水电厂调速器机械讲义部分介绍
调速器系统操作讲义
叶； 卸载阀：单线圈控制，失电卸载，得电加载。
静电滤油泵每天切至手动方式运行两小时。
水布垭电厂
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三 调速器系统机械部分操作
调速器系统的机械操作可以实现开、停机；自动锁 • 单击此处编辑母版文本样式 定投退及系统管路泄压等操作。机械部分操作主 • 第二级 要集中在回油箱上的相应机械阀门。常用的有手 动紧急停机阀、开/停机阀、自动锁锭电磁阀、系 • 第三级 统泄压X108阀。 • 第四级 操作手动紧急停机阀时，可将操作手柄球拨动至停机位。如图示1 操作开/停机阀时，可用螺丝刀捅阀芯至开机位和停机位。如图示2 • 第五级 操作自动锁锭电磁阀时，可用螺丝刀捅阀芯至锁锭投入位和拔出位。
统的控制核心部分，有功率调节、开度调节和频率调节三 种调节方式，它直接控制调速器压力油管上的电磁阀组实 现导叶的开关、自动锁锭的投退。
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• 调速器油压装置主要负责维持调速系统压力正常、油罐油 单击此处编辑母版文本样式 2. 气比合理，它通过油压装置控制柜（GP2）控制调速器压油 • 泵的启停、自动补气阀的开关。 第二级
如图示2 系统泄压X108阀操作，根据阀体位置指示，实现系统管路泄压。
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四 调速器系统检修或事故操作
• 单击此处编辑母版文本样式 调速器系统检修主要的操作为：调速器系统撤压、调速 器系统建压及调速器系统压油气罐操作。
第二部分水轮发电机组调速器专业知识讲座
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（4）调相运行 ?当机组并网后，中控室发调相令，调速器按两段关闭将接 力器关回，机组处于调相运行状态。如调相令解除，则自动 回到空载位置。 （5）停机 ?停机为优先级最高的指令。任何工况，只要有停机令，就 会使机组停机，停机过程也是两段，先快速将接力器关回到 设定空载开度，然后慢关到零，停机联锁调速器进入停机等 待，机组处于备用状态。
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（1）自动开机过程及空载循环
机组处于停机等待工况，由中控室发开机令，调速器迅速 将接力器以第一斜率开启到开机顶点，然后，以第二斜率开 启导叶，机组转速上升，如果这时机频断线，系统自动将导 叶关至最低空载开度位置。当 机组转速上升到90%以上，进 入空载循环，电气开限为空载开限，自动跟踪电网频率或频 给。开机过程中，导叶开度小于等于空载开限。
f给——机内频率给定； f机——机组频率；f网——电 网频率 ?由中控室及二次回路发出的开关量指令经输入模块送至 PLC的CPU模块，当PLC扫描到这个指令进行相应的操作，并 且将操作、运算、处理后的 结果输出至机械液压随动系统来 控制水轮机组导叶的开度以达到控制机组转速的目的。 ?由A/D模块采样导叶开度信号、功率信号，参与开度调节 或功率调节。
PLC
综 合 放 大 器
电 位 移 转 换 器
液 压 放 大 器
主 配 压 阀
主 接 力 器
机组
机械手动
紧急停机电磁阀
位移传感器
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调速器(机械方面)
1、压力油罐
压力油罐在正常情况下，有2/3容积为 压缩空气，1/3的液压油。为能反映出罐中 的油位高度，通常装设磁翻柱式油位信号 计，可以直观的反映出压力罐内的油位高 度。 压力罐上一般还安装高精度压力变送 器、压力开关、压力表、自动补气装置、 罐顶安全阀等。
2、回油箱
