设备有限公司研发部部长钱军辉，工程师：张伟朋、丛燕、黄炎彬的大力支持，在此表示衷心感谢。不当和遗漏之处，恳请大家不吝指正。编 者2006年 10月于天津市科音自控设备有限公司I目 录目 录 .I第一章 概 述 .11.1水轮机调速器的任务： .11.2水轮机调速器的种类： .11.3调速器的型号说明 .11.4水轮机调节系统的特点 .11.5调速器一览表 .2第二章水轮机调节系统的静态和动态特性 .32.1
4、水轮机调节系统静态特性 .32.1.1永态转差系数 .32.1.2转速死区ix .42.1.3人工频率死区Ef(ef)和人工开度/功率死区Ey/p .42.2 微机调速器动态特性 .5第三章 微机调速器 的工作状态 .73.1 停机等待(TJDD)状态 .73.2 开机(KJ)过程 .73.3 空载(KZ)状态 .83.4 负载(FZ)状态 .83.5 甩负荷(SFH)过程 .83.6 调相(TX)状态 .83.7 停机(TJ)过程 .9第四章 数字阀PCC智能调速器的特点及构成 .104.1 主要特点 .104.2 主要功能 .114.3 调速器 的构成 .11II4.4 工作过程 .12第
5、五章 数字阀PCC智能调速器的电气工作原理 .145.1 可编程计算机控制器(PCC) .145.1.1 中央处理器(CPU) .145.1.2 数字量输入模块(DI) .155.1.3 数字量输出模块(DO) .165.1.4 模拟量输入模块(AI) .165.1.5 模拟量输出模块(AO) .175.1.6 数字量混合模块和模拟量混合模块 .175.2 YZFT系列数字阀PCC智能调速器（中小型）电气原理图 .175.3 ZFST系列数字阀PCC智能调速器（大 型）电气工作原理 .175.3.1 PCC的配置 .175.3.2 导叶接力器反馈回路 .205.3.3 桨叶接力器反馈回路 .2
6、05.3.4 测频电路 .205.3.5 桨叶电磁阀驱动回路 .205.3.6 导叶电磁阀驱动回路 .215.3.7 电源 .215.3.8 人机界面 .21第六章 数字阀PCC智能调速器的操作方法 .226.1触摸屏使用方法 .226.1.1 操作显示画面 .226.1.2 参数设置画面 .226.1.3 功能选择画面 .236.1.4 故障诊断画面 .236.1.5 试验画面 .236.1.6 帮助画面 .23III6.2 开机的操作方法 .236.2.1 开机前的准备 .236.2.2手动开机 .246.2.3电手动开机 .246.2.4自动开机 .246.3 并网 .246.3.1 跟
7、踪网频 .246.3.2 停止跟踪网频 .246.3.3 并网运行 .256.4 正常停机 .256.4.1手动停机 .256.4.2电手动停机 .256.4.3自动停机 .256.5 紧急停机与复归 .256.6 手、自动转换 .256.6.1自动切至手动 .256.6.2 手动切至自动 .25第七章 数字阀PCC智能调速器的静态调整 .267.1调速器二次接线后的检查工作 .267.2导叶接力器的位置调整 .267.3桨叶接力器的位置调整（仅双调有此项） .277.4转速表调整 .27第八章 YWBT系列步进式PMC微控制器调速器 .288.1主要特点 .288.2 步进式PMC调速器的构
8、成及工作过程 .288.3调节器工作原理 .298.3.1微控制器的结构 .29IV8.3.2A/D 转换器 .318.3.3电源监视器 .318.3.4 开关量输入通道 .328.3.5人机界面 .328.3.6 步进电机控制回路 .328.3.7 接力器反馈回路 .338.3.8测频电路 .338.3.9电源 .348.3.10操作回路及指示电路 .348.4 调速系统工作过程 .348.5 操作方法 .348.5.1 开机 .348.5.2 并网 .348.5.3 正常停机 .358.5.4 紧急停机 .358.5.5 复归 .358.5.6 手自动切换 .358.6 调试步骤 .358
9、.6.1 全开、全关位置调整 .358.6.2 转速表调整 .35第九章 YWFT系列数字阀PMC微控制器调速器 .369.1 主要特点 .369.2 数字阀PMC调速器的构成及工作过程 .369.3 调节器工作原理 .379.3.1 电气原理图 .379.3.2 脉宽调制（PWM）输出 .379.4 人机界面的操作方法 .39V9.4.1 参数的具体含义 .399.4.2 参数的修改方法 .39第十章 步进电机式调速器机械液压系统构成及工作原理 .4210.1步进电机式电液转换器 .4210.1.1中、小型步进电机式电液转换器 .4210.1.2大型步进电机式电液转换器 .4410.2主配压
