控制回路设计不合理导致调速器油压装置控制电源消失造成调速器事故低油压动作于机组紧急停机
调速器油压装置油泵控制回路合理化改造
一、现象
冲击式水电站于08年11月投产发电，电站控制系统采用微机监控保护系统，电站实现无人值班少人值守的控制方式。2009年7月20日两台机组满负荷运行，在09：00左右2#机组因变压器温度过高报警造成2#主变高压侧断路器跳闸，2#机组甩负荷紧急停机、2#厂用变失电，厂用电400V系统Ⅱ段母线失压。该站电气设备接线如图1-1所示。
图1-1
厂用电400V系统母联断路器备自投又未自动投入，厂用电400V系统Ⅱ段母线无法恢复正常供电，运行人员手动合厂用电400V系统母联断路器未成功，造成厂用电400V系统Ⅱ段母线长达一个小时处于失电状态。运行人员巡视设备时发现1#机组调速器油压装置油泵启停控制压力显控仪失电，运行人员对厂用电400V系统母联断路器再次合闸成功，厂用电系统400VⅡ段母线恢复正常供电，此时1#机组出现紧急事故停机。
二、检查及分析
在事故发生后，机修人员到达现场。听取运行人员汇报事故发生经过，在监控电脑的实时
报警和历史报警记录时查找事故原因。发现1#机报警记录里同时间有“1#机PLC调速器启动主用油泵动作”、“1#机PLC调速器启动备用油泵动作”、“1#机PLC调速器事故低油压动作”。综合运行人员汇报情况和报警记录动作情况分析得出：1#机属于调速器事故低油压动作于机组紧急事故停机。厂用电400V系统Ⅱ段母线失电是导致1#机调速器油压装置事故低油压动作于机组紧急停机的原因。
导致1#机调速器油压装置事故低油压紧急停机的原因是：厂用电400V系统Ⅱ段母线失压致1#机调速器油压装置油泵启停和事故低油压数显压力表失电，从而导致1#机组调速器油压装置无法正常补油，油压下降至“事故低油压”以下，在厂用电400V系统Ⅱ段母线恢复供电后，1#机即“事故低油压”紧急停机。该电站调速器油压装置控制电路图如图1-2、1-3所示。
图1-2
图1－3
从图1-1、1-2可看出，调速器油压装置的两台油泵1D、2D电源分别取自厂用电400V系统的Ⅰ、Ⅱ段母线，Ⅰ、Ⅱ段母线通过母联断路器互为备用。在厂用电400V系统Ⅰ或Ⅱ段母线失压且母联断路器拒动情况下，也能保证调速器油压装置维持正常工作油压。
从图1-3可以看出问题出在调速器油压装置油泵启停控制数显压力控制仪的电源取自“第二路电源AC220V～2L1上，而第二路电源AC220V～2L1取自2D进线（取自厂用电系统Ⅱ段母线）。本次为厂用电400V系统Ⅱ段母线较长时间失压，引起1#机调速器油压装置油泵启停控制数显压力控制仪长时间失电，在1#油泵1D有电源的情况下，因油泵控制数显压力控制仪失电而无法自动补油，致使调速器油压装置油压下降至“事故低油压”紧急停机动作点以下。在机组正常运行过程中，恢复厂用电400V系统Ⅱ段母线供电后，调速器油压装置油泵启停控制数显压力控制仪电源也恢复供电，此时数显压力控制仪的“启动主油泵”、“启动备用油泵”、“事故低油压”开关接点同时动作，油泵恢复动作补没，发电机因调速器“事故低油压”动作于机组紧急停机。
三．处理及结果
在停机状态下，将1#机调速器油压装置油泵启停数显压力控制仪电源改接至第一路电源AC220～1L1上（取至厂用电400V系统Ⅰ段母线）上，将接在“1D-5”的电缆线改接在“1D-2”上。保证1#机组在“发电”状态下调速器油压装置能够维持正常的工作压力。不因厂用电400V系统Ⅱ段母线失压情况下，引起1#机组不必要的事故。更改后的1#机调速器油压装置油泵启停控制数显控制仪电源接线图如1-4所示。
图1－4
对1#机调速器油压装置控制接线进行更改后，对本站另一台机组2#机调速器油压装置控制接线进行检查，2#机调速器控制接线正确。检修人员还进行了一些试验，将厂用电400V 系统Ⅰ、Ⅱ段母线分别断开，查看1#、2#机调速器油压装置的数显压力控制仪是否会失电，试验结果厂用电400V系统Ⅰ、Ⅱ段母线失压不会引起2#、1#机调速器油压装置数显压力控制仪失电。
四．经验及教训
1.电气控制回路设计时，要考虑到设计图纸的正确性，对整个系统的影响。
2.电气控制能够影响机组安全稳定部分的设计时，考虑用交、直流电源供电，并选用正确的电气设备。
3.本次事故充分暴露运行值班人员对事故处理的能力缺乏，对机组设备巡视检查注意不够，缺乏事故预想。
总结处理方法如下：
⑴．在巡视设备时发现调速器、球阀油压装置的数显压力控制仪失电时，必须将情况立即上报站领导，并要求专人加强对油压的监视，将油泵启停控制方式切换为“手动”，根据《现场设备运行规程》要求，在压力降至“启动主泵”点时手动启动油泵补油；在压力上升至“停止主泵”点时，手动停止主泵补油。
⑵．如果因调速器、球阀油压装置的数显压力控制仪失压，引起油泵无法自动补油，油压已下降至“事故低油压”紧急停机点以下时，处理方法如下：①、先不恢复对失电的数显压力控制仪供电，将油压装置手动补油至正常工作压力范围内，用万用表检查“事故低油压”接点是否断开，如经检查“事故低油压”接点未接通时，可恢复对数显压力控制仪供电，将控制方式切换为自动方式，使油压装置恢复自动正常工作；②、先不恢复对失电的数显压力控制仪供电，将数显压力控制仪的“事故低油压”接点解开，恢复对数显压力控制仪供电，将控制方式切换为自动方式，使油压装置恢复自动正常工作，油压装置补油至正常工作压力且油位正常，此时可恢复数显压力控制仪的“事故低油压”接线，使油压装置控制接线恢复正常。
编写人：王辉莹
日期：2010年11月14日
调速器及油压装置运行规程新