回油箱上一般设置磁翻柱式油位信号 计、油混水信号计，以检测油位、油温及 油内含水量。根据需要还会设置加热器及 冷却器以控制油温。静电液压过滤系统 （以便进行油的净化）。
三、
Super Automatic Frequency Regulator2000H（SAFR-2000H）型三十二位双微机双通道水 轮机调速器是现代控制理论与微电子技术相结合的 一种新型调节控制器，主要适用于混流式水轮发电 机组、轴流式水轮发电机组和贯流式发电机组的转 速调节以及有功功率调节。 SAFR-2000H型水轮机调速器拥有新型三十二位 硬件核心，采用双微机双通道冗余控制结构，并配 以大屏幕真彩液晶显示屏。作为最终的追求目标， 系统的总体可靠性、配置灵活性、易维护性、易操 作性和广阔的扩展空间在该调速器中得到了完美的 体现。
3、油泵
系统设计时油泵一般为零压起动，所以油泵起 动时压力一般为零。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停 泵压力，油泵停止打油。当压力罐内的压力降到系 统设定的启泵压力时，油泵又再次起动打油。 油压装置一般设置多台（根据技术要求确定） 油泵，平时互相轮换。在主泵启动油压及双泵启动 油压分别启动打油；多台油泵可自动轮换工作（轮 换方式可以程序设定）或人工切除进入检修状态。
水电厂调速器系统(机械)简介
1.3水轮机调节的组成
引水系统
水轮发电机组
电力系统
水轮机调节系统由调速器和 调节对象组成, 水轮机调节系 统的调节对象是水轮发电机组， 广义地说还应该包括与机组相 连接的引水系统和电力系统。 而调速器严格地说除了其本体 还有油压装置。
调速器
导水机构 水能
机组
电能
转速 给定
执行元件
放大元件
测量元件
反馈元件
1.1 水轮机调节的任务
电力系统的负荷总是在不断变化的，其中有些随机变化的负荷是 不可预见的。一天之内有上午、晚上两个高峰和中午、深夜两个低 谷，这种周期性变化负荷是可预见的。而负荷的变化会引起系统频 率的变化。
水轮发电机组把水能变成电能供用户使用，用户除要求供电安全 可靠外，还要求电能的频率及电压保持在额定值附近的某一范围内， 若频率偏离额定值过大，就会直接影响用户的产品质量。对大电力 系统要求频率波动值不超过±0.4（±0.2Hz），对于中小型电网，则 要求频率波动值不超过±1％（±0.5Hz）。
u 在单机运行时用来维持机组转速恒定（按频率调节）； u 承担机组启动、停机、并网和增减负荷等操作； u 在并网运行时，按有差特性承担系统的负荷，实现 按功 率调节、按开 度调节、按频率调节、按水位调节； u 是水电站与机组的安全监控系统的执行装置之一。事故时通过紧急停 机电磁阀或事故配压阀快速关闭导叶（或折向器）切断水流，使机组紧 急停机，保护机组及电站安全。
水电水厂电调厂速调系统速（系机统械简）介简介
CONTENT
目 录
水轮机调节的基本概念 调速器的发展及分类 调速器系统的构成及原理 设备常见故障案例分析
调速器相关题库
目 录
CONTENT
水轮机调节的基本概念 1.1 水轮机调节的任务 1.2 水轮机调节的途径 1.3 水轮机调节系统的组成及特点 1.4 水轮机调速器的功能
调速器技术讲课讲义
#1机PSWT-100调速器技术讲课讲义一、#1机调速器改造情况简介。
#1机调速器由WT-145微机电调改造为PSWT-100比例、数字冗余式可编程控制微机调速器。
#1机调速器改造后，与#3机调速器功能、操作、巡视方法大致相同，与#3机调速器区别在于：1、#3机仅更换电气部分，而#1机新调速器则机械、电气部分全部更换；2、#3机调速器仅比例阀可电动，其数字阀作纯手动操作（因油管路共振问题，未接控制线），而#1机新调速器数字阀不仅可手动操作，也可电动操作，#1机新调速器在电动情况，其数字阀与比例阀相互间可主用/备用切换使用；3、为解决类似#3机数字阀工作时引起油管路共振问题，厂家对#1机新调速器设计上新增加了称作“粗调阀”装置，粗调阀装设位置在#1机新调速器数字阀“开启”、“关闭”手动按钮中间，当#1机调速器作关闭动作、特别是甩负荷作快速关闭动作时粗调阀自动起作用，无须人为操作干预；4、电柜操作面板上触摸屏显示及操作有所变化。
