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文檔簡(jiǎn)介

1、179/179調(diào)速器培訓(xùn)資料武漢三聯(lián)水電操縱設(shè)備有限公司二O一二年七月目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc267853445 1基礎(chǔ)知識(shí)3 HYPERLINK l _Toc267853446 11 水電站 PAGEREF _Toc267853446 h 3 HYPERLINK l _Toc267853447 12 水輪機(jī)調(diào)節(jié)3 HYPERLINK l _Toc267853448 13 調(diào)速器 PAGEREF _Toc267853448 h 5 HYPERLINK l _Toc267853449 14 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc267853449 h 6

2、 HYPERLINK l _Toc267853450 2. 組成原理 PAGEREF _Toc267853450 h 7 HYPERLINK l _Toc267853451 21 調(diào)速器系統(tǒng)7 HYPERLINK l _Toc267853452 22 電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) PAGEREF _Toc267853452 h 9 HYPERLINK l _Toc267853453 23 機(jī)械液壓系統(tǒng)23 HYPERLINK l _Toc267853456 3調(diào)試試驗(yàn)48 HYPERLINK l _Toc267853457 31 無水試驗(yàn)48 HYPERLINK l _Toc267853458 32 有水試驗(yàn)

3、66 HYPERLINK l _Toc267853459 33 整理報(bào)告71 HYPERLINK l _Toc267853460 4操作指南72 HYPERLINK l _Toc267853461 41 操縱流程72 HYPERLINK l _Toc267853462 42 運(yùn)行操作83 HYPERLINK l _Toc267853463 43 人機(jī)界面89 HYPERLINK l _Toc267853464 5維護(hù)檢修103 HYPERLINK l _Toc267853465 51 日常維護(hù)103 HYPERLINK l _Toc267853466 52 故障處理1041 基礎(chǔ)知識(shí)11 水電

4、站111 生產(chǎn)過程水電站通過修建大壩蓄水,抬高上游水位,使之產(chǎn)生強(qiáng)大的勢(shì)能。具有強(qiáng)大勢(shì)能的水流通過引水管道和導(dǎo)水系統(tǒng)流入水輪機(jī),水輪機(jī)將水流勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能帶動(dòng)同軸的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能。電能通過主變壓器送入電網(wǎng)。112 要緊設(shè)備水電站的要緊設(shè)備分為主機(jī)和輔助設(shè)備兩大類;其中主機(jī)要緊是指水輪發(fā)電機(jī)組,輔助設(shè)備(簡(jiǎn)稱輔機(jī))要緊是指主機(jī)的測(cè)量、操縱和愛護(hù)等裝置,要緊包括各類互感器、水輪機(jī)調(diào)速器、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置和機(jī)組愛護(hù)裝置等;水輪機(jī)調(diào)速器簡(jiǎn)稱調(diào)速器是電站重要的輔機(jī),要緊用于操縱水輪機(jī)轉(zhuǎn)速和出力,同時(shí)愛護(hù)其安全、穩(wěn)定運(yùn)行。12 水輪機(jī)調(diào)節(jié)121 差不多任務(wù)水輪發(fā)電機(jī)組將水能轉(zhuǎn)換為電能供寬敞用戶使用。電網(wǎng)

5、對(duì)電能質(zhì)量有十分嚴(yán)格要求。頻率是考核電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。我國(guó)電力部門規(guī)定電能的頻率為50Hz,大電網(wǎng)同意的頻率偏差為0.2Hz。簡(jiǎn)單地講,當(dāng)電網(wǎng)出力與負(fù)載平衡時(shí),其頻率將維持不變;當(dāng)出力不足時(shí),頻率會(huì)降低;當(dāng)出力富余時(shí),頻率為升高。在我國(guó)大電網(wǎng)的負(fù)荷變化常常會(huì)達(dá)到其總?cè)萘康?%-3%,中小電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)更可達(dá)其總?cè)萘康?%-10%。電網(wǎng)負(fù)荷的變化導(dǎo)致了頻率的波動(dòng)。水輪發(fā)電機(jī)組頻率f和轉(zhuǎn)速n的關(guān)系式: f=nf:發(fā)電機(jī)頻率(Hz);n:水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速(r/分);P:發(fā)電機(jī)磁極對(duì)數(shù);由是式可知:維持水輪發(fā)電機(jī)組的頻率是通過維持其轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)的;因此,不斷地調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的出力,維持機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速

6、下運(yùn)行是水輪機(jī)調(diào)節(jié)的差不多任務(wù);水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方程為: JdJ:水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分慣性矩(Kg.m2);:水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)角速度;(rad/s);Mt:水輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)力矩;Mg:水輪發(fā)電機(jī)組阻力矩; =由式(2-1)、式(2-2)和式(2-3)可知:機(jī)組頻率保持恒定的條件為ddt由于Mg(水輪發(fā)電機(jī)組阻力矩)的變化是不可操縱的,為了維持頻率的恒定,只能調(diào)整Mt(水輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)力矩),使之等于水流流過水輪機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力矩如下式: Mt :水密度(Kg/m3);Q :水輪機(jī)過水流量(m3/s);H:水輪機(jī)凈水頭(m);t:水輪機(jī)效率;由上式(1-4)可知,在一定的機(jī)組工況下,內(nèi)有調(diào)節(jié)流量Q和水

7、輪機(jī)效率t,才能調(diào)節(jié)水輪機(jī)動(dòng)力矩Mt,使MtMg。簡(jiǎn)單地講,調(diào)節(jié)流量是通過調(diào)節(jié)水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的開度實(shí)現(xiàn)的,調(diào)節(jié)t是通過調(diào)整水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的角度實(shí)現(xiàn)的;從實(shí)質(zhì)上講,水輪機(jī)調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)確實(shí)是通過調(diào)整導(dǎo)水機(jī)構(gòu)開度和轉(zhuǎn)輪葉片角度調(diào)整進(jìn)水流量Q和效率122 特點(diǎn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)除了具有一般閉環(huán)操縱的共性外還有一些值得注意的特點(diǎn):水輪機(jī)調(diào)節(jié)是通過調(diào)整導(dǎo)水機(jī)構(gòu)或槳葉角度調(diào)整水輪機(jī)進(jìn)水流量和流向,這種調(diào)節(jié)需要專門大的動(dòng)力,因水輪機(jī)調(diào)節(jié)器通常采納具有一級(jí)或兩級(jí)放大的液壓機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行元件。水輪機(jī)過流管道存在水流慣性,這種慣性通常用水流慣性時(shí)刻常數(shù)Tw表述。Tw的物理意義為:在額定水頭Hr的作用下,過流管道內(nèi)的流量Q從0變

8、化為Qr所需要的時(shí)刻。自動(dòng)操縱的觀點(diǎn)認(rèn)為過流管道的水輪慣性使得水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)成為非最小相位系統(tǒng),給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的響應(yīng)帶來十分不利的阻礙。通常所講的水擊效應(yīng)尺是對(duì)水流慣性的一種形象表述。水輪發(fā)電機(jī)組存機(jī)械慣性,這種慣性通常用機(jī)組慣性時(shí)刻常數(shù)Ta表述。Ta的物理意義:有額定力矩Mr的作用下,機(jī)組轉(zhuǎn)速n從0上升至額定所需要的時(shí)刻。水輪機(jī)形式多種多樣,有混流式、軸流轉(zhuǎn)槳式、軸流定槳式、貫流式等等;水輪機(jī)本身特性是非線性的,且水輪發(fā)電機(jī)組本身存在多種工況:如空載、負(fù)載、小電網(wǎng)等。13 調(diào)速器調(diào)速器是水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要緊設(shè)備,其要緊功能是通過調(diào)整水輪機(jī)導(dǎo)水葉開度和葉片角度調(diào)整水輪機(jī)的進(jìn)水流量和效率從而調(diào)

9、整水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速或出力,其要緊任務(wù)是配合電站操縱系統(tǒng)完成機(jī)組、開機(jī)、轉(zhuǎn)速操縱、同期并網(wǎng)、增減負(fù)荷、自動(dòng)發(fā)電操縱(AGC)、成組調(diào)節(jié)、水位操縱、調(diào)相、停機(jī)和緊急停機(jī)等操作;能夠講對(duì)水輪機(jī)的一切正常操作均離不開調(diào)速器;14 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鑒于水輪機(jī)調(diào)速器在水電站中的專門重要性,世界各工業(yè)國(guó)家、及國(guó)際電工委員會(huì)均制訂了相應(yīng)的嚴(yán)格的國(guó)家(行業(yè))標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范其制造、試驗(yàn)、驗(yàn)收等過程;141 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9652.1-2007 水輪機(jī)操縱系統(tǒng)與油壓裝置技術(shù)條件;GB/T 9652.2-2007 水輪機(jī)操縱系統(tǒng)與油壓裝置試驗(yàn)驗(yàn)收規(guī)程;GB/T 11805-89 大中型水輪機(jī)組自動(dòng)化元件及系統(tǒng)差不多技術(shù)條件;DL

