第6、7章水輪機(jī)調(diào)節(jié)基本概念和微機(jī)調(diào)速器

重慶市水利電力學(xué)院電氣工程系水輪機(jī)調(diào)節(jié)主講教師：：：

水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本概念和數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器一. 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本概念二. 水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器三. 微機(jī)調(diào)節(jié)器四. 機(jī)械 系統(tǒng)五.微機(jī)調(diào)速器故障分析及對(duì)策六. 我國(guó)數(shù)字式（微機(jī)）調(diào)速器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)七. 思考題2一. 水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本概念水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性31.水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)維持機(jī)組轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速附近，滿足電網(wǎng)一次調(diào)頻要求；完成調(diào)度下達(dá)的功率指令，調(diào)節(jié)水輪機(jī)組有功功率，滿足電網(wǎng)二次調(diào)頻要求；完成機(jī)組開機(jī)、停機(jī)、緊急停機(jī)等控制任務(wù)；執(zhí)行計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及控制指令。42.水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：圖1-1

水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖5系統(tǒng)特點(diǎn)：操作力大——需要經(jīng)放大操作接力器水流慣性：機(jī)械慣性：系統(tǒng)復(fù)雜、非線性特性手動(dòng)水輪機(jī)調(diào)節(jié)比例操作超前操作積分操作ghTw

lvGD2

n

2Ta

r

3580

pr63.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）調(diào)速器/數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器機(jī)械

/電氣緩沖式PID結(jié)構(gòu)圖1-2

電氣調(diào)速器(PID)結(jié)構(gòu)圖7PID結(jié)構(gòu)：圖1-3

微機(jī)調(diào)速器結(jié)構(gòu)圖8水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性GB/T9652.21997技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T9652.1

1997靜態(tài)特性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性靜態(tài)特性：bp9(bs

)圖1-6

轉(zhuǎn)速死區(qū)ix(bs

)永態(tài)差值系數(shù)：bp靜速死區(qū)：ix水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性10圖1-7

隨動(dòng)系統(tǒng)確度iaia01.0

y2(輸出)·

·ia水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性隨動(dòng)系統(tǒng)

確度

：y1(輸入)11水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性GB/T

9652.1—1997主要靜態(tài)特性指標(biāo)調(diào)速器類型項(xiàng)目大

型中

型小

型特小型電調(diào)機(jī)調(diào)電調(diào)機(jī)調(diào)電調(diào)機(jī)調(diào)轉(zhuǎn)速死區(qū)/%ix≤0.04（0.02）≤0.10≤0.08（0.06）≤0.15≤0.10≤0.18≤0.20輪葉隨動(dòng)系統(tǒng)確度/ia%≤1.5／bp整定范圍bp=0~bPM，最小值不大于0.1%，最大值bPM不小于8%12動(dòng)態(tài)特性調(diào)速器PID特性：階躍輸入響應(yīng)特性：圖1-8

PID調(diào)節(jié)器的階躍輸入響應(yīng)特性1s13y

(s)

kDs]

[kP

kIPIDF

(s)1

k

s y

(s)Ds

1

T1v

s

[kP

kI

]PIDF(s)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性速動(dòng)時(shí)間常數(shù)Tx=bt×Td速動(dòng)時(shí)間常數(shù)Tx的物理含義是：在bp=0的條件下，若取頻率變化相對(duì)值為x=1.0，則接力器走全行程的時(shí)間就是速動(dòng)時(shí)間常數(shù)Tx，它在數(shù)值上等于積分增益KI的倒數(shù)，也等于暫態(tài)差值系數(shù)bt與緩沖裝置時(shí)間常數(shù)Td的乘積。xI1.0

t

d

100bt

Td

100Tx

100K

It1.0Kt

10

10b

T

10Tx0.01

x0.114I

x0.5

t

d15

K

I

Tx

K

t

5bT

5T

t0.1

x0.1

bt

Tdx0.1水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性接力器響應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty圖1-9

接力器響應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty15圖1-10

隨動(dòng)系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)特性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性調(diào)速器前向通道放大倍數(shù)的整定16水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性曲線1的相對(duì)阻尼系數(shù)，無超調(diào)，但過程緩慢；曲線3的相對(duì)阻尼系數(shù)，初始段反應(yīng)快，但有過大的超調(diào)；曲線2的相對(duì)阻尼系數(shù)，有較理想的響應(yīng)特性，其超調(diào)量約為3%。所以，應(yīng)選擇、調(diào)整開環(huán)放大系數(shù)Kop（也就調(diào)整了Ty），使隨動(dòng)系統(tǒng)對(duì)階躍輸入的響應(yīng)特性具有3%～5%的超調(diào)量。IEC

61362標(biāo)準(zhǔn)

：導(dǎo)葉接力器Ty=0.1～0.25s；槳葉接力器Ty=0.2～0.8s；沖擊式折向器Ty=0.1～0.15s。在我國(guó)一般

：導(dǎo)葉接力器Ty=0.1～0.2s；槳葉接力器的Ty取為導(dǎo)葉接力器Ty的2～3倍。17水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性調(diào)速器應(yīng)保證機(jī)組在各種工況和運(yùn)行方式下的穩(wěn)定性指標(biāo)

①手動(dòng)空載工況（發(fā)電機(jī)勵(lì)磁在自動(dòng)方式下工作）運(yùn)行時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對(duì)值對(duì)大型調(diào)速器來說不得超過0.2%；對(duì)中、小型和特小型調(diào)速器來說均不得超過0.3%。當(dāng)調(diào)速器控制水輪發(fā)電機(jī)組在空載工況自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在選擇調(diào)速器運(yùn)行參數(shù)時(shí)，待穩(wěn)定后所記錄3min內(nèi)的轉(zhuǎn)速擺動(dòng)值應(yīng)滿足下列要求：

對(duì)于大型電氣

對(duì)于大型機(jī)械調(diào)速器，不超過0.15%；調(diào)速器和中、小型調(diào)速器，不超過0.25%；

對(duì)于特小型調(diào)速器，不超過0.3%。②如果機(jī)組手動(dòng)空載時(shí)的轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對(duì)值大于規(guī)定值（見上），那么其自動(dòng)空載轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對(duì)值不得大于相應(yīng)手動(dòng)空載轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對(duì)值。18水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性機(jī)組甩負(fù)荷后應(yīng)保證的動(dòng)態(tài)品質(zhì)①甩100%額定負(fù)荷后：

在轉(zhuǎn)速變化過程中，超過3%額定轉(zhuǎn)速以上的波峰不超過兩個(gè)；GB/T

9652.1—1997規(guī)定：從接力器第一次向開啟方向移動(dòng)到機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動(dòng)值不超過0.5%為止所經(jīng)歷的時(shí)間應(yīng)不大于40s。IEC

61362《水輪機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范導(dǎo)則》規(guī)定：在甩負(fù)荷中，若記從甩負(fù)荷開始至出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)速上升值為止的時(shí)間為tM，記從甩負(fù)荷開始到機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動(dòng)值不超過1.0%為止的時(shí)間為tE，則tE/tM的值為2.5～4.0（8.0）（對(duì)于沖擊式機(jī)組）和15（對(duì)于高水頭混流式機(jī)組）。②轉(zhuǎn)速或指令信號(hào)按規(guī)定形式變化，接力器不動(dòng)時(shí)間：對(duì)于電氣對(duì)于機(jī)械調(diào)速器，不大于0.2s；調(diào)速器，不大于0.3s。19水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性不動(dòng)時(shí)間試驗(yàn)(公伯峽電站300MW現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)曲線)20水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性開機(jī)過程錄波(公伯峽電站300MW現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)曲線)21水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性空載擺動(dòng)試驗(yàn)(公伯峽電站300MW現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)曲線)22水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性甩100%負(fù)荷試驗(yàn)(公伯峽電站300MW現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)曲線)23水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性GB/T

9652.1—1997對(duì)調(diào)速器主要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)要求24參數(shù)btTd/sTn/sKPKI/s–1KD/s最小值最大值最小值最大值最小值最大值最小值最大值最小值最大值最小值最大值數(shù)值≤0.05≥0.80≤2.00≥20.000.00≥2.00≤0.30≥20.00≤0.50≥10.000.00≥5.00水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性25技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Ta和Tw的規(guī)定：

水輪機(jī)引水系統(tǒng)水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw：對(duì)于PID型調(diào)速器，不大于4s；對(duì)于PI型調(diào)速器，不大于2.5s；