二、调速器型号及参数范围三、#1机新调速器电柜面板操作说明：电柜面板图如下图所示1、“远方/现地”选择开关：该选择开关主要确定增减负荷的权限，现地位置，只能由现地的增、减旋钮来下达增/减负荷命令；远方位置，由机组监控系统下达增/减负荷命令。
2、“机手动/电动”选择开关：机手动位置，只能手动操作机械部分数字阀手动按钮来实现接力器的开、关动作，电柜上包括“负荷增/减”旋钮、触摸屏按钮将不起作用；电动位置，由电气控制部分来控制机械实现接力器的开和关，而此时严禁手动操作机械部分。
3、“负荷增/减”旋钮：在现地工作模式下，通过此旋钮来下达增或减负荷的指令。
4、“报警及复归”带灯按钮：在调速器电气故障的情况下，此灯会亮并在故障处理之前一直保持。
一般故障恢复后，可自动复归，但反馈故障需要手动复归。
5、“紧急停机”带灯防误按钮：在特定情况下，此按钮可以实现接力器的紧急关闭。
四、电柜操作面板上触摸屏显示及操作说明：1、触摸屏主显画面：为调速器运行时正常显示画面，如下图。
调速器讲义课件
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三. 本站调速器油压装置的介绍
液压系统图
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三. 本站调速器油压装置的介绍
液压系统图
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三. 本站调速器油压装置的介绍
调速器机械控制部分 所有液压件都设计安装在液压集成块上，液压 件之间的联接由集成块内部的油道完成，全部取消明管，从而可大大提 高操作油压力。
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三. 本站调速器油压装置的介绍
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三. 本站调速器油压装置的介绍
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三. 本站调速器油压装置的介绍
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四. 本站调速器油压装置缺陷处理
历史遗留的缺陷
1、本站调速器改造历程 2009.9投入使用 2011.4 伺服比例阀更换为比例阀 2015.1更换（力士乐）比例电磁阀。 2、油管的改造 安装未按设计要求，将7mm壁厚的钢制弯换成了5mm壁厚，按照设计要求 全部更换。
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4.水轮机调节器的特点
技术标准对Ta和Tw的规定：
水轮机引水系统水流惯性时间常数Tw： 对于PID型调速器，不大于4s； 对于PI型调速器，不大于2.5s； 机组惯性时间常数Ta： 对于反击式机组，不小于4s； 对于冲击式机组，不小于2s。 比值Tw/Ta不大于0.4。
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二. 水轮机微机液压型调速器
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2.水轮机调节原理
水力发电就是将本来消耗在河床路程上的水能通过筑坝或引水等最经济
安全的方法收集储存在水库中，推动水电站内的水轮机转动，由水轮机将水能 转换成旋转机械能，再由水轮机带动发电机旋转，由发电机将旋转机械能转换 成电能，由此过程产生的合格电能供用户使用。
水电厂示意图
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dω dt
2.水轮机调节原理