10、/563-1995 水輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置技術(shù)規(guī)程;142 IEC標(biāo)準(zhǔn)IEC308 水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)國(guó)際規(guī)程;IEC61362 水輪機(jī)操縱系統(tǒng)規(guī)范導(dǎo)則;IEC60308 水輪機(jī)操縱系統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)范;2 組成原理21 調(diào)速器系統(tǒng)調(diào)速器系統(tǒng)要緊由壓油裝置、調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)速器機(jī)械液壓系統(tǒng)和水輪機(jī)主接力器等設(shè)備組成,如下圖所示。電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采集水輪發(fā)電機(jī)組的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù),接收機(jī)組操縱系統(tǒng)的命令,通過分析運(yùn)算將其轉(zhuǎn)化為電氣操縱信號(hào),送到機(jī)械液壓系統(tǒng);操縱調(diào)速器機(jī)械液壓系統(tǒng)。調(diào)速器機(jī)械液壓系統(tǒng)要緊功能是將電氣操縱信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械位移信號(hào),今后自壓油裝置的壓力油分配至主接力器相應(yīng)操作腔,主接力器主功能

11、是在壓力油的作用下產(chǎn)生強(qiáng)大操作力推動(dòng)水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)開啟或關(guān)閉。22 電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要緊功能是接收來自動(dòng)機(jī)組操縱系統(tǒng)和自身的操作命令,采集水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的相應(yīng)數(shù)據(jù),通過分析計(jì)算將其轉(zhuǎn)化為電氣操縱信號(hào),操縱機(jī)械液壓系統(tǒng)。221 常用術(shù)語2211 工作模式工作模式要緊指導(dǎo)葉工作模式,包括“機(jī)手動(dòng)”、“自動(dòng)”和“電手動(dòng)”三種。在“機(jī)手動(dòng)”模下,系統(tǒng)狀態(tài)必為“機(jī)手動(dòng)”,現(xiàn)在調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)退出操縱,所有操作全部依靠于人工操作機(jī)械液壓系統(tǒng)純手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)操縱導(dǎo)葉開度實(shí)現(xiàn);“電手動(dòng)”模式下系統(tǒng)狀態(tài)必為“電手動(dòng)”,在該模式下,電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操縱只依據(jù)開度給定操縱導(dǎo)葉,所有操作均依靠于人為改變開度

12、給定實(shí)現(xiàn);“自動(dòng)”模式下,系統(tǒng)狀態(tài)必為自動(dòng)狀態(tài)集下的某一狀態(tài);所有操作均由機(jī)組操縱系統(tǒng)向電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)下達(dá)命令,由電所操縱系統(tǒng)自行實(shí)現(xiàn);2212 系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)速器要緊有:停機(jī)備用、開機(jī)過程、空載、負(fù)載、甩負(fù)荷、調(diào)相、停機(jī)過程、電手動(dòng)和機(jī)手動(dòng)九種狀態(tài);嚴(yán)格意義上講,調(diào)速器沒有所謂的“自動(dòng)”狀態(tài),“自動(dòng)”是一個(gè)狀態(tài)集,由上述前七種狀態(tài)組成; 2213 調(diào)節(jié)模式調(diào)節(jié)模式有:開度調(diào)節(jié)和頻率調(diào)節(jié)兩種;在“開度調(diào)節(jié)”模式下,調(diào)速器的操縱完全依靠于開度給定,而不受頻率的阻礙;在“開度調(diào)節(jié)”模式下,調(diào)速器的操縱依靠于開度給定和頻率;一般來講,“空載”狀態(tài)下,調(diào)節(jié)模式恒為“頻率調(diào)節(jié)”,負(fù)載狀態(tài)下調(diào)節(jié)模式會(huì)自動(dòng)在“開

13、度”和“頻率”兩種調(diào)節(jié)模式下自動(dòng)切換,其余狀態(tài)下調(diào)節(jié)模式均為“開度調(diào)節(jié)”;2214 跟蹤模式跟蹤模式有:“跟蹤頻給”和“跟蹤網(wǎng)頻”兩種;在“跟蹤頻給”模式,機(jī)頻操縱的目標(biāo)為“頻率給定”;在“跟蹤網(wǎng)頻”模式,機(jī)頻操縱的目標(biāo)為“電網(wǎng)頻率”;跟蹤模式僅在空載狀態(tài)下可改變,其余狀態(tài)均為跟蹤頻給;222 組成原理2221 柜體結(jié)構(gòu)柜體要緊用于放置元器件。其尺寸和顏色依照客戶要求定制,沒有統(tǒng)一規(guī)定(具體尺寸和顏色參見相應(yīng)電氣圖冊(cè)XXX&ETB-001)。關(guān)于所有柜體,其防護(hù)等級(jí)不低于IP50,防撞等級(jí)不低于IK65;指示燈要緊用于直觀指示調(diào)速器當(dāng)前運(yùn)行的重要信息,如電源工作情況,來自機(jī)組操縱系統(tǒng)的命令和信

14、號(hào)等;操作開關(guān)用于向調(diào)速器下發(fā)一些重要的、必須在調(diào)速器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)在操作員監(jiān)護(hù)下操作的操縱指令,如機(jī)手動(dòng)、故障復(fù)歸等。2222 供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)要緊是將電站供電電能(AC220V、DC220V)轉(zhuǎn)換調(diào)速器所需的電能(DC24V,DC24V,DC12V,DC5V和DC5V)。其中:DC24V要緊用于向操作回路、PLC、HMI、指示燈、繼電器、信號(hào)回路,比例閥等大功率元器件供電;DC24V要緊用于向各傳感器、反饋裝置供電;DC12V用于向?qū)iT的傳感器供電;DC5V要緊用于向頻率測(cè)量系統(tǒng)供電;AC24V要緊用于試驗(yàn)時(shí)模擬頻率信號(hào)。供電系統(tǒng)框圖如下所示:(供電系統(tǒng)圖)廠用AC220V交流電能接入端子XX,

15、通過斷路器XX,進(jìn)入電源隔離變壓器XX,將AC220V電能轉(zhuǎn)換為一路AC200V和一路AC24V兩路電能。AC200V電能分不接入電源模塊XX和XX,電源模塊XX將AC200V電能轉(zhuǎn)換為DC24Va,電源模塊XX將AC200V電能轉(zhuǎn)換為DC24Va,DC12Va,DC5Va。AC24V電能接入端子XX供調(diào)試模擬頻率信號(hào)用。DC24Va同時(shí)點(diǎn)亮電源指示燈XX、驅(qū)動(dòng)交流電源監(jiān)視繼電器XX,當(dāng)交流電源系統(tǒng)故障時(shí),交流電源指示燈XX會(huì)熄滅同時(shí)交流電源監(jiān)視繼電器XX會(huì)向機(jī)組操縱系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)。廠用DC220V直流電能接入端子XX,通過斷路器XX后分不進(jìn)入電源模塊XX和XX,電源模塊XX將DC220V電能轉(zhuǎn)

16、換為DC24Vb,電源模塊XX將DC200V電能轉(zhuǎn)換為DC24Vb,DC12Vb,DC5Vb。DC24Vb同時(shí)點(diǎn)亮電源指示燈XX、驅(qū)動(dòng)直流電源監(jiān)視繼電器XX,當(dāng)直流電源系統(tǒng)故障時(shí),直流電源批示燈XX會(huì)熄滅同時(shí)直流電源監(jiān)視繼電器XX會(huì)向機(jī)組操縱系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)。電能DC24Va、DC24Vb,DC24Va、DC24Vb,DC12Va、DC12Vb,DC5Va、DC5Vb分不成對(duì)接入電源隔離綜合模塊XX后合調(diào)速器內(nèi)部電能DC24V、DC24V、DC12V、DC5V供各元器件使用該供電系統(tǒng)是由交流供電系統(tǒng)和直流供電系統(tǒng)兩套系統(tǒng)組成,互為熱備用、可無擾切換,任意一路電源消逝均可不能對(duì)調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生