機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta：對(duì)于反擊式機(jī)組，不小于4s；對(duì)于沖擊式機(jī)組，不小于2s。

比值Tw/Ta不大于0.4。二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性控制功能26二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器雙比例伺服閥系統(tǒng)原理框圖27二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器交流伺服電機(jī)自復(fù)中系統(tǒng)原理框圖28二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器步進(jìn)電機(jī)伺服缸系統(tǒng)原理框圖29二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器比例伺服閥＋自復(fù)中系統(tǒng)原理框圖30二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器1.水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)微機(jī)調(diào)節(jié)器、電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置、機(jī)械 系統(tǒng)圖2-1

PLC水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的總體框圖3132二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)（速度環(huán)）電液轉(zhuǎn)換器/機(jī)械隨動(dòng)系統(tǒng)型步進(jìn)電機(jī)電液轉(zhuǎn)換器/機(jī)械隨動(dòng)系統(tǒng)型調(diào)速器框圖33步進(jìn)電機(jī)電液轉(zhuǎn)換器/機(jī)械隨動(dòng)系統(tǒng)型調(diào)速器方塊圖二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器34交流伺服電機(jī)電液轉(zhuǎn)換器/電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)型：交流伺服電機(jī)電液轉(zhuǎn)換器/電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)型調(diào)速器框圖二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器35交流伺服電機(jī)電液轉(zhuǎn)換器/電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)型調(diào)速器方塊圖二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器36二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器37微機(jī)調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)部分框圖二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器F=0，F(xiàn)=F–Ef，F(xiàn)=F+Ef，當(dāng)–Ef≤F≤Ef

時(shí)當(dāng)

Ef＜F時(shí)當(dāng)F＜–Ef

時(shí)Ef人工頻率死區(qū)環(huán)節(jié)的特性，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：ΔFΔF–Ef038二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器39人工頻率死區(qū)取值Ef的一般取值范圍相當(dāng)于頻率值為0～0.5Hz在頻率轉(zhuǎn)換系數(shù)Kf=25000時(shí)所對(duì)應(yīng)的范圍，即Ef=0～250

Ef可由程序按調(diào)速器的運(yùn)行工況和調(diào)節(jié)模式自動(dòng)地被設(shè)定：機(jī)組在“空載”工況運(yùn)行時(shí)，設(shè)定Ef=0；機(jī)組在并入電網(wǎng)方式下運(yùn)行，且調(diào)速器在“頻率調(diào)節(jié)”模式下時(shí)，設(shè)定Ef=0；調(diào)速器在“開度調(diào)節(jié)”和“功率調(diào)節(jié)”模式下時(shí)，設(shè)定

Ef=0.033Hz。永態(tài)差值環(huán)節(jié)和人工死區(qū)：三種調(diào)節(jié)模式：人工開度/功率死區(qū)環(huán)節(jié)特性調(diào)節(jié)模式間的轉(zhuǎn)換關(guān)系二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器401.水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的基本調(diào)節(jié)模式二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器412.靜態(tài)特性穩(wěn)態(tài)狀態(tài)-積分輸入為零，其表達(dá)式為(接力器開度):I

f

bp

(y)

f

bp

(

yc

yPID

)＝0I

fc

fg

bp

(

yc

yPID

)＝0f

fnf

fc2.靜態(tài)特性43永態(tài)差值系數(shù)bp/ep

bp是指導(dǎo)葉接力器行程永態(tài)差值系數(shù)，用于“頻率調(diào)節(jié)”和“開度調(diào)節(jié)”模式；ep是指機(jī)組功率的永態(tài)差值系數(shù)；部分調(diào)速器往往只引入bp的概念，即在“功率調(diào)節(jié)”模式下，也采用永態(tài)差值系數(shù)bp。2.靜態(tài)特性44穩(wěn)態(tài)狀態(tài)-積分輸入為零，其表達(dá)式為（機(jī)組功率）:I

f

ep

(

pc

pg

)＝0I

fc

fg

ep

(

pc

pg

)＝02.靜態(tài)特性靜態(tài)特性主要參數(shù)和變量頻率給定fc功率給定Pc開度給定yc頻率fg開度y永態(tài)差值系數(shù)bp452.靜態(tài)特性46頻率給定

fc

是接力器開度

yPID

等于接力器開度給定

yc

時(shí)的

機(jī)組頻率

fg

；I

fc

fg

bp

(

yc

yPID

)＝0接力器開度給定

yc

是機(jī)組頻率

fg

等于頻率給定

fc時(shí)的接力器開度

yPID

；調(diào)整頻率給定和開度給定后的微機(jī)調(diào)節(jié)器靜態(tài)特性2.靜態(tài)特性47對(duì)靜態(tài)特性的影響

fg

bp

(

yc

yPID

)＝0fc、ycI

fc2.靜態(tài)特性0fg(Hz)y0.5

1.0fc=50Hz，yc=0.5，bp=0.04(a)51.050.049.00fg

(Hz)y0.5

1.0fc

=50.5Hz，yc=0.5，bp=0.04(b)51.550.549.50fg(Hz)y0.25

1.0fc=50Hz，yc=0.25，bp=0.0448.550.550.00fg(Hz)y0.5

1.0fc=50Hz，yc=04.58，bp=0.0250.550.049.5(c)(d)fc、fg、yc、y、bp

的關(guān)系：微機(jī)調(diào)節(jié)器的靜態(tài)特性（bp=0）2.靜態(tài)特性49(a)

fg、Ef以表示的特性(b)ef以相對(duì)值表示的特性Ef起作用時(shí)微機(jī)調(diào)節(jié)器的靜態(tài)特性人工頻率死區(qū)：EF50和人工開度/功率死區(qū)

EF

/p2.靜態(tài)特性Ey起作用時(shí)微機(jī)調(diào)節(jié)器的靜態(tài)特性2.靜態(tài)特性512.靜態(tài)特性52Ef0、Ey0微機(jī)調(diào)節(jié)器靜態(tài)特性2.靜態(tài)特性53協(xié)聯(lián)特性：微機(jī)調(diào)節(jié)器采用的水輪機(jī)協(xié)聯(lián)曲線二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器54插值節(jié)點(diǎn)表553.動(dòng)態(tài)特性(PID傳遞函數(shù)表達(dá)式)

K1vK

D

S

K

I

PS

1

T

S1b

T

S1vt

dt

d

Td

Tn1

T

S(Tn

/

bt

)S

1

1F

(S)

b

TYPID

(S

)F

(S

)YPID(S)56Dt

dIt

dP1bt

TnKb

TK

b

T

Td

Tn

K3.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)采樣周期若要將PID調(diào)節(jié)規(guī)律用實(shí)現(xiàn)，則必須進(jìn)行離散計(jì)算。采樣周期

是離散計(jì)算過程中極為重要的一個(gè)量。由PLC（可編程控制器）或其他工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為硬、

主體構(gòu)成的水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器，都是一種借助程序?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)和控制功能的數(shù)字電子裝置?？删幊炭刂破魇且匝不貟呙璧脑砘蚨〞r(shí)處理的原理工作的?？删幊炭刂破魍暾貓?zhí)行一次可編程控制器系統(tǒng)、用戶程序所占用的時(shí)間，稱之為采樣周期。準(zhǔn)確地知道采樣周期的數(shù)值，對(duì)于準(zhǔn)確地應(yīng)用離散PID算法來實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)規(guī)律是十分重要的。573.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)58比例作用—輸出比例于輸入，輸出對(duì)輸入的響應(yīng)沒有時(shí)間差；離散化運(yùn)算放大器輸出Uout(t)比例于（放大系數(shù)k）其輸入U(xiǎn)in(t):y(t)

kx(t)Uout

(t)

kUin

(t)時(shí)與采樣周期

無關(guān)。杠桿輸出位移y(t)比例于（杠桿比k）其輸入位移x(t):3.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)59P

PF

(k

1)Y

(k

1)

K

比例作用分量YPYP

(k)

K

P

F

(k)YP

(k)

YP

(k)

YP

(k

1)P

PY

(k)

K

[F

(k)

F

(k

1)]YP

(k)

YP

(k)