水电站调速器概述及故障处理
电站调速器概述及故障处理2.2.1主要参数（1）导水叶接力器全开、全关时间全关时间3~20s全开时间3~20s（2）空载和负载时调整时间参数比例系数K ：0.5~20积分系数K ：0.05~10微分系数K ：0~5永态转差系数bp：0~10%2.2.2 技术性能调速器技术性能符合国家“水轮机调速器及油压装置技术条件”GB/T9652.1-1997 的要求，主要性能指标如下：转速死区i＜0.04%桨叶随动系统不准确度i＜1.0%导叶静态特性曲线非线性度＜3%甩10%~15%负荷时，导叶接力器不动时间tq＜0.2s机组自动空载频率摆动值Δf＜±0.15%（相当于≤±0.15Hz）备用电源切换、手自动切换时导水叶开度变化＜±1%机组带稳定负荷运行时，导叶波动＜±1%调速器抗油污能力：滤油精度＜100μm机组频率信号电压正常工作范围：0.2～130V，正常测频范围：5～100Hz电网频率信号电压正常工作范围：0.2～130V，正常测频范围：45～55Hz2.3 调速器的主要特点（1）调速器采用了块式直连型机械液压系统，主配为加工件，机械液压部分用全液压集成块结构，技术先进，可靠性高。
（2）由交流伺服电机和滚珠螺旋副组成的电-机转换环节，具有不用油、断电自保持、免维护、可靠性极高等特点。
（3）采用了可编程控制器作为硬件主体，使整机平均无故障运行时间提高到MTBT≥15000h。
（4）调速器具有多种运行模式，如频率调节、开度调节、水位控制和功率调节等，能适应不同运行工况的要求。
（5）同时设有机械开度限制和电气开度限制，操作灵活，运行可靠。
（6）频率（转速）的测量由PLC 实现，外围电路简单，提高了整机的抗干扰能力及可靠性。
（7）频率调节模式采用PID 调节规律，开度和功率调节模式采用PI 调节规律。
（8）具有与上位机的通信接口(RS-232C)，便于实现电站计算机控制。
调速器部分讲课
第一章调速系统第一节概述一、水轮机调节的概念为了使水轮发电机组的供电频率稳定在一定的范围内，需要根据负荷变化而调节水轮机出力，这就是水轮机调节。
自动调节系统根据调节原理，分为闭环调节系统和开环调节系统。
闭环调节系统是具有反馈的调节系统。
即将系统的输出量反送回调节装置的输入端称为反馈。
闭环调节系统是根据反馈量和输入量(给定值)的综合结果进行调节控制，也就是系统的输出量对系统的调节作用有直接影响的。
开环调节系统的输出信号没有反馈至输入端，即系统的输出量的变化对调节作用没有直接影响。
在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。
二、调速器的基本作用调速器的基本作用是调节机组转速。
随着生产的发展，现在调速器可起调整负荷、成组控制、分配负荷等作用，在引入其他信号作调节依据时还可起其它调节作用。
调速器也可用作进行自动控制与操作。
水电机组启动快，能适应负荷的变化，故电力系统中常把水电机组作为峰荷和热备用机组，此时自动调速器可以保证机组快速启动，快速带负荷。
发生事故时调速器可用来紧急停机以防止事故扩大。
水力发电的过程水能通过水轮机的导水机构，到水轮机的转轮，然后转换为机械能；机械能通过主轴传给发电机，发电机通过电磁转换变为电能传输给用户。
水轮机调速器，顾名思义，就是调节水轮机转速的机器。
对于发电机来说，也就是调节电气频率。
发电机所生产的电能，是通过输电线路直接供给各类用户的。
发电机组、电网本身不能贮存电能，供给用户的电能只能随发随用。
因此，发电、供电、用电三者关系密切，存在着直接的相互影响。
在电力系统中，系统的频率与机组出力和电网负荷之间的平衡程度有关，也决定了发电机的转速，和发电机输出电流的交变频率，而系统的总负荷是随电网用户的需要增减的。
在电网负荷变化的瞬间，系统内所有机组原有的输出功率与电网负荷的平衡关系即被破坏。
此时，如果所有发电机原动机的输入能量不及时地相应变化，势必引起机组转速升高或降低，造成输出电流交变频率及整个系统频率的变化。
第五章 水轮机调速器