17、任何阻礙。2223 PLC系統(tǒng)PLC系統(tǒng)是電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)對(duì)調(diào)速器系統(tǒng)全部運(yùn)行數(shù)據(jù)及部分水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)進(jìn)行采集、分析和計(jì)算,產(chǎn)生相應(yīng)操縱信號(hào);整個(gè)電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操縱核心由A、B兩套PLC組成,其中每套分不由底板總線、電源模塊CPU模塊、開關(guān)量輸入(簡(jiǎn)稱開入)模塊,測(cè)頻模塊,模擬量輸入(簡(jiǎn)稱模入)模塊、開關(guān)量輸出(簡(jiǎn)稱開出)模塊和模擬量輸出(簡(jiǎn)稱模出)模塊組成;兩套PLC之間通過通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;底板總線要緊是用于安裝各功能模塊,同時(shí)提供內(nèi)部數(shù)據(jù)通道使數(shù)據(jù)能在CPU模塊和各功能模塊間傳輸;電源模塊要緊是將外部供電電能轉(zhuǎn)化為滿足PLC系統(tǒng)內(nèi)部使用的電能供各功能模塊用;CPU模塊是整個(gè)系

18、統(tǒng)核心計(jì)算和分析元件,要緊是執(zhí)行預(yù)程序,對(duì)輸入能模塊傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算,產(chǎn)生操縱數(shù)據(jù)送至相應(yīng)輸出模塊;開入模塊要緊用于采集各種以開關(guān)量形式傳來的命令和信號(hào),并將這些命令轉(zhuǎn)化為PLC系統(tǒng)可識(shí)不的數(shù)據(jù),供CPU執(zhí)行程序用;模入模塊要緊用于接收各種以模擬量形式傳來的命令和信號(hào),將這些量轉(zhuǎn)換為PLC系統(tǒng)可識(shí)不的數(shù)據(jù),供CPU程序使用;-10V-+10、0V-+10V或4mA-20mA等標(biāo)準(zhǔn)電測(cè)信號(hào)均可被模入模塊接收;測(cè)頻模塊要緊用于采集從測(cè)頻處理模塊XX以16位數(shù)字量形式傳來的頻差信號(hào),將其轉(zhuǎn)換為PLC系統(tǒng)可識(shí)不的數(shù)據(jù),供CPU執(zhí)行程序用;開出模塊要緊用于將CPU程序通過分析、運(yùn)算產(chǎn)生的操縱量以

19、開關(guān)量的形式輸出,操縱相應(yīng)元件;模出模塊要緊用于將CPU程序通過分析、運(yùn)算產(chǎn)生的操縱量以模擬量形式輸出,操縱相應(yīng)元件或發(fā)出信號(hào);2224 HMIHMI(Human Machine Interface 的英文縮寫)即人機(jī)界面要緊用于通過高速通信讀寫PLC的數(shù)據(jù),顯示各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù),接收操作命令;關(guān)于HMI的詳細(xì)講明見后:人機(jī)界面2225 命令系統(tǒng)命令系統(tǒng)要緊由機(jī)組操縱系統(tǒng)命令、調(diào)速器選擇開關(guān)、HMI軟命令和PLC CPU模塊和開入模塊組成;其功能是通過命令改變調(diào)速器當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)或運(yùn)行參數(shù);斷路器:該信號(hào)一般來自發(fā)電機(jī)出開關(guān)的輔助接點(diǎn)(斷路器全上時(shí)為On),經(jīng)電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子,進(jìn)入PLC開往模塊

20、。該命令是推斷調(diào)速器進(jìn)入負(fù)載或甩負(fù)荷狀態(tài)的重要條件,在自動(dòng)運(yùn)行中,該命令的變位可能會(huì)引起調(diào)速器明顯動(dòng)作。故在實(shí)際運(yùn)行中務(wù)必保證該命令可靠、準(zhǔn)確;開機(jī)令:該命令從機(jī)組操縱系統(tǒng)以空接點(diǎn)形式,經(jīng)電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子,進(jìn)入PLC開入模塊。機(jī)組操縱系統(tǒng)下發(fā)該命令時(shí),至少需要保持3秒。該命令僅在“停機(jī)備用”狀態(tài)下有效;當(dāng)調(diào)整器在“停機(jī)備用”狀態(tài)下時(shí),機(jī)組操縱系統(tǒng)下發(fā)該命令會(huì)引起調(diào)速器調(diào)機(jī)組開至額定轉(zhuǎn)速的“空載”狀態(tài)。在下發(fā)該命令前,請(qǐng)確保其他設(shè)備均已按要求動(dòng)作到位;停機(jī)令:該命令從機(jī)組操縱系統(tǒng)以空接點(diǎn)形式,經(jīng)至電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子,進(jìn)入PLC開入模塊。機(jī)組操縱系統(tǒng)下發(fā)該命令時(shí),至少需要保持3秒。該命令對(duì)“

21、停機(jī)備用”、“停機(jī)過程”、“調(diào)相”和“機(jī)手動(dòng)”以外的所有狀態(tài)下均有效;在“開機(jī)過程”、“空載”或“甩負(fù)荷”狀態(tài)下,該命令可導(dǎo)致導(dǎo)葉及槳葉全關(guān)使之進(jìn)入“停機(jī)備用”狀態(tài);在“負(fù)載”狀態(tài)下,該命令等效于“減少”令,可導(dǎo)致導(dǎo)葉開度關(guān)至最小空載開度;在“電手動(dòng)”狀態(tài)下,該命令等效于“減少”令,當(dāng)有斷路器令時(shí),可導(dǎo)致導(dǎo)葉開度關(guān)至最小空載開度;在無斷路器令時(shí),無法導(dǎo)致導(dǎo)葉全關(guān);調(diào)相令:該命令從機(jī)組操縱系統(tǒng)以空接點(diǎn)形式,經(jīng)電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子,進(jìn)入PLC開入模塊。機(jī)組操縱系統(tǒng)下發(fā)該命令時(shí),至少需要保持3秒。該命令僅在“負(fù)荷”狀態(tài)下有效,他導(dǎo)致調(diào)速器將導(dǎo)葉全關(guān),使之進(jìn)入“調(diào)相狀態(tài)”;增加令:該命令可從機(jī)組操縱系

22、統(tǒng)以空接點(diǎn)形式送至電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子、選擇開關(guān)(遠(yuǎn)方位),進(jìn)入PLC開入模塊;機(jī)組操縱系統(tǒng)下發(fā)該命令至少需保持0.1秒,至多保持5秒,否則無效;該命令僅在“空載”、“負(fù)載”和“電手動(dòng)”狀態(tài)下有效;該命令可導(dǎo)致“開度給定”以某一步長(zhǎng)增加,直至“電氣開限”限制;減少令:該命令可從機(jī)組操縱系統(tǒng)以空接點(diǎn)形式送至電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子、選擇開關(guān)(遠(yuǎn)方位),進(jìn)入PLC開入模塊;機(jī)組操縱系統(tǒng)下發(fā)該命令至少需保持0.1秒,至多保持5秒,否則無效;在“空載”狀態(tài)或“電手動(dòng)”狀態(tài)沒有斷路器信號(hào)時(shí),該命令可導(dǎo)致“開度給定”按一定的步長(zhǎng)減少至0;在“負(fù)載”狀態(tài)或“電手動(dòng)”狀態(tài)有斷路器信號(hào)時(shí),該命令可導(dǎo)致“開度給定”按

23、一定的步長(zhǎng)減少至“最小空載開度”限制。機(jī)手動(dòng):該命令從電氣操縱柜選擇開關(guān)進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC開入模塊。該命令為保持型命令。當(dāng)該命令為On時(shí),工作模式直接切換為“機(jī)手動(dòng)”,系統(tǒng)狀態(tài)切換為“機(jī)手動(dòng)”。當(dāng)該命令變化為Off時(shí),工作模式會(huì)延時(shí)切換至“自動(dòng)”,系統(tǒng)將依照當(dāng)前各信號(hào)確定系統(tǒng)狀態(tài);故障復(fù)歸:該命令從電氣操縱柜選擇開關(guān)進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC開入模塊;人工操作選擇開關(guān)下發(fā)該命令時(shí),至少保持1秒。該命令在所有狀態(tài)下該命令均有效,其功能是復(fù)歸所有故障信號(hào);假如下發(fā)復(fù)歸令后故障仍不能復(fù)歸則講明依舊有故障存在;導(dǎo)葉自動(dòng):該命令從電氣操縱柜選擇開關(guān)進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC開入模塊。當(dāng)導(dǎo)葉機(jī)手動(dòng)和導(dǎo)葉電手動(dòng)