YP

(k

1)3.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)60積分作用—輸入為零，輸出保持常數(shù)；輸入為常數(shù)，輸出等速汽車行駛路程s(t)是其速度v(t)的積分：ts(t)

v(t)dt0接力器位移y(t)是主配壓閥活塞偏離中間平衡位置位移Δx(t)的積分：ty(t)

x(t)dt0變化；輸出取決于輸入和時(shí)間，離散化時(shí)與采樣周期

有關(guān)。積分的物理概念：在時(shí)刻t,被積曲線與橫軸之間的面積。3.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)積分作用積分的物理概念：在時(shí)刻t,被積曲線與橫軸之間的面積。tyI

(t)

KI

I

(t)dt0613.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)62是采樣周期；—在時(shí)刻t,曲線與橫軸之間的面積；—K個(gè)矩形面積之和（）；)；—K時(shí)刻一個(gè)矩形面積；n0Kn1tyI

(t)

KI

I

(t)dtYI

(K

)

KI

I

(n)nK

1n1YI

(K

1)

KI

I

(n)i

K i

K

1YI

(K

)

KI

I

(i)

KI

I

(i)

KI

I

(K

)i1

i1YI

(K)

YI

(K

1)

YI

(K)t

K—K-1個(gè)矩形面積之和(t

(K積分分量—

3.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)微分作用—輸出比例于輸入的變化速度；輸入為常數(shù)，輸出為零，離x(t)取極限得

dx(t)(對(duì)x求導(dǎo)t

dtSX(S)的原函數(shù)就是；dtdx

xt就是采樣周期dt

tx

x(K

)x

x(k

)

x(k

1)t所以：散化時(shí)與采樣周期

有關(guān)。；633.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)1v1vF

(S)

1

T

S微分作用分量YDYD

(S)

D

式中D1vDF

(k)

F

(k

1)YD

(k)

YD

(k

1)

KY

(k)

T1

v64D1

vD[F

(k

)

F

(k

1)]K

DY

(k

1)

T1

vY

(k

)T

T

式中是采樣周期，經(jīng)整理得到：3.動(dòng)態(tài)特性(PID離散表達(dá)式)t7[YD

(k)

8

YD

(k

1)

b0微分環(huán)節(jié)離散表達(dá)式在階躍

F作用下的動(dòng)作過程（舉例）：動(dòng)態(tài)特性PI響應(yīng)特性：PI調(diào)節(jié)器的階躍輸入響應(yīng)特性二.水輪機(jī)數(shù)字式（微機(jī)）電液調(diào)速器66PID響應(yīng)特性開環(huán)增量環(huán)節(jié)的作用PID調(diào)節(jié)器的階躍輸入響應(yīng)特性PID調(diào)節(jié)器的階躍輸入響應(yīng)3.動(dòng)態(tài)特性673.動(dòng)態(tài)特性（速動(dòng)時(shí)間常數(shù)Tx

）物理含義是：在bp=0的條件下，若取頻率變化相對(duì)值為x=1.0，則接力器走全行程的時(shí)間就是速動(dòng)時(shí)間常數(shù)Tx，它在數(shù)值上等于積分增益KI的倒數(shù)，也等于暫態(tài)差值系數(shù)bt與緩沖裝置時(shí)間常數(shù)Td的乘積。幾個(gè)x取值下的接力器走全行程的時(shí)間：68x

I1.0

t

dxI1.0

t

d

100T

Kt

100

100b

TKt

10

10b

T

10Tx0.01x0.13.動(dòng)態(tài)特性（速動(dòng)時(shí)間常數(shù)Tx

）若記t0.5和t0.1為接力器走50%和10%行程的時(shí)間，則有：69Ixt

dI

t

d

x15

Kt

b

T

T

K

t

5b

T

5T

0.1

x0.10.5

x0.13.動(dòng)態(tài)特性（PID參數(shù)選擇）70

1.5Tw/Ta≤bt≤3Tw/Ta3Tw≤Td≤6TwTn=(0.4—0.6)Tw式中被控機(jī)組為混流式可取較小的bt、Td、Tn初始值，為軸流式時(shí)可取bt、Td、Tn范圍內(nèi)的中間值作為其初始值、為貫流式則要取較大的bt、Td、Tn初始值；對(duì)于同一機(jī)組，水頭高時(shí)要取較大的bt、Td、Tn值。3.動(dòng)態(tài)特性（PID參數(shù)選擇）710.33Ta/Tw≤KP≤0.67Ta/Tw0.167KP/Tw≤KI≤0.33KP/Tw0.4Tw

KP≤KD≤0.6

Tw

KP表明:應(yīng)先確定比例系數(shù)KP再據(jù)上式確定積

分系數(shù)KI和微分系數(shù)KD。KP、KI和Tw呈近

似反比的關(guān)系。KD與Tw呈近似正比的關(guān)系。3.動(dòng)態(tài)特性（PID參數(shù)選擇）72例如，當(dāng)Ta＝10s，Tw＝1.5s時(shí)，計(jì)算可得：0.225≤

bt

≤0.45

，

4.5s≤

Td

≤9.0s

，0.6s

≤

Tn

≤0.9s，2.2≤KP

≤4.47

，0.11KP≤KI≤0.22KP，0.6KP≤KD≤0.9KP

，4.控制功能工作狀態(tài)：微機(jī)調(diào)速器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖運(yùn)行方式：自動(dòng)/手動(dòng)故障：測(cè)頻導(dǎo)葉反饋功率/水頭變送器73三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組頻率測(cè)量74測(cè)量方式：高速計(jì)數(shù)模塊配合中斷模塊測(cè)量（全可編程測(cè)頻）頻率信號(hào)源：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器,交流(0.3～150V)齒盤測(cè)頻的非接觸式接近開關(guān)（NPN型，DC24V供電）測(cè)頻范圍：殘壓測(cè)頻(10～90Hz)齒盤測(cè)頻：(2～90Hz)測(cè)頻分辨率：±0.0015Hz三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組頻率測(cè)量75測(cè)量頻率一般采用測(cè)量周期法（簡(jiǎn)稱測(cè)周法）或測(cè)量頻率法（簡(jiǎn)稱測(cè)頻法）。測(cè)頻法是指：通過測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)被測(cè)信號(hào)的頻率數(shù)來測(cè)量頻率。顯然，對(duì)于額定頻率為50Hz的水輪發(fā)電機(jī)組的頻率來說，用這種方法是不合適的，它只適合于測(cè)量處于高頻段的頻率信號(hào)。三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組頻率測(cè)量f1放大整形分頻高頻時(shí)鐘信號(hào)

Nf2f3f4&f3FtttttNTf1f2f4TT76三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組頻率測(cè)量77F必然正比于被測(cè)的頻率值。例如，取

N=2×106Hz，則在被測(cè)頻率為50Hz時(shí)，其

T=0.02s，NT=40000；若取式中的常數(shù)

C=2×109，則求得測(cè)量結(jié)果為F=50000。若被測(cè)頻率為48Hz，則求得F=48000。三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余78三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余雙機(jī)冗余（單元級(jí)冗余）全冗余雙PLC調(diào)節(jié)器：CPU、輸入模塊、輸出模塊、傳感器、測(cè)頻單元、電源均為冗余結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“主機(jī)/熱備”功能。微機(jī)調(diào)節(jié)器采用兩個(gè)獨(dú)立的微機(jī)控制器A和B組成，通過現(xiàn)場(chǎng)總線MB+實(shí)現(xiàn)雙機(jī)狀態(tài)和數(shù)據(jù)一致；每一個(gè)微機(jī)調(diào)節(jié)器與機(jī)械 系統(tǒng)相配合，能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)全部控制功能和保證達(dá)到全部調(diào)節(jié)性能要求；當(dāng)微機(jī)調(diào)節(jié)控制器A或B之一故障時(shí)，可發(fā)出故障信號(hào)并自動(dòng)、無擾動(dòng)地切換到正常機(jī)工作，故障機(jī)可

更換模塊、檢修。79三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余80F模塊（FA、FB）：頻率測(cè)量模塊DI模塊（DIA、DIB）：開關(guān)量輸入模塊DO模塊（DOA、DOB）：開關(guān)量輸出模塊AI模塊（AIA、AIB）：模擬量輸入模塊AO模塊（AOA、AOB）：模擬量輸出模塊C模塊（CA、CB）：通信模塊交叉冗余（模塊級(jí)冗余）三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余交叉冗余（模塊級(jí)冗余）在不増加硬件的條件下，用通信和構(gòu)成交叉冗余控制結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力。當(dāng)雙微機(jī)調(diào)節(jié)器均出現(xiàn)部分模塊故障時(shí)，這種交叉冗余控制結(jié)構(gòu)可以兩個(gè)單機(jī)的不同名模塊故障情況（容錯(cuò)），交叉構(gòu)成正常的調(diào)節(jié)器，使調(diào)速器能正常工作，實(shí)現(xiàn)真正的雙機(jī)冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高調(diào)速器的可靠性。81三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余82記模塊變量為MY（X），Y表示A或B調(diào)節(jié)器，X表示6種模塊類型F、DI、DO、AI、AO、C。設(shè)定模塊＝1時(shí)為正常，模塊＝0時(shí)故障。例如