1.3 调速器及油压装置运行规程 １主题内容与适用范围 本规程规定了白溪水库电站水轮机调速器及油压装置的运行规范、运行方式、运行操作、设备检查、事故处理及相关试验等方面的内容。 本规程适用于宁波市白溪水库水力发电厂。 ２引用标准 DL/T792—2001 水轮机调速器及油压装置运行规程 GB/T9652.1—1997 水轮机调速器与油压装置技术条件 数字调速器原理说明书、触摸屏操作说明书 SLT-16Mpa系列全数字高油压组合式调速器机械液压系统说明书 3概述 水轮机调速器是用以调节控制机组转速和负荷的自动调节装置，当机组事故或电力系统甩负荷时，起紧急事故停机和快速关闭导叶、以抑制机组过速和稳定转速。水轮机调速器是由实现水轮机调节及相应控制的电气控制装置和机械执行机构组成的。 3.1各项技术参数 白溪水库水力发电厂采用武汉三联水电控制设备有限公司生产的GSLT-5000-16MPa型全数字高油压组合式调速器。其各项性能指标参数如下： ★额定输入电压：AC220V±10％，DC110V±10％； ★调节规律：补偿PID； ★整机平均无故障时间：≥25000小时； ★测频方式：残压测频； ★暂态转差系数：bt＝0－200％（调整分辨率1％）； ★永态转差系数：bp＝0－10％（调整分辨率1％）； ★积分时间常数：Td＝0－20S（调整分辨率1S）； ★加速度时间常数：Tn＝0－5S（调整分辨率0.1S）； ★频率给定范围：FG＝45.0－55.0HZ（调整分辨率0.01HZ）； ★频率人工范围：E＝0－0.5HZ（调整分辨率0.01HZ）； ★功率死区范围：i＝0－5％； ★功率给定范围：P＝0－100％（以机组最大能发有功为额定值） ◆测频误差：≤0.00034％； ◆静特性转速死区：ix＜0.04%最大非线性度ε＜5%； ◆空载频率摆动值：≤±0.15％（即≤±0.075HZ）； ◆甩25％负荷接力器不动时间：≤0.2S； ◆甩100％负荷，过渡过程超过3％额定转速的波峰数N＜2，调节时间T＜40S。 ▲接力器容量：50000NM； ▲工作油压：16MPa； ▲压力罐容积：3×80L； ▲回油箱容积：1.5m3； ▲调速轴转角：45°；
YWT调速器说明书
YWT数字阀微机调速控制器说明书 V1.0版 重庆水轮机厂水电控制设备分公司 2010年11月
目录 1 产品简介 2 调速器主要技术指标 3 调节性能指标 4 控制原理 5 机械部分 6 出厂试验 7 技术服务
1产品简介 YWT型微机调速器是混流式水轮发电机组配套设计的，其控制部分以FX2N-32MT可编程控制器为调节控制核心，采用机械液压控制回路控制导叶接力器。接力器的行程由位移变送器反馈至微机调节器，该调速器取消了传统的机械协联柜、凸轮和复杂的机械连杆，不仅大幅度简化了系统结构，而且有效地克服了机械系统死区，彻底地改善了系统的调节性能。该调速器在性能及结构上都突破了传统混流式调速器的模式，从根本上克服了常规混流式调速器存在的缺陷，代表了新一代调速器的发展方向。 该调速器反应灵敏，具有较高的调节精度，动态品质优良；微机控制可使导叶具有很高的同步精度；可任意设置和修改导叶的运行方式，采用数字阀直接控制接力器，使控制精度和可靠性大幅提高；整个机械液压系统采用模块式结构，机械柜内无明管和杠杆，结构简单、美观。 实践表明，采用数字逻辑阀做为电液转换器件的混流式专用调速器性能较好，系统结构相当简单，而且没有机械回复装置、静态控制精度高、静态无油耗。因此我们建议采用数字逻辑阀做为电液转换器件的混流式专用调速器。 1.1 交直流并馈供电 该控制器采用交流220V及直流220V（110V）并馈方式供电，同时保证两电源间的无扰动切换，为控制器提供高可靠的电源。 1.2 软件测频 机组频率及电网频率经简单整形后直接输入可编程控制器，通过软件实现机频及网频两大重要参量的采集，大大克服了硬件测频元器件多、质量不稳定、抗干扰能力差等缺点。 1.3 汉化显示 该控制器采用大屏幕触摸屏作为人机介面，对机组运行状态、各种参量、故障信号等均采用汉化显示，观察直观、操作方便。 1.4 自动故障检测 该控制器通过软件对多种故障点进行实时监测，一旦发现问题，将及时发出故障信号并显示故障点，保证机组安全可靠运行，方便维护人员检修。 1.5 各运行方式无扰动切换 该控制器通过软件实现各种运行方式（自动、电手动、纯手动）间的相互跟踪，并随时可进行各运行方式间的无扰动切换。 1.6 高可靠的数字式逻辑阀机械液压系统
控制环路设计
开关电源控制环设计 资料来源：Switching power supply control loop design(ASTEC-Application Note 5) 译者：smartway 1. 绪论 在开关模式的功率转换器中，功率开关的导通时间是根据输入和输出电压来调节的。因而，功率转换器是一种反映输入与输出的变化而使其导通时间被调制的独立控制系统。由于理论近似，控制环的设计往往陷入复杂的方程式中，使开关电源的控制设计面临挑战并且常常走入误区。下面几页将展示控制环的简单化近似分析，首先大体了解开关电源系统中影响性能的各种参数。给出一个实际的开关电源作为演示以表明哪些器件与设计控制环的特性有关。测试结果和测量方法也包含在其中。 2. 基本控制环概念 2.1 传输函数和博得图 系统的传输函数定义为输出除以输入。它由增益和相位因素组成并可以在博得图上分别用图形表示。整个系统的闭环增益是环路里各个部分增益的乘积。在博得图中，增益用对数图表示。因为两个数的乘积的对数等于他们各自对数的和，他们的增益可以画成图相加。系统的相位是整个环路相移之和。 2.2 极点 数学上，在传输方程式中，当分母为零时会产生一个极点。在图形上，当增益以20dB 每十倍频的斜率开始递减时，在博得图上会产生一个极点。图1举例说明一个低通滤波器通常在系统中产生一个极点。其传输函数和博得图也一并给出。 2.3 零点 零点是频域范围内的传输函数当分子等于零时产生的。在博得图中，零点发生在增益以20dB每十倍频的斜率开始递增的点，并伴随有90度的相位超前。图2描述一个由高通滤波器电路引起的零点。