24、命令都為Off時(shí),工作模式會(huì)延時(shí)切換中“自動(dòng)”,系統(tǒng)將依照當(dāng)前各信號(hào)確定系統(tǒng)狀態(tài);槳葉自動(dòng):該命令從電氣操縱柜選擇開關(guān)進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC開入模塊。該命令為保持型命令。當(dāng)該命令為On時(shí),工作模式直接切換為“槳葉自動(dòng)”,槳葉操縱協(xié)聯(lián)跟隨。當(dāng)該命令變化為Off時(shí),工作模式會(huì)延時(shí)切換中“槳葉機(jī)手動(dòng)”,系統(tǒng)將依照當(dāng)前各信號(hào)確定系統(tǒng)狀態(tài); 運(yùn)行監(jiān)視畫面: 跟蹤頻給:該命令從HMI上以通信方式直接進(jìn)入操縱系統(tǒng)CPU;該命令僅在“空載”狀態(tài)下效,其功能是將調(diào)速器跟蹤模式直接切換為“跟蹤頻給;跟蹤網(wǎng)頻:該命令從HMI上以通信方式直接進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC的CPU;該命令僅在“空載”狀態(tài)下效,其功能是將調(diào)速器

25、跟蹤模式直接切換為“跟蹤頻給;開度調(diào)節(jié):該命令從HMI上以通信方式進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC的CPU;該命令僅在“負(fù)載”狀態(tài)下有效,其功能是將調(diào)節(jié)模式直接切換成“開度調(diào)節(jié)”;頻率調(diào)節(jié):該命令從HMI上以通信方式進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC的CPU;該命令僅在“負(fù)載”狀態(tài)下有效,其功能是將調(diào)節(jié)模式直接切換成“頻率調(diào)節(jié)”;2226 測(cè)頻系統(tǒng)測(cè)頻系統(tǒng)要緊由機(jī)頻隔離變壓器XX、網(wǎng)頻隔離變壓器XX、測(cè)頻預(yù)處理模塊XX和PLC測(cè)頻模塊組成;(測(cè)頻系統(tǒng)框圖):來自機(jī)組電壓互感器任意兩相間的電壓信號(hào)(以下簡(jiǎn)稱殘壓信號(hào),AC0V-AC100V)接入端子XX,經(jīng)測(cè)頻整形板后送入測(cè)頻預(yù)處理模塊XX,由測(cè)頻預(yù)處理模XX塊對(duì)該信

26、號(hào)進(jìn)行測(cè)量,計(jì)算出殘壓機(jī)頻(Fg_V)。關(guān)于殘壓信號(hào),大于AC0.5V即可保證可靠測(cè)量。安裝于測(cè)速齒盤附近的接近開關(guān)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)(以下簡(jiǎn)稱齒盤信號(hào),DC0V-DC24V)接入端子XX后直接進(jìn)入測(cè)頻預(yù)處理模塊XX,由測(cè)頻預(yù)處理模塊對(duì)該信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,計(jì)算出齒盤機(jī)頻(Fg_T)。測(cè)頻預(yù)處理模塊依照殘壓信號(hào)和齒盤信號(hào)的健康狀態(tài)選擇一路作為機(jī)頻(Fg)。當(dāng)殘壓信號(hào)正常時(shí),選用殘壓機(jī)頻,即Fg = Fg_V;當(dāng)殘壓信號(hào)消逝且齒盤信號(hào)正常時(shí),選用齒盤機(jī)頻,即Fg = Fg_T;當(dāng)殘壓和齒盤信號(hào)均消逝時(shí),測(cè)頻預(yù)處理模塊將將報(bào)警;來自母線電壓互感器任意兩相間的電壓信號(hào)(以下簡(jiǎn)稱網(wǎng)頻信號(hào),AC100V)接入端子

27、XX,經(jīng)變壓器XX隔離后送入測(cè)頻預(yù)處理模塊XX,由測(cè)頻預(yù)處理模XX塊對(duì)該信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,計(jì)算出網(wǎng)頻Fn。測(cè)頻預(yù)處理模塊將標(biāo)準(zhǔn)頻率50Hz與機(jī)頻Fg之間的差值Fg或網(wǎng)頻Fn與機(jī)頻Fn轉(zhuǎn)換為16位二進(jìn)制數(shù)送入PLC測(cè)頻開入模塊,PLC將頻率差值還原成機(jī)頻Fg,供程序內(nèi)部計(jì)算用。當(dāng)殘壓信號(hào)和齒盤信號(hào)都消逝,無法測(cè)出機(jī)頻時(shí),測(cè)頻預(yù)處理模塊XX通輸出一個(gè)不可能出現(xiàn)的、專門大的、錯(cuò)誤頻率F000(H)通知PLC測(cè)頻模塊機(jī)頻消逝,由PLC程序依照調(diào)速依照前狀態(tài)推斷是否報(bào)警。一般來講當(dāng)開機(jī)過程時(shí)刻到、空載、負(fù)載、甩負(fù)荷或調(diào)相工況下,假如機(jī)頻消逝,電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)報(bào)警提示。2227 反饋系統(tǒng)反饋系統(tǒng)要緊由導(dǎo)葉開度傳

28、感器、導(dǎo)葉主配位移傳感器、槳葉開度傳感器、槳葉主配位移傳感器、功率變送器和PLC模擬量輸入(簡(jiǎn)稱模入)模塊組成;安裝于水輪機(jī)主接力器上的導(dǎo)葉開度傳感器將主接力器位移(0%-100%)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量信號(hào)(0V-10V或4mA-20mA),該電信號(hào)經(jīng)端子XX進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)模入模塊,模入模塊將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量經(jīng)程序分析后按統(tǒng)一量綱折算成需要的數(shù)據(jù);來自機(jī)組電壓互感器二次側(cè)的三相電壓信號(hào)和機(jī)組電流互感二次側(cè)AC相電流經(jīng)端子XX進(jìn)入功率變送器轉(zhuǎn)換成4mA-20mA標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量電信號(hào),該電信號(hào)直接進(jìn)入操縱系統(tǒng)模入模塊,模入模塊將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量經(jīng)程序分析后按變比還原成機(jī)組一次功率供電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用

29、;2228 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要緊由PLC開出模塊、繼電器及功率放大原件組成;開出模塊將CPU程序產(chǎn)生的操縱數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成開關(guān)量操縱繼電器或其他元件,由繼電器接通相應(yīng)回路;模出模塊將CPU程序產(chǎn)生的操縱數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬時(shí)(-10V-+10V或4mA-20mA)送至功率放大模塊,功率放大模塊在相應(yīng)信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)機(jī)械液壓系統(tǒng)電液轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械液壓系統(tǒng)的操縱;2229 操縱通信調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)與機(jī)組操縱系統(tǒng)間能夠用通信的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換;223 調(diào)節(jié)原理調(diào)速器系統(tǒng)是一個(gè)典型的反饋操縱系統(tǒng),該系統(tǒng)原理框圖所示: 所有的反饋操縱系統(tǒng)均是以偏差為操縱依據(jù),由上圖可知調(diào)速器系統(tǒng)的偏差要緊是頻率偏差(以下簡(jiǎn)

30、稱頻差)。2231 計(jì)算頻差機(jī)組頻率fg被轉(zhuǎn)換為內(nèi)部計(jì)算數(shù)據(jù)Fg用于同頻率給定fs或電網(wǎng)頻率fn的內(nèi)部計(jì)算值Fs或Fn作差得頻差F;在空載狀態(tài)下,當(dāng)跟蹤模式為“跟蹤頻給”時(shí),F(xiàn) = Fs - Fg;當(dāng)跟蹤模式為“跟蹤網(wǎng)頻”時(shí),F(xiàn) = Fn - Fg;在負(fù)載狀態(tài)下,F(xiàn) = Fs - Fg;2232 頻差死區(qū)在一般的自動(dòng)操縱系統(tǒng)中,均對(duì)被操縱量設(shè)置有一定的死區(qū)以防止調(diào)節(jié)器過度頻繁動(dòng)作。在調(diào)速器系統(tǒng)中也為頻差設(shè)置了死區(qū)Ef(如上圖);當(dāng)頻差F小于死區(qū)Ef時(shí),F(xiàn) = 0,使調(diào)節(jié)器失去調(diào)節(jié)作用;當(dāng)F大于死區(qū)Ef時(shí)F =F;(算式)在“空載”狀態(tài)下,Ef = 0;在“負(fù)載”狀態(tài),Ef 可人工設(shè)定;2233