FA＝1，表示微機(jī)調(diào)節(jié)器A的頻率測(cè)量模塊正常；

FA＝0表示其故障。三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－應(yīng)用首次運(yùn)行初始化頻率測(cè)量處理特殊模塊輸入/輸出調(diào)用檢錯(cuò)子程序調(diào)用協(xié)聯(lián)插值子程序調(diào)用模式、狀態(tài)子程序調(diào)用增加/減少子程序調(diào)用PID

調(diào)節(jié)子程序調(diào)用顯示子程序調(diào)用通信子程序P××I×××中斷服務(wù)程序：I×××中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序子程序：P××檢錯(cuò)子程序通信子程序83三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－應(yīng)用PID調(diào)節(jié)參數(shù)的整數(shù)化p

pbt

bt

/

100Td

Tdb

b

/

100t

tDt

d

t

dIt

dt

dP1

100bKb

Tb

TKb

Tn

10TnbT

K

bT

Td

Tn

100Td

10Tn11vvT

T

/

100Tn

Tn

/

10

/

10084三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－應(yīng)用P

PY

(k)

K

[F

(k)

F

(k

1)]

YP

(k)

YP

(k

1)

YP

(k)I100Y

(k

)

IIYI

(k

)

YI

(k

1)

YI

(k

)

K1

vDD1

vD[

F

(k

)F(k

1)]T

100

KY

(k

1)

T

T1vY

(k

)

100PIDcp(k

1)][Y

(k)

YbI

F

(k)

85三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－應(yīng)用例子：采樣周期=0.02s(=2s)，取T1v=0.14s（T1v=14s），則式成為：1t

dI[100F

(k)

bp

(YC

(k)

YPID

(k

1))]50bT

Y

(k)

8tD

D

F k

(1)][bY

()k

7

Y k

1)(

62Tn

F

k86三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié)87國(guó)內(nèi)外水輪機(jī)數(shù)字式電液調(diào)速器均采用PID或以PID為基礎(chǔ)的調(diào)節(jié)規(guī)律。近年來，國(guó)內(nèi)外都在進(jìn)行自適應(yīng)控制、模糊控制等調(diào)節(jié)規(guī)律在水輪機(jī)調(diào)節(jié)中應(yīng)用的仿真研究與應(yīng)用探索，取得了一些初步理論結(jié)果，但尚無采用這些調(diào)節(jié)規(guī)律的數(shù)字式電液調(diào)速器在水電站試驗(yàn)成功的報(bào)道。鑒于水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的復(fù)雜性，強(qiáng)非線性和多運(yùn)行工況，對(duì)運(yùn)行工況、技術(shù)要求和運(yùn)行條件適應(yīng)的變參數(shù)調(diào)節(jié)，是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)并得到廣泛成功運(yùn)用的調(diào)節(jié)方式。三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié)88機(jī)組轉(zhuǎn)速（頻率）適應(yīng)式變參數(shù)PID調(diào)節(jié)空載運(yùn)行工況（適應(yīng)運(yùn)行水頭）機(jī)組并入大電網(wǎng)運(yùn)行（適應(yīng)大網(wǎng)/小網(wǎng)工況和頻率/功率調(diào)節(jié)模式）機(jī)組在小（孤立）電網(wǎng)中運(yùn)行三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié)功率適應(yīng)式變參數(shù)PI調(diào)節(jié)適應(yīng)運(yùn)行水頭和功率偏差大小為了實(shí)現(xiàn)機(jī)組功率Pg對(duì)AGC系統(tǒng)下達(dá)的功率給定Pc的快速、單調(diào)，必須采用有開環(huán)增量ΔP的功率調(diào)節(jié)模式。由于機(jī)組功率Pg是機(jī)組水頭H和導(dǎo)葉開度Y的函數(shù)，在編程時(shí)一定要使ΔP為H和Y的函數(shù)，即ΔP對(duì)H和y適應(yīng)式變參數(shù)。否則，在低水頭工況整定的ΔP值，將使在高水頭下的功率調(diào)節(jié)出現(xiàn)大的超調(diào)和振蕩。為了適應(yīng)機(jī)組運(yùn)行水頭、水輪機(jī)導(dǎo)葉開度/機(jī)組功率和功率偏差值的不同情況，采用適應(yīng)式變參數(shù)機(jī)組功率的PI調(diào)節(jié)89三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié)t90P快積分(斜率K1)慢積分(斜率K2)變積分(指數(shù)規(guī)律)區(qū)間Ⅰ區(qū)間Ⅱ外部功率給定功率給定實(shí)現(xiàn)機(jī)組功率快速、無超調(diào)的調(diào)節(jié)：采用不同斜率的三段調(diào)節(jié)（適應(yīng)目標(biāo)功率與實(shí)際功率差值大?。?；斜率數(shù)值適應(yīng)機(jī)組運(yùn)行水頭；三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié)91電氣開度限制L的適應(yīng)式變參數(shù)為了保證水輪發(fā)電機(jī)組合理安全運(yùn)行，必須根據(jù)水輪機(jī)特性，適應(yīng)機(jī)組運(yùn)行水頭，設(shè)定與之對(duì)應(yīng)的導(dǎo)葉最大開度值。同上，可在微機(jī)調(diào)節(jié)器內(nèi)寫入Lmax（H）的節(jié)點(diǎn)表，由運(yùn)行水頭插值求得相應(yīng)最大電氣開度限制Lmax。三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié)適應(yīng)式兩段開機(jī)特性92三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié)93適應(yīng)式兩段開機(jī)特性調(diào)速器接到開機(jī)指令后，即通過電氣開度限制L0將導(dǎo)葉開啟至第一開機(jī)開度YKJ1（圖中的A點(diǎn)）經(jīng)過一段時(shí)間開始測(cè)量機(jī)組轉(zhuǎn)速（頻率），設(shè)在C點(diǎn)機(jī)組頻率已連續(xù)2s大于45Hz，則通過電氣開限

L將導(dǎo)葉壓至第二開機(jī)開度YKJ2，調(diào)速器轉(zhuǎn)入空載運(yùn)行工況，由PID調(diào)節(jié)導(dǎo)葉至空載開度Y0對(duì)調(diào)速器主要要求適應(yīng)式運(yùn)行工況項(xiàng)

目調(diào)節(jié)規(guī)律PID參數(shù)永態(tài)插值系數(shù)bp（%）人工死區(qū)

Ef、Ep、Ey調(diào)節(jié)模式開環(huán)功率給定增量

ΔP（Δy）電氣開限Lmax轉(zhuǎn)速（頻率）調(diào)節(jié)器；頻率擺動(dòng)小，便于并網(wǎng)空載PIDPID參數(shù)強(qiáng)，適應(yīng)水頭區(qū)域的PID變參數(shù)2～6Ef＝0Ep＝0Ey＝

0頻率調(diào)節(jié)適應(yīng)水頭的空載開限L0（H）機(jī)組功率控制器；以快速、單調(diào)受控于水電廠AGC并入大電網(wǎng)帶指定負(fù)荷PIPID參數(shù)弱6～8Ef＝0.2HzEp＝1%PrEy＝1%y功率

(開度)調(diào)節(jié)適應(yīng)水頭的特性

ΔP（H）適應(yīng)水頭的最大開限Lmax（H）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；受控于水電廠

AGC的機(jī)組功率控制器承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)PIDPID參數(shù)弱1～2Ef＝0Ep＝0Ey＝

0頻率調(diào)節(jié)適應(yīng)水頭的特性

ΔP（H）適應(yīng)水頭的最大開限Lmax（H）轉(zhuǎn)速（頻率）調(diào)節(jié)器并入小電網(wǎng)PIDPID參數(shù)強(qiáng)1～4Ef＝0Ep＝0Ey＝