存在第二种零点，即右半平面零点，它引起相位滞后而非超前。伴随着增益递增，右半平面零点引起90度的相位滞后。右半平面零点经常出现于BOOST和BUCK-BOOST转换器中，所以，在设计反馈补偿电路的时候要非常警惕，以使系统的穿越频率大大低于右半平面零点的频率。右半平面零点的博得图见图3。 3.0 开关电源的理想增益相位图 设计任何控制系统首先必须清楚地定义出目标。通常，这个目标是建立一个简单的博得图以达到最好的系统动态响应，最紧密的线性和负载调节率和最好的稳定性。理想的闭环博得图应该包含三个特性：足够的相位裕量，宽的带宽，和高增益。高的相位裕量能阻尼振荡并缩短瞬态调节时间。宽的带宽允许电源系统快速响应线性和负载的突变。高的增益保证良好的线性和负载调节率。
调速器的油压装置补气方法
原理简介： YWT系列调速器的油压装置由回油箱、压力油罐、螺杆泵、油泵电机、安全阀、补气阀、中间油罐、单向阀、接点压力表等主要部件构成。 油压装置的作用是向调速器提供稳定的压力油源。正常工作时，压力油罐容积的2/3为压缩空气，1/3为压力油，回油箱油位为规定值。压力油罐的压力因供油而下降到规定值时，压力表（或压力控制变送器）通过相应的电路启动油泵电机、螺杆泵将回油箱内的透平油通过补气阀→中间油罐→单向阀输送到压力油罐，使其压力上升。当压力达到规定值，压力表（或压力控制变送器）控制泵组停止工作，完成了一次补油。 当压缩空气或透平油泄漏相当数量时，补气阀、中间油罐将共同作用，使油泵每次启动后，自动向压力油罐补充一次压缩空气，补气的数量为常压下一个中间油罐的容气量。其工作原理如下：在压力油罐油、气比正常时，回箱内的油位为规定值，补气阀的吸气管口始终在油面以下。泵组启动时，进入补气阀的压力油将其阀芯压下并使弹簧压缩，阀芯上阀盘将中间油罐与吸气管封断，下阀盘将补气阀底部排油管封断，压力油即通过补气阀进入中间油罐，与其中的存油一起通过单向阀，向压力油罐补油。泵组停止时，单向阀关闭，中间油罐和补气阀内油压消失，阀芯在弹簧的作用下升至上端，阀芯上部的环形槽使吸气管与中间油罐接通，其下阀盘封断了中间油罐与油泵的通路，同时使中间油罐与补气阀底部排油管接通。这时，因中间油罐的吸气管和排油管的管口都在油面以下，故中间油罐内的存油在大气压力作用下不会流出，而是在下次泵组启动时被压入压力油罐。当压缩空气泄漏一定数量后，压力油罐内的油压要达到额定值，其油位必然高出正常油位，这时回油箱内油位将低于正常油位，使吸管口露在空气中。这样，泵组停机时空气便会从吸气管进入并充满中间油罐，罐内存油则经排油管排入回油箱，因而每次油泵启动时，进入中间油罐的压力油要先把其中的空气全部压入压力油罐，完成一次自动补气后，才能进入压力油罐。经过若干次自动补气，压力油罐和回油箱内的油位又恢复正常，油泵便不再补气而仅仅补油了。当透平油泄漏一定数量时，因油箱油位下降，也会导致油泵启动时进行自动补气，造成压力油罐油位非正常下降，这时应及时处理漏油部位，并补足透平油。 当油泵和压力油罐中的油压高于额定油压的2%时，安全阀11自动开启，压力油将排到回油箱中；当油压高于额定油压的16%时，安全阀全部开启，此时油压即不再上升，从而保护油泵和压力油罐不致过压。 补气步骤说明（压力罐内压力为零，补气从第一条开始；有压力，补气从第6条开始）：
反激电源的控制环路设计
反激电源的控制环路设计一环路设计用到的一些基本知识。 电源中遇到的零极点。
注：上面的图为示意图，主要说明不同零极点的概念，不代表实际位置。 二电源控制环路常用的3种补偿方式。 （1） 单极点补偿，适用于电流型控制和工作在DCM方式并且滤波电容的ESR零点频率较低的电源。其主要作用原理是把控制带宽拉低，在功率部分或加有其他补偿的部分的相位达到180度以前使其增益降到0dB. 也叫主极点补偿。
（2） 双极点，单零点补偿，适用于功率部分只有一个极点的补偿。如：所有电流型控制和非连续方式电压型控制。 （3） 三极点，双零点补偿。适用于输出带LC谐振的拓扑，如所有没有用电流型控制的电感电流连续方式拓扑。 三，环路稳定的标准。 只要在增益为1时（0dB）整个环路的相移小于360度，环路就是稳定的。 但如果相移接近360度，会产生两个问题：1）相移可能因为温度，负载及分布参数的变化而达到360度而产生震荡；2）接近360度，电源的阶跃响应（瞬时加减载）表现为强烈震荡，使输出达到稳定的时间加长，超调量增加。如下图所示具体关系。
所以环路要留一定的相位裕量，如图Q=1时输出是表现最好的，所以相位裕量的最佳值为52度左右，工程上一般取45度以上。如下图所示：
这里要注意一点，就是补偿放大器工作在负反馈状态，本身就有180度相移，所以留给功率部分和补偿网络的只有180度。幅值裕度不管用上面哪种补偿方式都是自动满足的，所以设计时一般不用特别考虑。由于增益曲线为-20dB/decade时，此曲线引起的最大相移为90度，尚有90度裕量，所以一般最后合成的整个增益曲线应该为-20dB/decade 部分穿过0dB.在低于0dB带宽后，曲线最好为-40dB/decade，这样增益会迅速上升，低频部分增益很高，使电源输出的直流部分误差非常小，既电源有很好的负载和线路调整率。 四，如何设计控制环路？ 经常主电路是根据应用要求设计的，设计时一般不会提前考虑控制环路的设计。我们的前提就是假设主功率部分已经全部设计完成，然后来探讨环路设计。环路设计一般由下面几过程组成： 1）画出已知部分的频响曲线。 2）根据实际要求和各限制条件确定带宽频率，既增益曲线的0dB频率。 3）根据步骤2）确定的带宽频率决定补偿放大器的类型和各频率点。使带宽处的曲线斜率为20dB/decade,画出整个电路的频响曲线。 上述过程也可利用相关软件来设计：如pspice, POWER-4-5-6. 一些解释：
反激电源的控制环路设计word版本
反激電源の控制環路設計一环路设计用到の一些基本知识。 电源中遇到の零极点。
注：上面の图为示意图，主要说明不同零极点の概念，不代表实际位置。 二电源控制环路常用の3种补偿方式。 （1） 单极点补偿，适用于电流型控制和工作在DCM方式并且滤波电容のESR零点频率较低の电源。其主要作用原理是把控制带宽拉低，在功率部分或加有其他补偿の部分の相位达到180度以前使其增益降到0dB. 也叫主极点补偿。