31、 PID計(jì)算22331 模擬PID模擬PID算式如下:ue(t) :調(diào)節(jié)器偏差函數(shù);u(t):調(diào)節(jié)器輸出函數(shù);Kp:比例系數(shù);Ki:積分時(shí)刻常數(shù);Kd:微分時(shí)刻常數(shù);22332 模擬調(diào)速器PID將該模擬PID算式移植到調(diào)速器系統(tǒng)如下:uf (t) :調(diào)節(jié)器頻差函數(shù);u(t): 調(diào)節(jié)器輸出函數(shù);Kp:比例系數(shù);Ki:積分時(shí)刻常數(shù);Kd:微分時(shí)刻常數(shù);22333 離散PID上式中調(diào)節(jié)器的頻差函數(shù)與輸出函數(shù)均為連續(xù)的模擬量,無法直接在計(jì)算機(jī)中完成計(jì)算。因此,必須將連續(xù)形式的微分方程轉(zhuǎn)換成離散形式的差分方程。以為采樣周期,以k為采樣序號(hào)(k=0,1,2,3i, k,),因采樣周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于信號(hào)變化周期,

32、可用矩形面積法計(jì)算積分,用向后差分代替微分,即0d因此以上連續(xù)的PID模擬算式被離散化為:UU(k):k時(shí)刻輸出;F (k) :k時(shí)刻頻差;F (k-1) :k-1時(shí)刻頻差;在上式中U(k) 在為全量輸出,故稱為全量式PID;他對(duì)應(yīng)于被操縱對(duì)象水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主接力器在每一采樣時(shí)刻的位置,故也稱為位置式PID;以上式遞推(k-1)次輸出U以k和k-1時(shí)刻輸出作差故,調(diào)節(jié)器k時(shí)刻的輸出,如下U上式被稱為增量式PID,是現(xiàn)今被廣泛應(yīng)用的PID算法;22334 離散調(diào)速器PID在水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,還有開度給定(Ys)和永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)(bp)的作用,微分項(xiàng)改造成一階慣性環(huán)節(jié)。因此需要將PID調(diào)節(jié)算式改造為

33、如下:U(k):k時(shí)刻調(diào)節(jié)器的輸出增量;Up(k) :k時(shí)刻調(diào)節(jié)器的比例增量輸出;Ui(k) :k時(shí)刻調(diào)節(jié)器的積分增量輸出;Ud(k) :k時(shí)刻調(diào)節(jié)器的微分全量輸出;Ys(k) :k時(shí)刻調(diào)節(jié)器開度給定增量輸出;其中,比例項(xiàng)增量輸出:Kp:比例系數(shù);F(k):k時(shí)刻頻差;F(k-1):k-1時(shí)刻頻差;積分項(xiàng)增量輸出:bp:調(diào)節(jié)器永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù);Ys:為開度給定令 1上式轉(zhuǎn)換為Ki:調(diào)節(jié)器積分系數(shù); 微分全量輸出:Ud令 T上式轉(zhuǎn)換為Ud開度給定增量:22335 總結(jié)總結(jié)以上各式:Uk U Up Ui Udk Ys Ys由以上各式可見:比例增量項(xiàng)輸出取決于頻差之差,即頻率的變化率;當(dāng)頻率變化專門快時(shí)

34、,該項(xiàng)輸出會(huì)專門明顯,故比例項(xiàng)增量輸出決定了調(diào)節(jié)器的響應(yīng)速度;積分增量輸出取決于頻差和開度給定與操縱輸出的關(guān)系,只要存在偏差積分增量就會(huì)輸出,故積分項(xiàng)增量輸出決定了調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)誤差;積分增量輸出取決于頻差之差和上次的微分增量輸出,由于積分增量輸出采納的是一階慣性環(huán)節(jié),故微分項(xiàng)增量輸出決定了調(diào)節(jié)器的超前性能;2234 電氣開限為防止調(diào)節(jié)器的輸出過大造成機(jī)組過速或過負(fù)荷,需依照情況對(duì)調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行限制,電氣開限確實(shí)是為此設(shè)定的。電氣開限的功能是使調(diào)節(jié)器輸出U只能小于或等于電氣開限L;2235 綜合放大經(jīng)電氣開限限制的調(diào)節(jié)器輸出U與來自主接力器的開度反饋進(jìn)行比較計(jì)算出開度偏差,該偏差轉(zhuǎn)換成電信號(hào)驅(qū)

35、動(dòng)放大裝置轉(zhuǎn)換成具有一定操作功率的電信號(hào)用以驅(qū)動(dòng)調(diào)速器機(jī)械液壓系統(tǒng)電轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);調(diào)速器主配壓閥在電轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)作今后自壓油裝置的壓力油配至主接力器驅(qū)動(dòng)主接力開或關(guān);同時(shí),安裝于主接力器之上的導(dǎo)葉開度傳感器將主接力器位移實(shí)時(shí)反饋至調(diào)節(jié)器,由調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)接力器開度的操縱;主接力器推動(dòng)機(jī)組導(dǎo)葉開度變化引起起機(jī)流量變化,從而改變機(jī)組的頻率或有功出力; 23 機(jī)械液壓系統(tǒng)23 .1 概述調(diào)速器系統(tǒng)要緊由油壓裝置、調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)器、調(diào)速器液壓執(zhí)行器和水輪機(jī)主接力器等設(shè)備組成,如下圖所示:電氣調(diào)節(jié)器采集水輪發(fā)電機(jī)組的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù),接收機(jī)組操縱系統(tǒng)的命令,通過分析運(yùn)算產(chǎn)生液壓執(zhí)行器上電轉(zhuǎn)裝置可接收的電氣操縱信號(hào),

36、操縱電轉(zhuǎn)裝置從而操縱液壓執(zhí)行器,進(jìn)而操縱水輪發(fā)電機(jī)組;調(diào)速器液壓執(zhí)行器要緊功能是將電氣操縱信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械位移信號(hào),驅(qū)動(dòng)主配壓閥產(chǎn)生位移,切換工作油路,改變接力器開關(guān)機(jī)腔的進(jìn)油和回油的方向,推動(dòng)接力器向指定的方向運(yùn)行,從而改變導(dǎo)葉和槳葉的開度。同時(shí)安裝于接力器上的位移傳感器實(shí)時(shí)將其開度以電氣信號(hào)的方式送至電氣調(diào)節(jié)器;導(dǎo)葉和槳葉開度的變化必將導(dǎo)致水輪機(jī)進(jìn)水流量的變化,從而引起水輪機(jī)動(dòng)力矩變化,進(jìn)而引起水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速或出力的變化;水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速和出力通過相應(yīng)的采集裝置轉(zhuǎn)換電所信號(hào)送至電氣調(diào)節(jié)器;油壓裝置要緊為整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)提供壓力油;23 .2 液壓執(zhí)行器液壓執(zhí)行器中的操縱元件在接收到電氣調(diào)節(jié)

37、器的電控信號(hào)后,通過流量推動(dòng)輔助接力器移動(dòng),輔助接力器再帶動(dòng)主配壓閥活塞移動(dòng),主配壓閥移動(dòng)后所輸出的流量推動(dòng)接力器活塞移動(dòng),接力器活塞的移動(dòng)聯(lián)動(dòng)推拉桿,從而使導(dǎo)葉或槳葉的開度發(fā)生改變,實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪機(jī)的操縱;23 .2 .1 系統(tǒng)組成調(diào)速器液壓執(zhí)行器要緊由導(dǎo)葉操縱部分和槳葉操縱部分組成,下面進(jìn)行詳細(xì)介紹:23 .2 .1 .1 導(dǎo)葉操縱部分導(dǎo)葉操縱部分包括比例閥操縱單元,數(shù)字閥操縱單元,緊急停機(jī)單元,主配壓閥單元;23 .2 .1 .1 .1 電磁球閥制造商:德國(guó)哈威(HAWE);型號(hào):NGZ3-1L24;電氣參數(shù):24V,30W;功能:通過電氣調(diào)節(jié)器輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)線圈,線圈電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯變位從