10、阀 .4510.2.1 中小型主配压阀 .4510.2.2大型主配压阀 .46第十一章 数字阀调速器机械液压系统构成及工作原理 .4711.1 二通插装阀 .4711.1.1 二通插装阀的基本结构与原理 .4711.1.2 主阀单元 .4811.2电磁球阀（图11-7） .5211.3位移变送器 .5311.4数字阀调速器 .5311.4.1小型数字阀调速器 .5311.4.2大、中型数字阀调速器机械液压工作原理 .5511.4.3双调节数字阀调速器 .5711.4.4冲击式数字阀调速器 .5911.5分段关闭阀 .6111.6事故配压阀 .61第十二章 油压装置工作原理 .6212.1油泵
11、.6212.1.1齿轮泵 .6212.1.2螺杆泵 .6212.2组合阀 .62VI12.2.1结构原理 .6212.2.2调整安全阀 .6412.2.3调整卸荷阀 .6412.2.4卸载阀检查 .6412.2.5单向阀检查 .6412.3空气逆止阀（图12-2） .6512.4自动补气阀（图12-3） .6612.5磁翻板液位计 .6712.6油混水信号器 .6712.7自动补气装置 .6812.8空气过滤器 .69第十三章 调速器的试验 .7013.1静态特性试验 .7013.2动态试验 .7013.2.1手动方式空载试验 .7013.2.2自动方式空载试验 .7013.2.3自动开机试验
12、 .7013.2.4手/自动切换试验 .7013.2.5正常自动停机试验 .7013.2.6紧急停机试验 .7013.2.7甩负荷试验 .7013.2.8带负荷连续72小时运行试验 .70第十四章 调速器现场参数选择方法 .7114.1 PID参数选取原则 .7114.2 PCC调速器现场参数选择方法 .7114.3 PMC调速器现场参数选择方法 .7114.4 调节参数BT TD TN与KP KI KD的关系 .711第一章 概 述1.1水轮机调速器的任务：水轮机调速器的基本任务是不断地调节水轮发电机组的输出功率，维持机组的转速（频率）在额定转速（频率）的规定范围内。它是水轮发电机组的重要辅
13、助设备，它与电站二次回路或计算机监控系统相配合，完成水轮发电机组的开机、停机、增减负荷、紧急停机等任务。1.2水轮机调速器的种类：水轮机调速器是由实现水轮机调节及相应控制的机构和指示仪表等组成的一个或几个装置的总称，它是水轮机控制设备的主体。可分为机械液压调速器、电气液压调速器和微机调速器等几种。按照调节对象可分为单调节型、双调节型、冲击式专用调节器。单调节型调速器适用于混流式、轴流定浆、贯流定浆式水轮机。双调节型调速器适用于轴流转浆式、贯流转浆式水轮机。冲击式专用调速器适用于单喷嘴、两喷嘴、四喷嘴等多喷嘴冲击式水轮机。1.3调速器的型号说明功能符号油压等级：2.5 (省略)，4.0,6.3,
14、16.0 MPa对于中小型：调速功（K gm）对于大型：主控制油管或主配直径（mm）对于冲击式：控制油管直径/喷嘴数量调速器双调节型（仅双调有此项）B步进电机式伺服装置F数字阀随动系统C冲击式ZPCC可编程智能调节器WPMC微控制器调节器或广义微机PPLC逻辑控制调节器调速器自带油压装置（大型无此项）1.4水轮机调节系统的特点水轮机调节系统是一个自动调节系统，它除了具有一般闭环控制系统的共性外，还有如下特点：ZWPBFCY (S) T2 水轮机调节需要很大的动力。 水轮机过水管道存在着水流惯性。 水轮发电机组存在着机械惯性。 水轮机调节系统是一个复杂的、非线性系统1.5调速器一览表天津市科音自
15、控设备有限公司开发生产的常规调速器如表1-1所示，另外还有冲击式调速器和高油压调速器。表1-1 常规调速器一览表调 节 器 随动系统 型号小 型 YZBT-300/600/1000中 型 YZBT-1800/3000/5000/7500大 型 单 调 ZBT-50/80/100/150/200/250步进式大 型 双 调 ZBST-50/80/100/150/200/250小 型 YZFT-300/600/1000中 型 YZFT-1800/3000/5000/7500大 型 单 调 ZFT-50/80/100/150/200/250PCC可编程智能调节器数字阀大 型 双 调 ZFST-50/80/100/150/200/250小 型 YWBT-300/600/1000步进式中 型 YWBT-1800/3000/5000/7500小 型 YWFT-300/600/1000PMC微控制器调节器数字阀中 型 YWFT-1800/3000/5000/7500
