水轮机调速器基本知识讲解

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1、我国水轮机数字式电液调速器的现状及发展趋势我国水轮机数字式电液调速器的现状及发展趋势一.现状二.现代电网、水电厂的新发展及对水轮机调速器的要求三.发展趋势四.国内外调速器概述五.科研开发工作建议一.现状1.概况1）1983年我国第一台水轮机微机调速器诞生2）2000台左右在国内外运行3）技术与国际先进水平基本保持同步1.概况4）适应式变参数PID调节、电机式电/机转换、双机交叉冗余和机组功率控制模式上处于国际领先地位5）可靠性、产品质量、工艺水平与国外产品有一定差距6）出现了用国产调速器替换进口产品的苗头7）市场逐渐规范，形成数个知名调

2、速器生产公司8）科研工作取得了显著成效并已转化为现实生产力9）调速器理论联系实际的科研方法值得强调和提倡1.概况一.现状2.我国数字式电液调速器概况微机调节器频率测量控制器调节控制规律双机冗余结构满足电网要求2.我国数字式电液调速器概况微机调节器频率测量残压测频、齿盘测频控制器自身高速计数测频测频精度、采样周期可靠性微机调节器控制器可编程控制器（PLC）工业控制计算机（IPC）可编程计算机控制器（PCC）2.我国数字式电液调速器概况微机调节器选择控制器的主要因素可靠性精度（16位、32位CPU）速度（测频周期、机械液压响应速度…）接口特性（

3、开关量、模拟量、网络通讯）备品备件、升级换代、技术支持2.我国数字式电液调速器概况微机调节器调节控制规律以PID为基础的频率适应式变参数调节规律以PI为基础的功率适应变式参数控制规律2.我国数字式电液调速器概况2.我国数字式电液调速器概况功率适应式变参数PI调节微机调节器双机冗余结构双机整机（单元级）冗余双机交叉（模块级）冗余2.我国数字式电液调速器概况微机调节器双机交叉冗余结构将每个控制器分成若干个模块（例如6个：FM、DI、DO、AI、AO、C），在不増加硬件的条件下，用通信和软件构成交叉冗余控制结构，具有较强的容错能力。当双微机调节器

4、均出现部分模块故障时，这种交叉冗余控制结构可以容忍两个单机的不同名模块故障情况（容错），交叉构成正常的调节器，使调速器能正常工作，实现真正的双机冗余容错结构，进一步提高调速器的可靠性。2.我国数字式电液调速器概况2.我国数字式电液调速器概况类型注释控制器Ⅰ控制器Ⅱ频率测量模块F模块FAFB开关量输入模块DI模块DIADIB开关量输出模块DO模块DOADOB模拟量输入模块AI模块AIAAIB模拟量输出模块AO模块AOAAOB通信模块C模块CACB微机调节器双机交叉冗余结构电机转换器电—液转换器：控制液压控制型主配压阀比例伺服阀—必需引出主配压

5、阀活塞的电气或机械反馈，停电后使导叶全关交流伺服电机自复中/控制阀电液转换器2.我国数字式电液调速器概况2.我国数字式电液调速器概况比例伺服阀—液压控制型主配压阀电机转换器电—液转换器：控制液压控制型主配压阀交流伺服电机自复中电液转换器2.我国数字式电液调速器概况电机转换器电—机转换器：控制位移控制型主配压阀交流伺服电机自复中机构步进电机液压伺服缸2.我国数字式电液调速器概况电机转换器电—机转换器交流伺服电机自复中机构交流伺服电机自复中机构2.我国数字式电液调速器概况电机转换器电—机转换器：交流伺服电机自复中机构交流伺服电机自复中装置采用全

6、数字交流伺服电机和精密滚珠丝杠传动副作为驱动转换元件，具有输出力大、可靠性高、反应灵敏、线性度好、操作方便和结构紧凑等特点。此外，交流伺服电机带有同轴的旋转编码器，可以依靠其反馈使在位置环方式下工作。在电源消失时，复中弹簧具有使转换器复中的功能。2.我国数字式电液调速器概况电机转换器机—电转换器角位移传感器直线位移传感器旋转编码器2.我国数字式电液调速器概况机械液压系统主配压阀（位移控制型、液压控制型）分段关闭阀（机械液压动作、电气液压动作）事故配压阀（单独装置、与主配压阀结合）2.我国数字式电液调速器概况机械液压系统主配压阀（FC阀）2.

7、我国数字式电液调速器概况2.我国数字式电液调速器概况采用比例伺服阀调速器甩100%负荷试验结果最大转速上升：41.0%；转速波动次数：0.5次；调节时间：9.8秒。2.我国数字式电液调速器概况机械液压系统分段关闭系统2.我国数字式电液调速器概况机械液压系统分段关闭阀水轮机控制系统仿真决策支持系统三.发展趋势定性分析比较分析辅助决策支持现场试验验证2.我国数字式电液调速器概况机械液压系统事故配压阀机械液压系统机械（液压）开度限制机构在实际运行中，有的电站要求调速器具有机械开度限制机构，其作用与电气开度限制环节相同，但是是用机械（液压）的原理实

8、现的。机械开度限制机构可分为两类：机械位移式开度限制机构和机械液压式开度限制机构，其原理都是限制接力器的最大开度，都必需引入接力器位移的机械反馈。2.我国数字式电液调速器概况典型