0頻率調(diào)節(jié)適應(yīng)水頭的特性

ΔP（H）適應(yīng)水頭的最大開限Lmax（H）在機(jī)組運(yùn)行范圍內(nèi)，使機(jī)組在允許加速度范圍內(nèi)，機(jī)組轉(zhuǎn)速快速單調(diào)到達(dá)額定值，轉(zhuǎn)入空載機(jī)組開機(jī)兩段開機(jī)開環(huán)程序控制適應(yīng)水頭的兩段開機(jī)開度ykj1（H）和ykj2（H）三段閉環(huán)開機(jī)閉環(huán)機(jī)組加速度控制95三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－網(wǎng)絡(luò)/通訊調(diào)速器系統(tǒng)采用MB+通訊的網(wǎng)絡(luò)連接。MB+作為一個(gè)判定性令牌傳遞網(wǎng)絡(luò)，以一個(gè)兆波特的速率進(jìn)行通訊，快速的存取過程數(shù)據(jù)。調(diào)速器實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化，所有的控制器件包括微機(jī)調(diào)節(jié)器A、微機(jī)調(diào)節(jié)器B、工控機(jī)、電氣手動(dòng)、油壓裝置控制PLC等均可掛接在

MB+網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通訊。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖如下：三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－網(wǎng)絡(luò)/通訊三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－

功能—程序出錯(cuò)和CPU模塊故障；—模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換器和輸入通道故障；—數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換器和輸出通道故障；—通訊模塊故障；—開度、功率傳感器及其反饋通道故障；—電源系統(tǒng)故障；—水頭傳感器故障；—緊急停機(jī)回路故障；—測(cè)速系統(tǒng)故障；97三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－功能—冗余系統(tǒng)自動(dòng)切換或電氣手動(dòng)、自動(dòng)方式切換故障；——控制系統(tǒng)故障控制設(shè)備故障

；；；—高、低液位—高、低油壓—油溫高；?！瓦^濾器堵塞

；—油過濾器除水元件濕度高—其它98三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－離線及調(diào)試功能故障檢查，包括各硬件模塊故—系統(tǒng)硬件及障檢查；—調(diào)節(jié)參數(shù)檢查及調(diào)試；—程序檢查及調(diào)試；—修改和調(diào)整程序；—檢查、調(diào)試和電站計(jì)算機(jī)的通信及其它接口；—其它。9910三.微機(jī)調(diào)節(jié)器調(diào)速器運(yùn)行系統(tǒng)靜特性試驗(yàn)空載擺度試驗(yàn)空載擾動(dòng)試驗(yàn)甩負(fù)荷試驗(yàn)裝置狀態(tài)系統(tǒng)設(shè)置通訊設(shè)置用戶登錄用戶管理試

驗(yàn)參

數(shù)故

障狀

態(tài)PID

參數(shù)參數(shù)設(shè)置錄波記錄故障信息故障事件錄波曲線油壓裝置開關(guān)量模擬量曲

線事

件歷史事件主界面錄波取消登錄三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－調(diào)速器運(yùn)行

系統(tǒng)數(shù)字式電液調(diào)速器 系統(tǒng)主界面101三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－調(diào)速器運(yùn)行系統(tǒng)數(shù)字式電液調(diào)速器狀態(tài)畫面102三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－調(diào)速器運(yùn)行

系統(tǒng)數(shù)字式電液調(diào)速器開關(guān)量和模擬量顯示103三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－調(diào)速器運(yùn)行

系統(tǒng)數(shù)字式電液調(diào)速器參量實(shí)時(shí)曲線104三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－調(diào)速器運(yùn)行

系統(tǒng)數(shù)字式電液調(diào)速器油壓裝置顯示畫面105三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)算

。是MathWorks公司推出的一種數(shù)值型計(jì)語言具有編程高效、程序設(shè)計(jì)靈活、圖形功能強(qiáng)等特點(diǎn)。提供的和分析的是一個(gè)用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真包，它支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，也支持多種采樣速率的多速率系統(tǒng)。

為用戶提供了用目標(biāo)對(duì)象傳遞函數(shù)的方框圖建模方法。用戶可以使用

以自動(dòng)上而下或自動(dòng)下而上、模塊化的層次結(jié)構(gòu)創(chuàng)建研究對(duì)象的模型。106三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)107三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)108三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)機(jī)組開機(jī)過程109三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)機(jī)組空擾特性110三.微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)機(jī)組甩負(fù)荷特性111四.機(jī)械系統(tǒng)－大型調(diào)速器機(jī)械系統(tǒng)框圖電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置機(jī)械開限/手動(dòng)裝置緊急停機(jī)電磁閥手動(dòng)緊急停機(jī)閥主配壓閥事故配壓閥導(dǎo)葉分段關(guān)閉裝置接力器微機(jī)機(jī)組頻率

調(diào)節(jié)器油壓裝置112113四.機(jī)械系統(tǒng)－中小型調(diào)速器機(jī)械系統(tǒng)框圖微機(jī)調(diào)節(jié)器電液轉(zhuǎn)換裝置機(jī)械手動(dòng)裝置緊急停機(jī)電磁閥分段關(guān)閉裝置接力器機(jī)組頻率油壓裝置主配壓閥/插裝閥四.機(jī)械系統(tǒng)－大型調(diào)速器機(jī)械 系統(tǒng)圖比例伺服閥（電手動(dòng)）(YV3)電氣傳感器導(dǎo)葉接力器關(guān)向鎖定電磁閥（非調(diào)速器供貨范圍）

（非調(diào)速器供貨范圍）位置開關(guān)

WK1、WK2、WK3、WK4、WK5、WK6DCG3DCG2DCG1（非調(diào)速器供貨范圍）導(dǎo)葉接力器關(guān)向直線位移傳感器分段關(guān)閉行程閥(YV8)機(jī)械反饋機(jī)構(gòu)比例伺服閥(自動(dòng)）(YV2)分段關(guān)閉油缸過速保護(hù)停機(jī)閥(YV7)FC閥(YV1)閥（YV9)機(jī)械過速保護(hù)裝置（TURAB)雙濾油器主軸緊急停機(jī)閥(YV6)手動(dòng)緊急停機(jī)閥(YV5)切換閥(YV4)壓力油四.機(jī)械系統(tǒng)－大型調(diào)速器機(jī)械

系統(tǒng)圖自復(fù)中電轉(zhuǎn)D引導(dǎo)閥雙濾油器主配壓關(guān)閥導(dǎo)葉開機(jī)時(shí)間調(diào)整導(dǎo)葉關(guān)機(jī)時(shí)間調(diào)整事故配壓閥分段關(guān)閉閥導(dǎo)葉接力器分段關(guān)閉行程閥開關(guān)主壓力油關(guān)雙急停電磁換向閥關(guān)開槳葉接力器槳葉關(guān)機(jī)時(shí)間調(diào)整槳葉開機(jī)時(shí)間調(diào)整雙濾油器主配關(guān)壓閥引導(dǎo)閥自復(fù)中電轉(zhuǎn)D槳葉導(dǎo)葉I

SI

S四.機(jī)械

系統(tǒng)－“數(shù)字閥”（高壓滑閥）數(shù)字式電液調(diào)速器機(jī)械 系統(tǒng)框圖116四.機(jī)械系統(tǒng)－電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置是電－機(jī)轉(zhuǎn)換器和電－液轉(zhuǎn)換器的總稱，前者將微機(jī)調(diào)節(jié)器送來的電氣信號(hào)，轉(zhuǎn)換、放大成具有一定驅(qū)動(dòng)力的機(jī)械位移輸出，后者則把微機(jī)調(diào)節(jié)器送來的電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大為相應(yīng)的

流量控制信號(hào)輸出。電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置一般與主配壓閥相接口，電－機(jī)轉(zhuǎn)換器與帶引導(dǎo)閥的機(jī)械位移輸入型主配壓閥相配合，電－液轉(zhuǎn)換器則與帶輔助接力器的液壓控制型主配壓閥接口。117四.機(jī)械系統(tǒng)－比例伺服閥比例伺服閥是電－液轉(zhuǎn)換器，它是一種電氣控制的引導(dǎo)閥，在大型和特大型數(shù)字式調(diào)速器中得到廣泛的應(yīng)用，由比例伺服閥作為電－液轉(zhuǎn)換器組成的數(shù)字式電液調(diào)速器在電站的試驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果表明，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有優(yōu)秀的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。比例伺服閥的功能是把微機(jī)調(diào)節(jié)器輸出的電氣控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為與其成比例的流量輸出信號(hào)，用于控制帶輔助接力器（