38、而切換工作油路,實(shí)現(xiàn)噴針的開或關(guān);電磁球閥的外形如下圖所示;23 .2 .1 .1 .2 比例閥制造商:GERMANY BOSCH;型號(hào): 0811404033電氣參數(shù):2.7A ,25W ;功能:通過電氣調(diào)節(jié)器輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)線圈,線圈電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯變位從而切換工作油路,實(shí)現(xiàn)比例閥的操縱;23 .2 .1 .1 .3 功能分選電磁閥制造商:GERMANY REXROTH;型號(hào): 4WE6D20/OFAG24NZ5電氣參數(shù):DC24V;功能:通過電氣調(diào)節(jié)器輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)線圈,線圈電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯變位從而切換工作油路,實(shí)現(xiàn)比例閥和數(shù)字閥之間的切換;功能分選電磁閥的外形如下圖所示;23 .2 .1

39、 .1 .4 緊急停機(jī)電磁閥制造商:GERMANY REXROTH;型號(hào): 3WE6A50/OFAG110NZ4電氣參數(shù):DC110V,30W;功能:通過電氣調(diào)節(jié)器輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)線圈,線圈電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯變位從而切換工作油路,實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī);緊急停機(jī)閥的外形如下圖所示;23 .2 .1 .2 槳葉操縱部分槳葉操縱部分包括比例閥操縱單元、數(shù)字閥操縱單元和主配壓閥操縱單元 ,詳細(xì)的圖紙如下;23 .2 .1 .2 .1 電磁球閥制造商:德國(guó)哈威(HAWE);型號(hào):NGZ3-1L24;電氣參數(shù):24V,30W;功能:通過電氣調(diào)節(jié)器輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)線圈,線圈電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯變位從而切換工作油路,實(shí)現(xiàn)噴針的

40、開或關(guān);電磁球閥的外形如下圖所示;23 .2 .1 .2 .2 比例閥制造商:GERMANY BOSCH;型號(hào): 0811404033電氣參數(shù):;功能:通過電氣調(diào)節(jié)器輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)線圈,線圈電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯變位從而切換工作油路,實(shí)現(xiàn)比例閥的操縱;23 .2 .1 .2 .3 功能分選電磁閥制造商:GERMANY REXROTH;型號(hào): 4WE6D20/OFAG24NZ5電氣參數(shù):DC24V;功能:通過電氣調(diào)節(jié)器輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)線圈,線圈電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯變位從而切換工作油路,實(shí)現(xiàn)比例閥和數(shù)字閥之間的切換;功能分選電磁閥的外形如下圖所示;23 .2 .2 工作原理由于槳葉部分操縱原理與導(dǎo)葉部分操縱原

41、理相似,下面我們以導(dǎo)葉部分操縱原理為例來介紹23 .2 .2 .1 導(dǎo)葉部分操縱原理圖示為為導(dǎo)葉部分操縱原理,比例閥301HV處于工作狀態(tài),數(shù)字閥302HV和303HV備用:23 .2 .2 .1 .1 比例閥操縱23 .2 .2 .1 .1 .1 自保持狀態(tài)功能分選閥304HV的電磁鐵YV3得電后,調(diào)速器處于比例閥工作狀態(tài);比例閥的動(dòng)作要緊是通過電氣調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)模信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的,信號(hào)范圍在-10V到+10V之間;當(dāng)信號(hào)在-10V到0V之間時(shí),比例閥處于a位置與b位置間;當(dāng)信號(hào)在0V到+10V之間時(shí),比例閥處于b位置與c位置間;下圖為比例閥信號(hào)電源為0V時(shí)比例閥所處的位置,現(xiàn)在接力器處于保持狀

42、態(tài): 23 .2 .2 .1 .1 .2 關(guān)機(jī)過程比例閥301HV得到信號(hào)電源為-10V到0V之間時(shí),比例閥301EV的閥芯從b位置向c位置移動(dòng);當(dāng)所給信號(hào)電源為-10V時(shí),閥芯正好處于c位置; 壓力油通過功能分選閥304HV和比例閥301HV到達(dá)主配壓閥150ZP左操縱腔,主配壓閥右操縱腔通過比例閥301HV回油,主配壓閥活塞在壓力差的作用下向右移動(dòng)處于c位置,來自壓力罐的油通過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的關(guān)機(jī)腔,接力器開機(jī)腔的油通過主配壓閥回到回油箱,接力器活塞在壓力差的作用下由關(guān)機(jī)腔向開機(jī)腔移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī),其運(yùn)動(dòng)過程如下圖所示:23 .2 .2 .1 .1 .3 開機(jī)過程比例閥30

43、1HV得到信號(hào)電源為0V到+10V之間時(shí),比例閥301EV的閥芯從b位置向a位置移動(dòng);當(dāng)所給信號(hào)電源為+10V時(shí),閥芯正好處于a位置; 壓力油通過功能分選閥304HV和比例閥301HV到達(dá)主配壓閥150ZP左操縱腔,主配壓閥右操縱腔通過比例閥301HV回油,主配壓閥活塞在壓力差的作用下移至a位置,來自壓力罐的油通過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的開機(jī)腔,接力器開機(jī)腔的油通過主配壓閥回到回油箱,接力器活塞在壓力差的作用下由開機(jī)腔向關(guān)機(jī)腔移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)開機(jī),其運(yùn)動(dòng)過程如下圖所示。23 .2 .2 .1 .1 .4 緊急停機(jī)過程緊急停機(jī)電磁閥305HV的電磁鐵YVE1得電,電磁閥的閥芯移至YVE1位置

44、; 壓力油通過緊急停機(jī)電磁閥305HV到達(dá)主配壓閥150ZP左操縱腔,主配壓閥右操縱腔通過緊急停機(jī)電磁閥305HV回油,主配壓閥活塞在壓力差的作用下向右移至a位置,來自壓力罐的油通過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的關(guān)機(jī)腔,接力器開機(jī)腔的油通過主配壓閥回到回油箱,接力器活塞在壓力差的作用下由關(guān)機(jī)腔向開機(jī)腔移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī),其運(yùn)動(dòng)過程如下圖所示。 23 .2 .2 .1 .2 數(shù)字閥操縱23 .2 .2 .1 .2 .1 自保持狀態(tài)數(shù)字作為主用或比例閥301HV出現(xiàn)故障的時(shí)候,電氣調(diào)節(jié)器自動(dòng)切換到數(shù)字閥工作,使得電磁鐵YV4帶電,動(dòng)作功能分選閥304HV,數(shù)字閥302HV和303HV處于主用狀

45、態(tài),比例閥301HV處于備用狀態(tài);同時(shí)數(shù)字閥302HV和303HV在此系統(tǒng)中也能夠作為手動(dòng)閥來操作。23 .2 .2 .1 .2 .2 關(guān)機(jī)過程電磁鐵YVE7帶電后,數(shù)字閥302HV動(dòng)作; 壓力油通過功能分選閥304HV和數(shù)字閥303HV到達(dá)主配壓閥150ZP左操縱腔,主配壓閥右操縱腔通過數(shù)字閥302HV回油,主配壓閥活塞在壓力差的作用下向右移動(dòng)至a位置,來自壓力罐的油通過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的關(guān)機(jī)腔,接力器開機(jī)腔的油通過主配壓閥回到回油箱,接力器活塞在壓力差的作用下由關(guān)機(jī)腔向開機(jī)腔移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī),其動(dòng)作過程如下圖所示。23 .2 .2 .1 .2 .3 開機(jī)過程電磁鐵YVE8帶電

46、后,數(shù)字閥303HV動(dòng)作; 壓力油通過功能分選閥304HV和數(shù)字閥302HV到達(dá)主配壓閥150ZP右操縱腔,主配壓閥左操縱腔通過數(shù)字閥302HV回油,主配壓閥活塞在壓力差的作用下向左移動(dòng)至c位置,來自壓力罐的油通過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的開機(jī)腔,接力器關(guān)機(jī)腔的油通過主配壓閥回到回油箱,接力器活塞在壓力差的作用下由開機(jī)腔向關(guān)機(jī)腔移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)開機(jī),其動(dòng)作過程如下圖所示。23 .2 .2 .1 .2 .4 緊急停機(jī)過程電磁鐵YVE1得電,緊急停機(jī)電磁閥305HV的閥芯移至交叉位置; 壓力油通過緊急停機(jī)電磁閥305HV到達(dá)主配壓閥150ZP左操縱腔,主配壓閥右操縱腔通過緊急停機(jī)電磁閥305HV