水轮机调速器大致可分为： 1、机械调速器 2、机械液压调速器 3、电气液压调速器 4、微机调速器
二、调速器的基本工作原理
三、调速器的静、动特性曲线
调节系统的静特性：
调节前和调节后稳定状态下各参数之间的对应 关系；
调节系统的动特性：
从调节开始到调节终了各相关参数随调节时间 变化的过渡状态的对应关系；
第五章 水轮机调速器
第一节 水轮机调节的基本概念 第二节 调速器的类型及工作原理 第三节 调速器的主要设备及选择
第一节 水轮机调节的基本概念
水轮机调节使水轮机的工作（转速）处在一 个动态平衡过程中
dw Mt M g J dt
水轮机调节的主要任务:
迅速改变机组出力使之适应于外界负荷的变 化，以保证机组的转速即供电频率恢复或保持 在允许范围以内
（一）调节系统的静特性关系线 调差率
（残留不均匀度0~8% ）
（二）调节系统的动特性关系线
第三节 调速器的主要设备及选择
一、调速器的主要设备 调速器的主要设备包括： 调速柜（控制、电器、微机）、油压 设备和接力器三个部分 1、组合式（适用于大部分小型水电站） 2、分体式（适用于大、中和部分小一型水电 速器的系列
（二）调速器选择的一般原则 调速器选择的一般原则有以下几点： （1）根据水轮机的出力和水头等有关参数， 对中小型机组，确定出所需的调速功；对大 型机组，确定出接力器直径和容量、主配压 阀直径及压力油箱（罐）的总容积，从而选 出相应的调速器。 （2） 对于大型水电站及中小型水电站中容量 相对较大、在小电网中担任调频任务、单机 带孤立负荷的运行方式、对电能品质要求较 高或在系统中有较大冲击负荷的电站，应选 择调节品质好、自动化程度高的调速器。
调速器讲课
调速器培训讲义调速系统的一个主要任务就是要把系统频率对于其额定值的偏移限制在一个相当小的范围内（如±2%）。
即根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的功率输出，并维持机组转速在规定的范围内。
这就是水轮机调节的基本任务。
水电厂的生产过程如图所示。
水轮发电机一般是三相交流同步电机，频率f 与转速n 之间的关系为60Pnf =1.式中P 为发电机磁极对数，n 为转速，f 为频率。
水轮发电机组的转速由作用在机组转轴上的转矩决定，其运动方程式可写为：g t M M dtd J-=ω2.式中J 为水轮机转动部分的转动惯量，ω为机组旋转角速度，M t 为水轮机转矩，M g 为发电机负荷阻力转矩。
上式表明，只有在水轮机转矩与负荷阻转矩相等的时候，机组的转速才能稳定。
否则，机组角速度将发生变化，由此引起频率波动。
水轮机调节的基本任务是：当电力系统负荷发生变化、机组转速出现偏差时，通过调速器相应的改变流入水轮机流量，以使水轮机转矩与发电机负荷转矩达到新的平衡，以维持频率在规定的范围之内。
水轮机调速器除了完成调节机组频率这一任务外，还负有多种控制功能，如机组启动、停机、工况转换、增减负荷等。
天生桥一级电厂调速器系统现采用南瑞SAFR－2000水轮机调速器及三联PSW（S）T－150比例、数字冗余式微机调速器；该系统包括调速器电气柜、机械柜、测速装置及主令控制器组成。
其中南瑞SAFR－2000水轮机调速器是采用单扳机控制原理，三联PSW（S）T－150比例、数字冗余式微机调速器是PLC程控器编程。
SAFR－2000调速器系统电气柜的基本配置：32位CPU主机模件2块信号测量采集模件2块控制输出通道模件2块开关量输入/输出模件2块双机切换及通讯模件1块交直流双重供电模件2块组合开关电源模件2块控制及信号继电器部件16个液晶显示工控机（人机界面）1套PSW（S）T－150调速器系统电气柜的基本配置：CPU主机模件2块开关量输出模件2块模拟量输出模件2块模拟量输入模件2块开关量输入模件4块测频模件4块开关电源2块功放板1块控制及信号继电器部件16个触摸屏1个1.1 SAFR2000微机调速器硬件系统系统硬件主要包括A、B两套控制插箱；工业控制机显示部分；操作输出继电器部分等。