（2） 双极点，单零点补偿，适用于功率部分只有一个极点の补偿。如：所有电流型控制和非连续方式电压型控制。 （3） 三极点，双零点补偿。适用于输出带LC谐振の拓扑，如所有没有用电流型控制の电感电流连续方式拓扑。 三，环路稳定の标准。 只要在增益为1时（0dB）整个环路の相移小于360度，环路就是稳定の。 但如果相移接近360度，会产生两个问题：1）相移可能因为温度，负载及分布参数の变化而达到360度而产生震荡；2）接近360度，电源の阶跃响应（瞬时加减载）表现为强烈震荡，使输出达到稳定の时间加长，超调量增加。如下图所示具体关系。
所以环路要留一定の相位裕量，如图Q=1时输出是表现最好の，所以相位裕量の最佳值为52度左右，工程上一般取45度以上。如下图所示：
这里要注意一点，就是补偿放大器工作在负反馈状态，本身就有180度相移，所以留给功率部分和补偿网络の只有180度。幅值裕度不管用上面哪种补偿方式都是自动满足の，所以设计时一般不用特别考虑。由于增益曲线为-20dB/decade时，此曲线引起の最大相移为90度，尚有90度裕量，所以一般最后合成の整个增益曲线应该为-20dB/decade 部分穿过0dB.在低于0dB带宽后，曲线最好为-40dB/decade，这样增益会迅速上升，低频部分增益很高，使电源输出の直流部分误差非常小，既电源有很好の负载和线路调整率。 四，如何设计控制环路？ 经常主电路是根据应用要求设计の，设计时一般不会提前考虑控制环路の设计。我们の前提就是假设主功率部分已经全部设计完成，然后来探讨环路设计。环路设计一般由下面几过程组成： 1）画出已知部分の频响曲线。 2）根据实际要求和各限制条件确定带宽频率，既增益曲线の0dB频率。 3）根据步骤2）确定の带宽频率决定补偿放大器の类型和各频率点。使带宽处の曲线斜率为20dB/decade,画出整个电路の频响曲线。 上述过程也可利用相关软件来设计：如pspice, POWER-4-5-6. 一些解释：
调速器中文说明书(触摸屏)
WOIRD格式 操作终端说明书 （触摸屏） 武汉四创自动控制技术有限责任公司
目录 一、系统概述...........................................................................................2... 二、画面简介...........................................................................................2... 1.状态指示画面.................................................................................3... 2.操作画 面..........................................................................................4... 3.主菜单 画..........................................................................................5... 4.密码 框..............................................................................................6... 5.数值键盘画面.................................................................................7... 6.参数设 置..........................................................................................8... 7.导叶参数设置.................................................................................9... 8.浆叶参数设置（*双调机组）......................................................1..1 9.功率参数设置...............................................................................1..3. 10.大网参数、小网参数、空载参数、负载频率参数 (14) 11．水头参数设置............................................................................1..5 12．PID优化参数设置....................................................................1..6 13.过程监视......................................................................................1..7. 14.动态过程记录.............................................................................1..8. 15.空载频率扰动.............................................................................1..8. 16.空载频率摆动.............................................................................2..0.