47、回油,主配壓閥活塞在壓力差的作用下向右移至a位置,來自壓力罐的油通過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的關(guān)機(jī)腔,接力器開機(jī)腔的油通過主配壓閥回到回油箱,接力器活塞在壓力差的作用下由關(guān)機(jī)腔向開機(jī)腔移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī),其運(yùn)動(dòng)過程如下圖所示。 3調(diào)試試驗(yàn)31 無水試驗(yàn)所有無水調(diào)試均應(yīng)在水輪機(jī)進(jìn)水口閥門或閘門關(guān)閉,且開啟、關(guān)閉導(dǎo)葉及槳葉可不能造成人身損害和設(shè)備損壞的前提下進(jìn)行;工作條件水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)所有管路連接完畢,具備充油條件;水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)操作機(jī)構(gòu)安裝完畢,具備動(dòng)作條件;水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)壓油裝置安裝完畢,且已投入自動(dòng)運(yùn)行;外部壓油裝置安裝試驗(yàn)完畢,具備送油條件;調(diào)速器液壓執(zhí)行器安裝完畢,具備充油條件;

48、外部配電裝置安裝試驗(yàn)完畢,具備送電條件;調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)器安裝完畢,具備通電條件;311 機(jī)械調(diào)試3111 充油31111 工作條件調(diào)速器安裝完成,管路連接及清洗完成;新買的透平油必須經(jīng)濾油機(jī)過濾注入回油箱至標(biāo)準(zhǔn)油位;31112 工作步驟將機(jī)械液壓系統(tǒng)主供油閥閥門慢慢開至全開,緩慢的對(duì)調(diào)速器管路及液壓系統(tǒng)充油,發(fā)覺漏油現(xiàn)象,及時(shí)關(guān)閉主供油閥閥門,處理以后進(jìn)行下次充油試驗(yàn),直至充油一切正常;3112 動(dòng)作試驗(yàn)操作液壓系統(tǒng)的數(shù)字球閥、緊急停機(jī)電磁閥、緊急停機(jī)復(fù)歸電磁閥,檢查各個(gè)操縱元件對(duì)應(yīng)的接力器動(dòng)作是否正常;操作濾油器切換手柄應(yīng)動(dòng)作自如,壓力表壓力指示正確;3113 主配中位調(diào)整導(dǎo)葉及槳葉主配中位

49、調(diào)整方法相同;手動(dòng)將導(dǎo)葉接力器開出到中間位置,在導(dǎo)葉接力器上架好百分表,測(cè)量接力器5分鐘的漂移量;按要求接力器應(yīng)不漂移或往關(guān)的方向漂移應(yīng)不大于100絲,若漂移量超標(biāo),則要重新調(diào)整主配中位,中位偏開,將主配往關(guān)的方向調(diào)整;否則將主配往開的方向調(diào)整,最后將主配中位鎖定螺母固定緊; 3114 整定時(shí)刻導(dǎo)葉及槳葉的開、關(guān)機(jī)時(shí)刻調(diào)整方法相同;先調(diào)整接力器全關(guān)時(shí)刻,再調(diào)整接力器全開時(shí)刻。全開時(shí)刻調(diào)整同全關(guān)時(shí)刻調(diào)整方法一致(比例數(shù)字式調(diào)速器的全開、全關(guān)時(shí)刻調(diào)整前,要將引導(dǎo)閥的行程放開至足夠大);全關(guān)時(shí)刻調(diào)整:將調(diào)整關(guān)機(jī)時(shí)刻的螺桿一邊松開至足夠大,調(diào)整另一邊的螺桿,使關(guān)機(jī)時(shí)刻達(dá)到設(shè)計(jì)要求值,再將主配往關(guān)的方向

50、動(dòng)作到最大行程保持不動(dòng),同時(shí)調(diào)整開始松開至足夠大的螺桿,使其與地板接觸,再將鎖定螺母鎖緊,再一次校驗(yàn)關(guān)機(jī)時(shí)刻,與設(shè)計(jì)值差不多一致,關(guān)機(jī)時(shí)刻調(diào)整完畢;3115 分段關(guān)閉裝置調(diào)整分段關(guān)閉裝置是用來實(shí)現(xiàn)接力器兩段不同速度關(guān)閉方式的一種裝置;關(guān)于有分段關(guān)閉裝置的調(diào)速器,調(diào)整完接力器的全關(guān)時(shí)刻后,既要進(jìn)行分段關(guān)閉裝置的調(diào)整,最后調(diào)整接力器全開時(shí)刻;1)先脫開分段關(guān)閉裝置的凸輪(分段關(guān)閉行程閥不動(dòng)作),調(diào)整接力器的直線關(guān)閉時(shí)刻(按設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù)算出接力器的直線關(guān)閉時(shí)刻,方法同接力器的全關(guān)時(shí)刻的調(diào)整);2)投入分段關(guān)閉裝置的凸輪(分段關(guān)閉先導(dǎo)閥動(dòng)作接力器全開到全關(guān)分段關(guān)閉裝置全行程投入),調(diào)整接力器在分段關(guān)

51、閉裝置全行程投入時(shí)的全關(guān)時(shí)刻(按設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù)算出分段關(guān)閉裝置投入,接力器的全關(guān)閉時(shí)刻);方法確實(shí)是調(diào)整分段關(guān)閉裝置的分段閥上的螺桿,往下調(diào)整螺桿全關(guān)時(shí)刻變快,往上調(diào)整螺桿全關(guān)時(shí)刻變慢;3)按設(shè)計(jì)提供的拐點(diǎn)位置,將分段關(guān)閉裝置的凸輪安裝在拐點(diǎn)位置;4)檢測(cè)調(diào)整的數(shù)據(jù)是否達(dá)到要求;3116 引導(dǎo)閥行程調(diào)整導(dǎo)葉及槳葉的引導(dǎo)閥調(diào)整方法相同;調(diào)整完接力器的全開及全關(guān)時(shí)刻后,再進(jìn)行引導(dǎo)閥行程的調(diào)整;引導(dǎo)閥開、關(guān)方向的行程相應(yīng)的比主配開、關(guān)方向的行程大;調(diào)整完后,對(duì)接力器的全開、全關(guān)時(shí)刻要進(jìn)行一次校驗(yàn),引導(dǎo)閥的行程應(yīng)不阻礙接力器的開關(guān)時(shí)刻;3117 整定導(dǎo)葉開啟、關(guān)閉時(shí)刻導(dǎo)葉及槳葉開啟、關(guān)閉時(shí)刻整定方法相

52、同,以導(dǎo)葉開啟、關(guān)閉時(shí)刻整定方法為例;31171 工作條件油壓裝置處于自動(dòng)操縱狀態(tài),接力器位移傳感器安裝整定完成,接力器動(dòng)作正常。31172 工作步驟調(diào)速器處于機(jī)手動(dòng)狀態(tài),手動(dòng)將要測(cè)試開啟時(shí)刻的導(dǎo)葉接力器全關(guān),進(jìn)入導(dǎo)葉開、關(guān)機(jī)時(shí)刻校核測(cè)試畫面如下,設(shè)置起始開度、停止開度及系數(shù)(一般起始開度設(shè)為25%,停止開度設(shè)為75%,系數(shù)為2),點(diǎn)擊畫面中的“開機(jī)時(shí)刻測(cè)試”按鈕,變化為“開機(jī)測(cè)試中”,現(xiàn)在保持手動(dòng)閥開位置直至接力器全開,試驗(yàn)狀態(tài)指示的“開機(jī)測(cè)試中”變?yōu)椤伴_機(jī)時(shí)刻測(cè)試”,試驗(yàn)結(jié)束,導(dǎo)葉全開時(shí)刻顯示的時(shí)刻即為接力器的開啟時(shí)刻; 調(diào)速器處于機(jī)手動(dòng)狀態(tài),手動(dòng)將要測(cè)試關(guān)閉時(shí)刻的導(dǎo)葉接力器全開,進(jìn)入導(dǎo)葉

53、開、關(guān)機(jī)時(shí)刻校核測(cè)試畫面如下,設(shè)置起始開度、停止開度及系數(shù)(一般起始開度設(shè)為75%,停止開度設(shè)為25%,系數(shù)為2),點(diǎn)擊畫面中的“關(guān)機(jī)時(shí)刻測(cè)試”按鈕,變化為“關(guān)機(jī)測(cè)試中”,現(xiàn)在保持手動(dòng)閥關(guān)位置直至接力器全關(guān),試驗(yàn)狀態(tài)指示的“關(guān)機(jī)測(cè)試中”變?yōu)椤瓣P(guān)機(jī)時(shí)刻測(cè)試”,試驗(yàn)結(jié)束,導(dǎo)葉全關(guān)時(shí)刻顯示的時(shí)刻即為接力器的關(guān)閉時(shí)刻。 312 電氣調(diào)試3121工作條件電氣設(shè)備安裝完畢;供電電源已切斷,電氣調(diào)節(jié)器不帶電;3122工作步驟檢查并確定接地端子與電廠接地點(diǎn)可靠連接;檢查并確定交流供電電源AC220V L與N之間、L與大地之間無短路;檢查并確定直流供電電源DC220V L+與L-之間、L+與大地、L-與大地之間