控制型）的主配壓閥。118四.機(jī)械系統(tǒng)－比例伺服閥比例伺服閥的表示符號(hào)B

ASVT

P119四.機(jī)械系統(tǒng)－比例伺服閥技術(shù)參數(shù)：型號(hào)：結(jié)構(gòu)：通徑：最大工作油壓：額定輸出流量：最大工作壓力泄漏（100bar時(shí)）安裝形式電磁鐵電流線圈電阻功率消耗NG6(NG10)滑閥，帶鋼閥套，直接作用式,帶集成放大6

(10)(mm)315bar（閥口壓降△p=35bar）4、12、24、40（50、100）（L/min）315bar<0.18、0.3、0.5、0.9（1.2、1.5）（L/min）板式ISO4401max2.7A2.5～2.8Ω30（50

）（VA）120四.機(jī)械系統(tǒng)－比例伺服閥比例伺服閥控制主配壓閥原理框圖121四.機(jī)械

系統(tǒng)－比例伺服閥電源24VDC

過濾后進(jìn)油傳感器進(jìn)油電源15VDC比例伺服閥放大器10VDC活塞位置反饋主配壓閥位置傳感器接力器水輪機(jī)導(dǎo)葉D/AYpid

+-+-ΔYYjΔIY

+ΔIZ

-ΔIBΔYZΔYBA/DYKKB比例伺服閥構(gòu)成的機(jī)械 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖122四.機(jī)械系統(tǒng)－自復(fù)中裝置交流伺服電機(jī)自復(fù)中裝置是電－機(jī)轉(zhuǎn)換器，它是一種新型的把交流伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械直線位移的轉(zhuǎn)換器，用于控制帶引導(dǎo)閥（位移控制型）的主配壓閥。交流伺服電機(jī)自復(fù)中機(jī)構(gòu)復(fù)

簧滾珠絲杠滾珠螺母聯(lián)軸套輸出軸伺服電機(jī)手動(dòng)手柄123四.機(jī)械系統(tǒng)－自復(fù)中/控制閥交流伺服電機(jī)/控制閥裝置是一種電－液轉(zhuǎn)換器，用于控制帶輔助接力器（

控制型）的主配壓閥。交流伺服電機(jī)/控制閥交流伺服電機(jī)手柄齒輪副滾珠絲桿副自復(fù)中機(jī)構(gòu)復(fù)

簧輸出軸襯套壓力油P

控制閥控制油A回油T閥芯連與主活塞

機(jī)械反饋機(jī)構(gòu)開

關(guān)124四.機(jī)械系統(tǒng)－脈沖閥座閥式電磁換向閥125四.機(jī)械系統(tǒng)－脈沖閥座閥式電磁換向閥是一種二位三通型方向控制閥，它在系統(tǒng)中大多作為先導(dǎo)控制閥使用。座閥式電磁換向閥采用鋼球與閥座的接觸密封，所以也稱為電磁換向球閥，避免了滑閥式換向閥的內(nèi)部泄漏。座閥式電磁換向閥在工作過程中受液流作用力影響小，不易產(chǎn)生徑向卡緊。故動(dòng)作可靠，且在高油壓下也可正常使用；換向速度也比一般電磁換向滑閥快。126四.機(jī)械系統(tǒng)－脈沖閥電磁換向滑閥127四.機(jī)械系統(tǒng)－脈沖閥WE型電磁換向閥是電磁操作的換向滑閥，也稱電磁換向滑閥，可以控制油流的開啟、停止或方向。128四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥主配壓閥是調(diào)速器機(jī)械

系統(tǒng)的功率級(jí)大器，它將電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置機(jī)械位移或放控制信號(hào)放大成相應(yīng)方向的、與其成比例的、滿足接力器流量要求的 信號(hào)，控制接力器的開啟或關(guān)閉。主配壓閥的主要結(jié)構(gòu)有兩種：帶引導(dǎo)閥的機(jī)械位移控制型和帶輔助接力器的機(jī)械

控制型。對(duì)于帶輔助接力器

輸入的主配壓閥，必需設(shè)置主配壓閥活塞至電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置的電氣或機(jī)械反饋。129四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥在主配壓閥上整定接力器的最短關(guān)閉和開啟時(shí)間的原理有兩種：基于限制主配壓閥活塞最大行程的方式和基于在主配壓閥關(guān)閉和開啟排油腔進(jìn)行節(jié)流的方式。大型調(diào)速器一般采用限制主配壓閥最大行程的原理來整定接力器的最短關(guān)閉和開啟時(shí)間。對(duì)于要求有兩段關(guān)機(jī)特性的，在主配壓閥上整定的是快速區(qū)間的關(guān)機(jī)速率，慢速區(qū)間的關(guān)機(jī)速率設(shè)置，在分段關(guān)閉裝置上實(shí)現(xiàn)。130131四.機(jī)械回油腔1直線位移傳感器開機(jī)腔壓力油腔關(guān)機(jī)腔開機(jī)時(shí)間調(diào)整螺母恒壓腔回油腔2第一段關(guān)閉時(shí)間調(diào)整螺母第二段關(guān)閉時(shí)間調(diào)整螺母集成塊

控制腔

分段關(guān)閉腔來自于分段關(guān)閉信號(hào)裝置的控制油分段活塞關(guān)閉擋板系統(tǒng)－主配壓閥GE公司FC主配壓閥比例伺服閥

緊急停機(jī)閥組四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥帶引導(dǎo)閥的機(jī)械位移控制型主配壓閥位移控制引導(dǎo)閥差壓輔助接力器開機(jī)時(shí)間調(diào)整螺母關(guān)機(jī)時(shí)間調(diào)整螺母主活塞主襯套引導(dǎo)閥襯套引導(dǎo)閥緊急停機(jī)電磁閥雙精濾油器閥體壓力油回油開關(guān)132四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥機(jī)械位移控制型主配壓閥結(jié)構(gòu)原理框圖見圖。

這是一種帶有引導(dǎo)閥的、機(jī)械位移控制、直聯(lián)

型主配壓閥，應(yīng)采用機(jī)械位移輸出的電－機(jī)轉(zhuǎn)

換器對(duì)其進(jìn)行控制。主配壓閥的引導(dǎo)閥活塞為

微差壓式，它始終有一個(gè)向上的作用力，因而

引導(dǎo)閥活塞隨動(dòng)于電－機(jī)轉(zhuǎn)換裝置的位移。在

引導(dǎo)閥對(duì)主配壓閥的輔助接力器的控制下，主

配壓閥活塞的位移等于引導(dǎo)閥活塞位移；所以，主配壓閥活塞也就隨動(dòng)于電－機(jī)轉(zhuǎn)換裝置的機(jī)

械位移。133四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥帶輔助接力器的控制型主配壓閥控制差壓輔助接力器閥體雙精濾油器開機(jī)時(shí)間調(diào)整螺母主活塞主襯套緊急停機(jī)電磁閥關(guān)機(jī)時(shí)間調(diào)整螺母比例伺服閥壓力油回油開關(guān)直線位移傳感器134四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥機(jī)械 控制型主配壓閥結(jié)構(gòu)原理框圖。這是一種帶有輔助接力器的、 控制式的主配壓閥，與其接口的電/機(jī)轉(zhuǎn)換器必需是電－液轉(zhuǎn)換器，比例伺服閥和交流伺服電機(jī)自復(fù)中裝置/控制閥均可以對(duì)它進(jìn)行控制。135136四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥主配壓閥的自復(fù)中主回油分段關(guān)閉閥I

S控制閥雙濾油器PS

V直線位移傳感器

B

ASUTPA硬反饋D

自復(fù)中機(jī)構(gòu)開關(guān)主進(jìn)油機(jī)械反饋機(jī)構(gòu)P

T分段關(guān)閉行程閥P

T導(dǎo)葉接力器關(guān)向SSII導(dǎo)葉接力器關(guān)向鎖定電磁閥T

P比例伺服閥切換閥手動(dòng)緊急停機(jī)閥電動(dòng)緊急停機(jī)閥B

A四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥容量計(jì)算已知參數(shù)接力器最大工作容積：Vs(m3)接力器最快關(guān)閉時(shí)間：Tf（s）最小正常工作油壓：P0minMPa)最小操作油壓：PRMPa)管道內(nèi)徑：d（m）管道長(zhǎng)度：L（m）137四.機(jī)械系統(tǒng)－主配壓閥容量計(jì)算與調(diào)速器相配的外部管道中的設(shè)計(jì)流速一般不超過5m/s；計(jì)算調(diào)速器容量的油壓，應(yīng)按正常工作油