控制环路设计原则
反激型电源中的控制环路的设计 经常主电路是根据应用要求设计的，设计时一般不会提前考虑控制环路的设计。假设主功率部分已经全部设计完成，然后来探讨环路设计。环路设计一般由下面几过程组成： 1）根据实际要求和各限制条件确定带宽频率，既增益曲线的0dB 频率。 2）画出已知部分的频响曲线。 3） 根据步骤1）确定的带宽频率决定补偿放大器的类型和各频率点。使带宽处的曲线斜率为－1,画出整个电路的频响曲线。 首先我们应该明白系统稳定的要求： 1．在截止频率Fco(开环增益为1)处，总开环相位延迟必须小于180度，一般留 有45度裕量。 2．为防止-2的增益斜率的电路相位快速变化，系统的开环增益曲线在Fco 附近 的斜率应为-1。 系统的各部分框图如下： 图1 上图包括了一下几个模块，其中： ??V V G K EA =，为误差放大器传递函数； R E OC V V A ??'=，光耦电路的增益； C VC V V G ??0=，控制电压到输出电压的传递函数
已知部分的频响曲线是指除G EA(补偿放大器)外的所有部分的乘积，在BODE图上是相加。 首先确定剪切频率F CO。环路带宽当然希望越高越好，但受到几方面的限制：a)为了保证系统稳定，根据采样定理，剪切频率F CO必须小于开关频率的1/2，但实际上，F CO必须远远小于开关频率的1/2，否则在输出中将会有很大的纹波。 b)如果电路工作在CCM模式下，则存在着右半平面零点（RHZ）。这个零点的影响，RHZ随输入电压，负载，电感量大小而变化，几乎无法补偿，我们只有把带宽设计的远离它，一般取其1/4-1/5；c)补偿放大器的带宽不是无穷大，当把环路带宽设的很高时会受到补偿放大器无法提供增益的限制，及电容零点受温度影响等。所以一般实际带宽取开关频率的1/6-1/10。 选定F CO后，在F CO处的T（总体传函）的增益为0，则G EA在F CO处的增益必须为G VC A OC在此处增益的倒数。 然后确定除G EA(补偿放大器)外的所有部分，即系统的除G EA的传递函数。如果我们采用的3845的电流型控制模式，部分电路图如下： 图2则在CCM下，系统的传函如下：
调速器油压装置说明书汇总
油压装置说明书 1概述 本油压装置是为了稳定、安全、可靠地为调速器及其它装置提供压力油，压力罐容积为8000L，回油箱容积9000L，额定工作压力6.3MPa，工作介质为46#透平油和压缩空气。设有油泵启动缓冲装置，避免了油泵处于高压起动，提高了油泵及电机的使用寿命。同时安装了电机软起动器及保护回路，使电机起动回路可靠、安全，提高了油源的可靠性。 2工作原理 2.1油压装置 油压装置及其用油设备构成了一个封闭的循环油路，回油箱内净油区的清洁油经过油泵的吸油管吸入，升压后送至压力罐内。正常工作时罐的上半部为压缩空气，下半部为压力油，罐内压力油通过压力油管路引出送到用油设备，回油则通过回油管路送到回油箱的污油区。净油区与污油区之间用隔离式滤网隔开。 2.2油泵 系统设计时油泵为零压启动，所以油泵启动时压力为零。这时油泵出口处的耐震压力表显示压力为零。当经过N秒钟延时后（注：N为延时时间，可程序设定），卸荷阀先导电磁阀得电，系统建压，油泵向压力罐内打油，此时压力罐内的压力即是油泵出口压力，直至压力升到系统设定的上限压力，油泵停止打油。当压力罐内的压力降到系统设定的下限压力时，油泵又再次启动打油。本装置有两台油泵，一用一备,两台油泵主备用关系可自动轮换（轮换方式可以程序设定）或人工切除进入检修状态。 2.3压力罐 压力罐在正常情况下，有2/3容积为压缩空气。为能反映出罐中的油位高度，装设了磁翻柱式油位信号计，可以直观的反映出压力罐内的油位高度，再将测量信号（4个油位接点）送入油源控制柜,同时为了能反映出罐中的油位高度，装设了高精度的差压变送器，将测量信号（油位模拟量4-20mA）送入油源控制柜，在控制柜面板上可以精确显示压力罐内油位。压力罐上还安装了高精度压力变送器，将其测得的罐内压力信号转换为4-20mA的电流信号输到油源控制柜中，能在控制柜面板上显示出罐内压力，在压力罐上还安装了压力表，以直观显示罐内压力值。压力罐上安装了压力开关（6个），作为冗余控制的另一测量通道。
BWT-1B调速器说明书
BWT-1B步进式可编程调速器 说明书 重庆水轮机厂水电控制设备分公司 2010.9
目录 一、系统概述-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 二、调速系统的技术标准--------------------------------------------------------------------------------------------------2 三、微机调速器主要技术性能和参数-----------------------------------------------------------------------------------2 1）基本技术参数------------------------------------------------------------------------------------------------------2 2）调节规律------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 3）机械液压部分主要参数------------------------------------------------------------------------------------------3 4）电源电压------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 5）油压装置主要技术参数------------------------------------------------------------------------------------------3 