54、無短路;檢查并確定內(nèi)部工作電源(D24)DC24V L+與L-之間、L+與大地之間無短路;檢查并確定傳感器電源(A24)DC24V L+與L-之間、L+與大地之間無短路;檢查并確定測(cè)頻電源(DV5V)T5 L+與L-之間、L+與大地之間無短路;檢查并確定專門傳感器電源(DV12V)T5 L+與L-之間、L+與大地之間、L+與大地之間無短路;確認(rèn)以上項(xiàng)目正常后,恢復(fù)供電電源;3123 投入交流電源斷開電氣調(diào)節(jié)器所有電源開關(guān); 僅送入外部交流供電電源;用萬用表檢測(cè)交流電壓等級(jí);萬用表表筆置于電源綜合模塊輸出側(cè)24V與0V之間,合上交流電源開關(guān)0.5秒后斷開,此間注意觀看萬用表讀數(shù)并確認(rèn)其正常;合上

55、交流電源開關(guān)60秒,認(rèn)真觀看,確認(rèn)無故障后交流電源可投入工作;3124 投入直流電源斷開電氣調(diào)節(jié)器所有電源開關(guān);送入外部直流供電電源;用萬用表檢測(cè)交流電壓等級(jí)及正負(fù)極方向;萬用表表筆置于電源綜合模塊輸出側(cè)24V與0V之間,合上直流電源開關(guān)0.5秒后斷開,此間注意觀看萬用表讀數(shù)并確認(rèn)其正常;合上直流電源開關(guān)60秒,認(rèn)真觀看,確認(rèn)無故障后直流電源可投入;3125 投入雙電源斷開電氣調(diào)節(jié)器所有電源開關(guān);閉合交流電源開關(guān),將交流電源投入工作(保持10秒);閉合直流電源開關(guān),將直流電源投入工作;現(xiàn)在交流、直流兩套供電電源均已投入工作,認(rèn)真觀看60秒,確認(rèn)無故障后雙電源冗余系統(tǒng)可投入;3126 調(diào)試HMI

56、31261 工作條件 觸摸屏安裝接線完成,其供電電源DC24V檢測(cè)正常;31262 工作步驟312621 HMI系統(tǒng)菜單HMI系統(tǒng)提供了修改其底層參數(shù)的系統(tǒng)界面(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng)畫面),依次按住HMI左上角-右上角-左上角即可進(jìn)入系統(tǒng)畫面。系統(tǒng)畫面主菜單如下圖所示:點(diǎn)擊“Run”按鈕退出系統(tǒng)畫面,返回運(yùn)行畫面;312622 調(diào)整時(shí)刻點(diǎn)擊“Set Time|Date”按鈕進(jìn)入時(shí)刻調(diào)整畫面,如下圖所示; 向上移動(dòng)光標(biāo)位置 向下移動(dòng)光標(biāo)位置 增加光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 減少光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 設(shè)定光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 設(shè)定光標(biāo)所在位置參數(shù)的值并退出 取消退出312623 校準(zhǔn)觸摸點(diǎn)擊“ouch Pane

57、l”按鈕進(jìn)入校準(zhǔn)觸摸畫面,如右圖所示;312624 設(shè)置IP地址點(diǎn)擊“General”按鈕進(jìn)入設(shè)置IP地址及LCD亮度調(diào)整畫面,如下圖所示 向上移動(dòng)光標(biāo)位置 向下移動(dòng)光標(biāo)位置 增加光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 減少光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 確定退出 取消退出 增加當(dāng)前LCD亮度 減少當(dāng)前LCD亮度 保存設(shè)定當(dāng)前LCD亮度312625 程序下載接好電腦與HMI的連線(USB及以太網(wǎng)通訊兩種方式),啟動(dòng)HMI編程軟件打開程序下載至HMI(如下圖);點(diǎn)擊畫面中按鈕,出現(xiàn)傳送界面,當(dāng)電腦與HMI通訊正常時(shí),可選擇連接方式,點(diǎn)擊“確定”按鈕;下方狀態(tài)欄顯示傳送進(jìn)度條。312626 檢測(cè)同PLC通訊檢測(cè)HMI同A、B

58、兩套PLC之間通訊;將操縱權(quán)切至A機(jī),觸摸屏上無通訊報(bào)警,顯示“A機(jī)主用”,其它數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)更新顯示,通訊正常;3127 調(diào)試測(cè)頻檢測(cè)殘壓及齒盤測(cè)頻系統(tǒng);31271 工作條件上電完成,PLC及觸摸屏程序下載完成且運(yùn)行正常;31272 工作步驟312721 殘壓測(cè)頻系統(tǒng)檢測(cè)將外部接線端子上的AC20V電源接入機(jī)組頻率及電網(wǎng)頻率輸入端,電氣柜上電,測(cè)頻模塊上顯示正確的機(jī)組頻率及電網(wǎng)頻率;PLC的測(cè)頻開入模塊的開入點(diǎn)信號(hào)正確;觸摸屏上的機(jī)組頻率顯示同測(cè)頻模塊上的機(jī)頻顯示一致,測(cè)頻模塊上的網(wǎng)頻顯示正確,觸摸屏事件報(bào)告無機(jī)頻故障、網(wǎng)頻故障記錄;312722 齒盤測(cè)頻系統(tǒng)檢測(cè)將齒盤測(cè)頻系統(tǒng)的接近開關(guān)接入相應(yīng)

59、端子上,電氣柜上電,用螺絲刀在接近開關(guān)上晃動(dòng)模擬接近開關(guān)信號(hào),測(cè)頻模塊上顯示的機(jī)組頻率;PLC的測(cè)頻開入模塊的開入點(diǎn)信號(hào)有變化;觸摸屏上的機(jī)組頻率顯示同測(cè)頻模塊上的機(jī)頻顯示一致,觸摸屏事件報(bào)告無機(jī)頻故障記錄;3128 調(diào)校命令檢測(cè)調(diào)速器的開入命令:開機(jī)令、停機(jī)令、調(diào)相令、斷路器信號(hào)、增加令、減少令、故障復(fù)歸令、導(dǎo)葉機(jī)手動(dòng)令、導(dǎo)葉電手動(dòng)令、槳葉自動(dòng)令;31281 工作條件上電完成,PLC及觸摸屏程序下載完成且運(yùn)行正常;31282 工作步驟模擬開入命令,檢查面板指示及觸摸屏指示;例如模擬開機(jī)令:面板上的開機(jī)指示燈亮;觸摸屏上的點(diǎn)量表畫面中的開機(jī)令顯示為紅色,后面矩形指示燈變紅;事件報(bào)告出現(xiàn)“開機(jī)令

60、”事件;其他命令同開機(jī)令一樣檢測(cè);如下圖:開機(jī)令:調(diào)速器處于停機(jī)備用狀態(tài),接收到開機(jī)令,將導(dǎo)葉接力器按照一定斜率開至啟動(dòng)開度等待,槳葉接力器按照一定斜率由預(yù)開度關(guān)至全關(guān),在開機(jī)過程等待時(shí)刻內(nèi),機(jī)組頻率大于等于45Hz小于55Hz,自動(dòng)進(jìn)入空載狀態(tài),無機(jī)組頻率進(jìn)入停機(jī)備用狀態(tài);停機(jī)令:調(diào)速器處于空載狀態(tài),接收到停機(jī)令,將導(dǎo)葉接力器按照一定斜率全關(guān),槳葉接力器按照一點(diǎn)斜率開至預(yù)開度,進(jìn)入停機(jī)備用狀態(tài);調(diào)相令:調(diào)速器處于負(fù)載運(yùn)行狀態(tài),接收到調(diào)相令(命令保持),將導(dǎo)葉接力器全關(guān),槳葉接力器全關(guān),進(jìn)入調(diào)相運(yùn)行狀態(tài);斷路器信號(hào):調(diào)速器處于空載狀態(tài),接收到斷路器信號(hào),進(jìn)入負(fù)載運(yùn)行狀態(tài);增加令:調(diào)速器處于電手

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