壓的下限考慮；選擇的主配壓閥的直徑和最大窗口，應(yīng)使接力器最短關(guān)閉時(shí)間應(yīng)滿足機(jī)組

要求，且主配壓閥最大工作行程應(yīng)合理。通過主配壓閥的壓力降等于1.0MPa時(shí)的“主配壓閥輸油流量（L/s）/主配壓閥直徑(mm)”分別為：“(12~25)/80”、“(25~50)/100”、“(50~100)/150”、“(100~180)/200”、“(180~300)/250”。138接力器兩端關(guān)閉系統(tǒng)圖接力器主配壓閥事故配壓閥分段關(guān)閉閥控制閥PTAB關(guān)閉四.機(jī)械系統(tǒng)－兩段關(guān)閉裝置139四.機(jī)械系統(tǒng)－兩段關(guān)閉裝置兩端關(guān)閉閥節(jié)流塊彈簧體活塞調(diào)節(jié)螺栓關(guān)機(jī)液流方向關(guān)機(jī)液流方向B孔 A孔 上蓋140141四.機(jī)械系統(tǒng)－事故配壓閥主配壓閥事故配壓閥接力器控

制

閥A

事故停機(jī)電磁閥過速檢測(cè)事故配壓閥系統(tǒng)框圖P

T四.機(jī)械系統(tǒng)－事故配壓閥主配壓閥開啟腔主配壓閥關(guān)閉腔PTBA接力器關(guān)閉腔接力器開啟腔限位螺釘四.機(jī)械

系統(tǒng)－油壓裝置系統(tǒng)圖壓力表143四.機(jī)械系統(tǒng)－螺桿泵144四.機(jī)械系統(tǒng)－組合閥組合閥是由安全閥、止回閥、卸載閥/旁通閥、插裝閥等組成。采用卸載閥/旁通閥，使油泵為低油壓起動(dòng)，可以使螺桿泵起動(dòng)時(shí)處于卸荷狀態(tài)。在壓力油罐壓力的作用，油泵停機(jī)后止回閥處于關(guān)閉狀態(tài)。安全閥是為保證壓力罐內(nèi)油壓不超過允許值。145146四.機(jī)械系統(tǒng)－組合閥TpBAa壓力油罐壓力開關(guān)止回閥安全閥單向閥冷卻器回油卸載/旁通閥b油泵四.機(jī)械系統(tǒng)－壓力罐計(jì)算壓力油箱的容量計(jì)算準(zhǔn)則壓力油罐中輸出的最大油量，是根據(jù)可能發(fā)生的、最不利的接力器調(diào)節(jié)過程來決定的。以轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)為例來介紹，因它是雙重調(diào)節(jié)并具有一定代表性?？赡馨l(fā)生的最不利的調(diào)節(jié)過程是:機(jī)組甩去100％負(fù)荷,在這個(gè)過程中導(dǎo)葉接力器擺動(dòng)了1～2次,輪葉接力器進(jìn)行了1次全行程的關(guān)閉,接著機(jī)組并入電網(wǎng)帶上100％負(fù)荷；因而導(dǎo)葉和輪葉接力器又重新全開一次。147四.機(jī)械已知基本數(shù)據(jù)系統(tǒng)－壓力罐計(jì)算P0

max

(MPa)P0

max

(MPa)P0

min

(MPa)工作油壓的上限：工作油壓的下限：接力器最低操作油壓：PR

(MPa)調(diào)速器接力器容積：VsVsruVsgdeVsnz148四.機(jī)械系統(tǒng)－壓力罐計(jì)算求壓力油罐內(nèi)工作油壓的下限(即事故停機(jī)后的油壓)求壓力油箱中的壓力降低到事故停機(jī)后油壓值時(shí)，壓力油罐的應(yīng)有的可用油容積對(duì)混流式水輪機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)對(duì)沖擊式水輪機(jī)PRR

PR

PVu

3VsVu

3Vs

(1.5

~

2)VsruVu

(1.5

~

2)Vsnz

3Vsgde149四.機(jī)械系統(tǒng)－壓力罐計(jì)算工作油壓的下限時(shí)的空氣容積時(shí)的空氣容積P0

minair1.3

0

min

－1PR工作油壓的上限P0

maxpVuV

1.3

0

minP0

maxpVairV

air

max150四.機(jī)械系統(tǒng)－壓力罐計(jì)算VRe

s求壓力油罐總?cè)莘eVH

Vair

VuVRes－剩余油量

VRes＝（0.1～0.2VR）e

s

Vu151四.機(jī)械系統(tǒng)－油壓裝置控制界面五.微機(jī)調(diào)速器故障分析及對(duì)策機(jī)組自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)值大原

因現(xiàn)

象處理方法機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)大機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)達(dá)0.5～1.0Hz，自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)為0.3～0.6Hz進(jìn)一步選擇PID調(diào)節(jié)參數(shù)（bt、Td、Tn或KP、KI、KD）和調(diào)整接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty，盡量減小機(jī)組自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)值接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty值過大或過小機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)0.3～0.4Hz，自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)達(dá)0.3～0.6Hz，

且調(diào)整PID調(diào)節(jié)參數(shù)bt、Td、Tn或KP、KI、KD無明顯效果調(diào)整電液（機(jī)械）隨動(dòng)系統(tǒng)放大系數(shù)，從而減小或加大接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty。當(dāng)調(diào)節(jié)過程中接力器出現(xiàn)頻率較高的

和過調(diào)時(shí)，應(yīng)加大Ty值；若接力器動(dòng)作遲緩，則應(yīng)減小Ty值。PID調(diào)節(jié)參數(shù)bt、Td、Tn或KP、KI、KD整定不合適機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)0.2～0.3Hz，自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)小于上述值，但未達(dá)到

要求合理選擇PID調(diào)節(jié)參數(shù)值，特別注意它們之間的配合。例如，取bt=0.7、Td=4s、Tn=1.0s就會(huì)明顯地搭配不當(dāng)。接力器至導(dǎo)水機(jī)構(gòu)和/或?qū)畽C(jī)構(gòu)機(jī)械/電氣反饋有過大的死區(qū)機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)0.2～0.3Hz，自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)大于等于上述數(shù)值，調(diào)PID參數(shù)無明顯改善處理機(jī)械

系統(tǒng)和反饋機(jī)構(gòu)死區(qū)被控機(jī)組待并入的電網(wǎng)是小電網(wǎng)，電網(wǎng)頻率擺動(dòng)大PLC微機(jī)調(diào)速器使被控機(jī)組頻率于待并電網(wǎng)頻率，后者擺動(dòng)大而導(dǎo)致機(jī)組頻率擺動(dòng)大調(diào)整PLC微機(jī)調(diào)速器的PID調(diào)節(jié)參數(shù)：bt、Td向減小的方向改變，Tn向稍大的方向改變153原

因現(xiàn)

象處理方法電網(wǎng)頻率升高，調(diào)速器接靜態(tài)特性（bp）減小負(fù)荷接力器開度（機(jī)組所帶負(fù)荷）與電網(wǎng)頻率的關(guān)系正常，調(diào)速器由開度/功率調(diào)節(jié)模式自動(dòng)切至頻率調(diào)節(jié)模式工作如果被控機(jī)組并入大電網(wǎng)運(yùn)行，且不起電網(wǎng)調(diào)頻作用，可取較大的bp值，并使調(diào)速器在開度模式或功率模式下工作電液轉(zhuǎn)換器卡阻①PLC

YPID在較大位置②電液轉(zhuǎn)換器平衡電流（電壓）在開啟方向③導(dǎo)葉向關(guān)閉方向運(yùn)動(dòng)檢查并處理電液轉(zhuǎn)換器：①

切換并

濾油器②檢查電液轉(zhuǎn)換器并排除卡阻現(xiàn)象機(jī)組油開關(guān)誤動(dòng)作①PLCYPID與導(dǎo)葉實(shí)際開度Yg一致②機(jī)組所帶負(fù)荷在空載附近③機(jī)組二次回路電源