6）主要配置------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 7）技术指标------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 四、调速系统的工作性能-------------------------------------------------------------------------------------------------4 1）主要功能------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 2）在线故障诊断功能------------------------------------------------------------------------------------------------6 3）离线功能------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 4）孤立电网------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 5）故障保护------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 6）显示及操作功能---------------------------------------------------------------------------------------------------6 7）抗干扰措施---------------------------------------------------------------------------------------------------------7 8）计算机接口功能---------------------------------------------------------------------------------------------------7 五、调速系统的组成-------------------------------------------------------------------------------------------------------7 1）整体布置------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 2）调节规律------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 3）电气部分------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 4）软件------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11 5）步进电机及驱动器------------------------------------------------------------------------------------------------11 6）电气反馈------------------------------------------------------------------------------------------------------------12 7）机械部分------------------------------------------------------------------------------------------------------------12 六、实验-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 七、技术服务和人员培训--------------------------------------------------------------------------------------------------14 1）现场技术服务------------------------------------------------------------------------------------------------------14 2）服务承诺------------------------------------------------------------------------------------------------------------14 3）人员培训------------------------------------------------------------------------------------------------------------14
开关电源环路设计过程
1. 绪论 在开关模式的功率转换器中，功率开关的导通时间是根据输入和输出电压来调节的。因而，功率转换器是一种反映输入与输出的变化而使其导通时间被调制的独立控制系统。由于理论近似，控制环的设计往往陷入复杂的方程式中，使开关电源的控制设计面临挑战并且常常走入误区。下面几页将展示控制环的简单化近似分析，首先大体了解开关电源系统中影响性能的各种参数。给出一个实际的开关电源作为演示以表明哪些器件与设计控制环的特性有关。测试结果和测量方法也包含在其中。 2. 基本控制环概念 2.1 传输函数和博得图 系统的传输函数定义为输出除以输入。它由增益和相位因素组成并可以在博得图上分别用图形表示。整个系统的闭环增益是环路里各个部分增益的乘积。在博得图中，增益用对数图表示。因为两个数的乘积的对数等于他们各自对数的和，他们的增益可以画成图相加。系统的相位是整个环路相移之和。 2.2 极点 数学上，在传输方程式中，当分母为零时会产生一个极点。在图形上，当增益以20dB每十倍频的斜率开始递减时，在博得图上会产生一个极点。图1举例说明一个低通滤波器通常在系统中产生一个极点。其传输函数和博得图也一并给出。 2.3 零点 零点是频域范围内的传输函数当分子等于零时产生的。在博得图中，零点发生在增益以20dB每十倍频的斜率开始递增的点，并伴随有90度的相位超前。图2 描述一个由高通滤波器电路引起的零点。 存在第二种零点，即右半平面零点，它引起相位滞后而非超前。伴随着增益递增，右半平面零点引起90度的相位滞后。右半平面零点经常出现于BOOST和
