《水轮机调速器发展》PPT课件

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1、水轮机调速器发展现状及趋势报告人:南海鹏水轮机调速器系统水轮机调速器是水电站重要的基础自动化设备。机组空载运行时，它调节发电机的频率；机组并网运行时，它调节机组输出的有功功率；电网发生故障使某些机组跳闸时，它可以使备用机组迅速起动、升速和并网，保证电力系统稳定运行。由于其作用非常重要，因此一直是电力系统自动控制的重要内容之一。调速器的构成被控制系统水轮机控制设备（系统）引水和泄水系统水轮机发电机电网测量元件给定元件放大校正元件执行机构反馈元件调速器结构形式的发展测速元件放大元件主配压阀暂态反馈主

2、接力器永态反馈局部反馈指令信号＋－＋＋测速元件综合放大引导阀主配压阀电液转换器中间接力器暂态反馈主接力器永态反馈机械反馈指令信号＋－＋＋＋－机械液压调速器电气液压调速器电子调节器型电气液压调速器微机调速器调速器功能转速控制（模式）功率控制（模式）开度控制（模式）频率模式人工切换测功异常DL分频率超差DL合机组开机功率模式开度模式主要功能水位控制相位控制浪涌控制人工失灵区功能开度限制（按水头控制）辅助功能正常工作时三种模式之间设置跟踪回路，可实现无扰动切换。在系统出现异常时，系统能够自动选择合适的

3、模式运行。调速器发展测量系统的发展控制器的发展液压系统的发展测量系统1.频率测量2.水位测量3.功率测量4.位移测量频率测量飞摆测频永磁机LC或RC测频齿盘测频残压测频残压测频测频计数可编程测频输入滤波整形残压测频将发电机机端电压经过PT采集后送入测频输入模块。测频测相硬件原理图CPUTPUGNDI2I1I3I4CH0CH1CH2CH3FjFwDI135CP474齿盘测速I4I3I2I112345678光电隔离光电隔离可编程计算机控制器I4I3I2I1传感器供电及整形传感器1传感器2I4I3I2

4、I1齿盘测速系统由装在水轮机主轴上的齿盘、接近开关传感器以及相应的转速信号处理装置构成。传感器1信号传感器2信号综合整理信号测频计数信号齿盘测速信号处理原理基于静态频差和动态频差的测量方法（PLC）S7-200I0.0I0.1HSC3I0.2I0.4HSC5I0.6HSC1I1.2HSC2时钟（CLK）Fg/64Fg/8反相反相正相正相放大整形机组频率八分频&&&&八分频机组频率动态频率测量静态频率测量+++频率给定+++水位测量使用方法投入式安装特   点激光调阻补偿零点合满度温度性能量   

5、程0~1…200mH2O供电电压1.5mADC输出信号≥70mVDC精度等级0.1%FS

6、0.25%FS

7、0.5%FS位移传感器精密线绕电位器专门用于角位移和直线位移测量的电位器，具有良好的线性度，使用寿命较长。主要用于中小型调速器，近年来大型调速器很少使用。直线位移传感器导电塑料直线电位器：其线性度好，体积小，安装方便，价格低廉。磁致伸缩传感器：非接触，可靠性高在近年来开发的微机调速器中使用较多。磁致伸缩传感器主要由测杆、电子仓和套在测杆上的非接触的磁环或浮球组成。这种传感器属于非接触式的，可

8、动部分与电路没有直接接触，它体积小，使用方便；但线性度与差动变压器线圈的的绕制工艺有关，分散性较大。差动变压器式直线位移传感器控制器发展控制器在调速器中的作用非常重要，它决定了系统的调节效果。它的发展可以从以下几个方面来说：1.硬件基础发展2.控制策略的发展水轮发电机组检测单元执行器接口接口接口智能控制器接口键盘显示打印微机调速器控制系统的典型结构控制器原理控制器残压测频断路器合频率输入X2开机命令X3锁锭拔出X4增加X12减少X13自动X14电网频率齿盘测速功率信号水头信号X0X1停机命令Y0

9、调速器故障Y1调速器自动Y备用Y备用Y备用开度反馈电位移反馈驱动电位移转换器手动X15急停复归X100X101急停投入远方减少X16X17远方增加通讯急停阀Y100急停投入Y100急停复归人机界面支持各种PLC，并支持多种通讯方式，并具有一定的数据处理能力。控制器硬件发展杠杆反馈形成控制规律单片机IPCPLCPCCDSP单片机基于单片机的水轮机调速控制器具有成本低，能够实现复杂的控制策略，完成功能可以灵活设置和修改，尤其是支持了高级语言后，使得编程开发也非常容易。但是，单片机的外围电路一般需要开

10、发者自行设计，因此线路的抗干扰性及可靠性收到了很大影响。IPC基于IPC的调速器使用相对来说较少，主要用于大型机组。它的成本较高。国内主要以东方厂为主。PLC基于PLC的水轮机调速器是目前国内使用非常广泛的调速器，它的可靠性较高，可以实现灵活多样的控制策略。但测频分辨率低、响应时间长。PCC基于PCC的调速器是新一代水轮机调速器，国内很多科研与生产调速器单位都开始研究、生产，它具有灵活的分时多任务操作系统，可靠性与PLC相同，灵活性与IPC相似。中小型PCC调速器的一种配置调速器电气部分驱动器电