或切換檢查送入PLC微機(jī)調(diào)速器的機(jī)組油開關(guān)輔助接點(diǎn)，保證機(jī)組二次回路電源不間斷。有的微機(jī)調(diào)速器在機(jī)組油開關(guān)斷開時(shí)，即將電氣開限以一定速度減至空載，或者立刻將其關(guān)至空載位置導(dǎo)葉行程電氣反饋移位①PLCYPID與導(dǎo)葉開度反饋指示表基本一致②導(dǎo)葉實(shí)際開度明顯小于YPID③調(diào)速器發(fā)出“導(dǎo)葉故障”信號(hào)檢查導(dǎo)葉行程變送器，將調(diào)速器切至手動(dòng)運(yùn)行，調(diào)整并可靠固定變送器鎖緊定位螺釘綜合放大器開啟方向放大器件失效①調(diào)速器不能開啟，但能關(guān)閉②YPID與Yg不相等③平衡表有開啟信號(hào)檢查并排除綜合放大器故障五.微機(jī)調(diào)速器故障分析及對(duì)策機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行接力器開度自行減小154五.微機(jī)調(diào)速器故障分析及對(duì)策調(diào)速器接力器抖動(dòng)原

因現(xiàn)

象處理方法調(diào)速器外部干擾①調(diào)速器外部功率較大的電氣設(shè)備啟動(dòng)/停止②調(diào)速器外部直流繼電器或電磁鐵動(dòng)作/斷開①檢查并妥善處理PLC微機(jī)調(diào)速器的機(jī)柜和微機(jī)調(diào)節(jié)器殼體的接地②外部直流繼電器或電磁鐵線圈加裝反向并接（續(xù)流）二極管；接點(diǎn)兩端并接阻容吸收器件（100電阻與630V，0.1F電容器串聯(lián)）機(jī)組頻率信號(hào)源干擾多出現(xiàn)于開機(jī)過程中，機(jī)組轉(zhuǎn)速未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，殘壓過低；或機(jī)組空載，未投入勵(lì)磁、機(jī)組大修后第一次開機(jī)，殘壓過低機(jī)組頻率信號(hào)（殘壓信號(hào)和/或齒盤信號(hào)）均應(yīng)采用各自的帶的雙絞線接至PLC微機(jī)調(diào)速器，

層應(yīng)可靠地在一點(diǎn)接地。頻率信號(hào)線不要與強(qiáng)動(dòng)力電源線或脈沖信號(hào)線平行、靠近布置接線松動(dòng)、接觸不良抖動(dòng)現(xiàn)象無明顯規(guī)律，似乎與機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)區(qū)、運(yùn)行

操作有一定聯(lián)系檢查PLC調(diào)速器接線端子、電流轉(zhuǎn)換器等電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置、導(dǎo)葉接力器變送器、機(jī)組功率變送器、水頭變送器及調(diào)速器

接線的連接情況，并加以相應(yīng)的處理導(dǎo)葉接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty值偏小調(diào)速器在較大幅度運(yùn)動(dòng)時(shí)主配壓閥跳動(dòng)、油管抖動(dòng)、接力器運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)過頭現(xiàn)象減小電液（機(jī)械）隨動(dòng)系統(tǒng)的放大系數(shù)，從而使接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty取較大數(shù)值155五.微機(jī)調(diào)速器故障分析及對(duì)策156調(diào)節(jié)模式自動(dòng)切換原

因現(xiàn)

象處理方法機(jī)組功率變送器有故障或斷線調(diào)速器由在并入電網(wǎng)、功率調(diào)節(jié)模式下工作，自動(dòng)切換至開度調(diào)節(jié)模式下工作檢查切換后的開度調(diào)節(jié)模式下的PLC微機(jī)調(diào)速器讀入的機(jī)組功率值，若與機(jī)組實(shí)際功率有較大差別，與導(dǎo)葉開度不相適應(yīng)，則可確認(rèn)為機(jī)組功率變送器有故障或斷線，應(yīng)檢查并排除其故障電網(wǎng)頻率變化過大或測(cè)頻環(huán)節(jié)有故障調(diào)速器由在并入電網(wǎng)、功率調(diào)節(jié)或開度調(diào)節(jié)模式下工作，自動(dòng)切換至頻率調(diào)節(jié)模式工作被控機(jī)組所并入的是小電網(wǎng)或帶孤立負(fù)荷，這種切換是合理的，若電網(wǎng)頻率變化過大，不必強(qiáng)行切換至功率調(diào)節(jié)或開度調(diào)節(jié)模式下工作被控機(jī)組所并入的是大電網(wǎng)，若電網(wǎng)頻率十分穩(wěn)定，則這種切換應(yīng)引起足夠的重視觀察電網(wǎng)頻率變化情況，并檢查

PLC微機(jī)調(diào)速器的頻率測(cè)量及顯示結(jié)果?？蓪⑵淝袚Q至開度調(diào)節(jié)/功率調(diào)節(jié)模式工作，觀察一段時(shí)間，以確認(rèn)頻率測(cè)量環(huán)節(jié)的工作是否正常五.微機(jī)調(diào)速器故障分析及對(duì)策甩負(fù)荷故障原

因現(xiàn)

象處理方法PID調(diào)節(jié)程序中負(fù)限幅過于靠近導(dǎo)葉接力器零值甩100%負(fù)荷過程中，導(dǎo)葉接力器關(guān)閉到最小開度后，開啟過快，使機(jī)組頻率超過3%額定頻率的波峰數(shù)過多、調(diào)節(jié)時(shí)間過長(zhǎng)見圖4-15，使程序中負(fù)限幅－3750（－15%）減小，（例如，－5000（－20%）），從而使導(dǎo)葉接力器關(guān)閉到最小開度后的停留時(shí)間加長(zhǎng)PID調(diào)節(jié)程序中負(fù)限幅過于離開導(dǎo)葉接力器零值甩100%負(fù)荷過程中，導(dǎo)葉接力器關(guān)閉到最小開度后，開啟過于遲緩，使機(jī)組頻率低于額定值的負(fù)波峰過大，調(diào)節(jié)時(shí)間過長(zhǎng)見圖4-15，使程序中負(fù)限幅－3750（－15%）增大（例如，－2500（－10%）），從而使導(dǎo)葉接力器關(guān)閉到最小開度后的停留時(shí)間縮短導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間過短甩＞75%額定負(fù)荷過程中的水壓上升值過大按調(diào)節(jié)保證計(jì)算，加長(zhǎng)導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間值導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間過長(zhǎng)甩＞75%額定負(fù)荷過程中的機(jī)組轉(zhuǎn)速上升值過大按調(diào)節(jié)保證計(jì)算，縮短導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間兩段關(guān)閉特性不合要求甩＞75%額定負(fù)荷過程中的水壓上升和/或機(jī)組轉(zhuǎn)速上升值過大按調(diào)節(jié)保證計(jì)算，調(diào)整兩段關(guān)機(jī)速度及拐點(diǎn)調(diào)速器轉(zhuǎn)速死區(qū)ix偏大甩＞25%額定負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)葉接力器的不動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)①

檢查并減小機(jī)械

系統(tǒng)死區(qū)②加大Tn（加速度時(shí)間常數(shù)）或KD（微分系數(shù)）值機(jī)組油開關(guān)接點(diǎn)誤動(dòng)作（斷開）機(jī)組油開關(guān)未動(dòng)作，仍在“合上”位置，但送給調(diào)速器的機(jī)組油開

關(guān)接點(diǎn)斷開，導(dǎo)致甩負(fù)荷或減負(fù)

荷①完善機(jī)組二次回路電源接線，防止機(jī)組油開關(guān)輔助繼電器誤動(dòng)作②PLC微機(jī)調(diào)速器程序中對(duì)油開關(guān)輔助接點(diǎn)進(jìn)行斷開延時(shí)處理（參見圖4-2a）157五.微機(jī)調(diào)速器故障分析及對(duì)策158與水頭有關(guān)的故障原

因現(xiàn)

象處理方法開機(jī)特性YKJ2（圖2-36）小于空載開度開機(jī)過程中，機(jī)組頻率到不了額定頻率50Hz①人工設(shè)定的水頭值高于實(shí)際水頭值，使查表插值得到的YKJ2小于空載開度，需人工設(shè)定正確水頭值②程序中的YKJ2=f(H)曲線節(jié)點(diǎn)值偏小，應(yīng)據(jù)電站實(shí)際空載開度，修正上述節(jié)點(diǎn)值電氣開度限制增大不到應(yīng)有的最大值導(dǎo)葉接力器增大不到合理的最大開度①人工設(shè)定的水頭值高于實(shí)際