BUCK-BOOST转换器中，所以，在设计反馈补偿电路的时候要非常警惕，以使系统的穿越频率大大低于右半平面零点的频率。右半平面零点的博得图见图3。 3.0 开关电源的理想增益相位图 设计任何控制系统首先必须清楚地定义出目标。通常，这个目标是建立一个简单的博得图以达到最好的系统动态响应，最紧密的线性和负载调节率和最好的稳定性。理想的闭环博得图应该包含三个特性：足够的相位裕量，宽的带宽，和高增益。高的相位裕量能阻尼振荡并缩短瞬态调节时间。宽的带宽允许电源系统快速响应线性和负载的突变。高的增益保证良好的线性和负载调节率。 3.1 相位裕量 参看图4，相位裕量是在穿越频率处相位高于0度的数量。这不同于大多数控制系统教科书里提出的从-180度开始测量相位裕量。其中包括DC负反馈所提供的180度初始相移。在实际测量中，这180度相移在DC处被补偿并允许相位裕量从0度开始测量。 根据奈奎斯特稳定性判据，当系统的相位裕量大于0度时，此系统是稳定的。然而，有一个边界稳定区域存在，此处（指边界稳定区，译注），系统由于瞬态响应引起振荡到经过一个长的调节时间最终稳定下来。如果相位裕量小于45度，
开关电源环路设计(详细)
6.4 开关电源闭环设计 从反馈基本概念知道：放大器在深度负反馈时，如输入不变，电路参数变化、负载变化或干扰对输出影响减小。反馈越深，干扰引起的输出误差越小。但是，深反馈时，反馈环路在某一频率附加相位移如达到180°,同时输出信号等于输入信号，就会产生自激振荡。 开关电源不同于一般放大器，放大器加负反馈是为了有足够的通频带，足够的稳定增益，减少干扰和减少线性和非线性失真。而开关电源，如果要等效为放大器的话，输入信号是基准（参考）电压U ref ，一般说来，基准电压是不变的；反馈网络就是取样电路，一般是一个分压器，当输出电压和基准 一定时，取样电路分压比（k v ）也是固定的（U o =k v U ref ） 。开关电源不同于放大器，内部（开关频率）和外部干扰（输入电源和负载变化）非常严重，闭环设计目的不仅要求对以上的内部和外部干扰有很强抑制能力，保证静态精度，而且要有良好的动态响应。 对于恒压输出开关电源，就其反馈拓扑而言，输入信号（基准）相当于放大器的输入电压，分压器是反馈网络，这就是一个电压串联负反馈。如果恒流输出，就是电流串联负反馈。 如果是恒压输出，对电压取样，闭环稳定输出电压。因此，首先选择稳定的参考电压，通常为5～6V 或2.5V ，要求极小的动态电阻和温度漂移。其次要求开环增益高，使得反馈为深度反馈，输出电压才不受电源电压和负载（干扰）影响和对开关频率纹波抑制。一般功率电路、滤波和PWM 发生电路增益低，只有采用运放（误差放大器）来获得高增益。再有，由于输出滤波器有两个极点，最大相移180°，如果直接加入运放组成反馈，很容易自激振荡，因此需要相位补偿。根据不同的电路条件，可以采用Venable 三种补偿放大器。补偿结果既满足稳态要求，又要获得良好的瞬态响应，同时能够抑制低频纹波和对高频分量衰减。 6.4.1 概述 图6.31为一个典型的正激变换器闭环调节的例子。可以看出是一个负反馈系统。PWM 控制芯片中包含了误差放大器和PWM 形成电路。控制芯片也提供许多其他的功能，但了解闭环稳定性问题，仅需 考虑误差放大器和PWM 。 对于输出电压U o 缓慢或直流变化,闭环当然是稳定的。例如输入电网或负载变化（干扰），引起U o 的变化，经R 1和R 2取样（反馈网络），送到误差放大器EA 的反相输入端，再与加在EA 同相输入端的参考电压(输入电压)U ref 比较。将引起EA 的输出直流电平U ea 变化，再送入到脉冲宽度调制器PWM 的输入端A 。在PWM 中，直流电平U ea 与输入B 端0～3V 三角波U t 比较，产生一个矩形脉冲输出，其宽度t on 等于三角波开始时间t0到PWM 输入B 三角波与直流电平相交时间t1。此脉冲宽度决定了芯片中输出晶体管导通时间，同时也决定了控制晶体管Q1的导通时间。U dc 的增加引起U y 的增加，因U o =U y t o n /T ，U o 也随之增加。U o 增加引起Us 增加，并因此U ea 的减少。从三角波开始到t1的t on 相应减少， U o 恢复到它的初始值。当然，反之亦然。 PWM 产生的信号可以从芯片的输出晶体管发射极或集电极输出，经电流放大提供Q1基极驱动。但不管从那一点－发射极还是集电极－输出，必须保证当U o 增加，要引起t on 减少,即负反馈。 应当注意，大多数PWM 芯片的输出晶 体管导通时间是t0到t1。对于这样的芯片，U s 送到EA 的反相输入端，PWM 信号如果驱动功率NPN 晶体管基极（N 沟道MOSFET 的栅极），则芯片输出晶体管应由发射极输出。 然而，在某些PWM 芯片（TL494）中，它们的导通时间是三角波U t 与直流电平（U ea ）相交时间 图6.31 典型的正激变换器闭环控制
JD1A_电磁调速器说明书
JD1A电磁调速电动机控制器使用说明书 JD1A电磁调速电动机控制器是原机械工业部全国联合（统一）设计产品，用于电磁调速电动机（滑差电机）的调速控制，实现恒转 矩无级调速。 2. 正常工作条件 海拔不超过1000m； 周围环境温度：-10℃~ +40℃；
相对湿度不超过90%（20℃以下时）； 振动频率10~15Hz时，其最大振动加速度应不超过； 周围空气中没有导电尘埃和能腐蚀金属和破坏绝缘的气体。 4．结构、安装接线与注意事项 控制器为塑料密封结构，具有IP5X的防尘等级，可用于面板嵌入式墙挂式安装，底部进线，接线如下图（如果测速发电机为单相发电机，只有两个线头，请接插头的第6、第7脚、空第5脚）。
接线 控制器外接线7条，是用P型插头与电机相连接，插头正面有标号，①、②为控制器电源220V，①为相线（火线）必须接至接触器下端（防止停电又来电时瞬间电压把控制器击坏）。②为零线。③、
④接至电机前端励磁绕组F1、F2。⑤、⑥、⑦接至电机前端测速发 电机上U、V、W。 先检查接线是否正确，确认后启动电机，再接通控制器电源，指示灯亮旋动调速旋钮，此时转速表上读数逐渐上升，根据需要转速稳 定下来。 关机 先把调速旋钮调回零位，关掉控制器电源（注意：必须关掉电源， 以免损坏），再关掉电机。 5、调整与试运行 转速表指示值校正。顺时针方向转动给定电位器RP1于任意位置，用机械转速或其它仪表检查调速电机的实际转速，若实际转速与转速表指示值不一致，调速校表电位器RP3。 顺时针方向转动给定电位器RP1至最大，调节反馈电位器RP2，使转速电机铭牌所标上限转速一致。（一般1200转/分~1320转/分） 6、维护及修理 周围环境保持清洁，防止油污水份及潮气进入控制器内部，如发现印刷电路板插脚沾污，则须及时用酒精擦洗，以免接触不良，影响 工作。
开关电源控制环设计原理
开关电源控制环设计原理 1. 绪论 在开关模式的功率转换器中，功率开关的导通时间是根据输入和输出电压来调节的。因而，功率转换器是一种反映输入与输出的变化而使其导通时间被调制的独立控制系统。由于理论近似，控制环的设计往往陷入复杂的方程式中，使开关电源的控制设计面临挑战并且常常走入误区。下面几页将展示控制环的简单化近似分析，首先大体了解开关电源系统中影响性能的各种参数。给出一个实际的开关电源作为演示以表明哪些器件与设计控制环的特性有关。测试结果和测量方法也包含在其中。 2. 基本控制环概念 2.1 传输函数和博得图 系统的传输函数定义为输出除以输入。它由增益和相位因素组成并可以在博得图上分别用图形表示。整个系统的闭环增益是环路里各个部分增益的乘积。在博得图中，增益用对数图表示。因为两个数的乘积的对数等于他们各自对数的和，他们的增益可以画成图相加。系统的相位是整个环路相移之和。 2.2 极点 数学上，在传输方程式中，当分母为零时会产生一个极点。在图形上，当增益以20dB 每十倍频的斜率开始递减时，在博得图上会产生一个极点。图1举例说明一个低通滤波器通常在系统中产生一个极点。其传输函数和博得图也一并给出。 图1 2.3 零点 零点是频域范围内的传输函数当分子等于零时产生的。在博得图中，零点发生在增益以20dB每十倍频的斜率开始递增的点，并伴随有90度的相位超前。图2描述一个由高通滤波器电路引起的零点。
图2 存在第二种零点，即右半平面零点，它引起相位滞后而非超前。伴随着增益递增，右半平面零点引起90度的相位滞后。右半平面零点经常出现于BOOST和BUCK-BOOST 转换器中，所以，在设计反馈补偿电路的时候要非常警惕，以使系统的穿越频率大大低于右半平面零点的频率。右半平面零点的博得图见图3。 图3 3.0 开关电源的理想增益相位图 设计任何控制系统首先必须清楚地定义出目标。通常，这个目标是建立一个简单的博得图以达到最好的系统动态响应，最紧密的线性和负载调节率和最好的稳定性。理想的闭环博得图应该包含三个特性：足够的相位裕量，宽的带宽，和高增益。高的相位裕量能阻尼振荡并缩短瞬态调节时间。宽的带宽允许电源系统快速响应线性和负载的突变。高的增益保证良好的线性和负载调节率。
水轮机调速器与油压装置技术条件
水轮机调速器与油压装置技术条件Specifications of governors and pressure oil supply units for hydraulic turbines GB/T9652.1—1997（代替GB9652—88） 目次 前言 1 范围 2 引用标准 3 工作条件 4 技术要求 5 标志、包装、运输、贮存 6 供货成套性 前言 本标准是在GB9652—88《水轮机调速器与油压装置技术条件》第3章“技术要求”和第5章“标志、包装、运输、贮存”的基础上参考IEC308：1970“水轮机调速器试验国际规范”并结合我国多年来的实践经验编制的，在技术内容上与该国际标准非等效。本标准达到20世纪90年代国际水平。 与原标准相比，本标准各类调速器的转速死区这一重要指标均有不同程度的提高；增加了对微机调速器、电调电气装置电磁兼容性和电气协联函数
发生器等的要求，随着新技术的飞跃发展尚有待进一步提高。 在原标准的第4章“试验项目与试验方法”的基础上充实编制为 GB/T9652.2—1997《水轮机调速器与油压装置试验验收规程》，与GB/T9652.1为独立的两个部分。 本标准自实施之日起，同时代替GB9652—88。 本标准由全国水轮机标准化委员会控制设备分技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：机械工业部哈尔滨大电机研究所，中国水利水电科学研究院，机械工业部天津电气传动设计研究所，长江水利委员会长江控制设备研究所，电力工业部自动化研究院。 本标准主要起草人；郜瑞阁、孔昭年、李晃、吴应文、邵宜祥、董于青。 本标准于1988年首次发布，于1997年第一次修订。 本标准委托全国水轮机标准化委员会控制设备分技术委员会负责解释。 1 范围本标准适用于工作容量350N·m及以上的水轮机调速器，包括机械液压调速器（以下简称机调）和电气液压调速器（以下简称电调）以及油压装置。 本标准不适用于可逆式及双向发电机组的水轮机调速器。 2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB150—89 《钢制压力容器》