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

调速器机械部分（即机械液压系统）采用全数字逻辑式机械液压系统。结构上采用数字球阀、插装阀式等标准液压元件，直接控制接力器两油腔的进、排油，从而达到控制接力器行程的目的。其速动性好、机械防卡性能好、对油质要求低、静态无油耗、无机械飘移。性能可靠、死区小、灵敏度高、安装调试方便、免维护。

1.7 网频自动跟踪

该控制器同时检测机频及网频，并按其差值进行PID调节，使机组频率自动跟随网频而变化，达到快速并网的目的。

1.8 多种运行模式

该控制器具有频率、开度二种运行模式，机组运行过程中，均可很方便，无扰动地进行各模式间的相互切换。

2．调速器主要技术指标

●导叶接力器全开全关时间 2~30s

●额定输入电压： AC220V±20% 50Hz ，DC220V（110V）±20%

●最大工作电流 3A

●静态耗油量 <0.1升/分(2.5Mpa)

●滤油精度 200μ

●最大不灵敏区 <0.5%

●油压等级 16Mpa

●可编程型号日本FX2N-32MT可编程控制器

●调节规律：并联补偿自适应PID

●测频方式：残压测频

●暂态转差系数： bt=0～60%（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）

●频率给定范围： FG=45.0～55.0Hz（调整分辨率0.01Hz）

●频率人工死区范围：E=0～1Hz

3、调节性能指标

◆静特性转速死区ix＜0.02%

◆最大非线性度ε＜5%

◆甩25%负荷，接力器不动时间≤0.15s

◆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

4、控制原理

YWT型微机调速控制器依据国标GB/T 9652.1-1997《水轮机调器与油压装置技术条件》，采用传统机械调速器的惯用参量，按PID调节规律而设计,详见原理框图。

采用大电流晶体管输出模块，分别控制机械液压系统电磁阀。微机输出与导叶开度值进行综合放大，综合放大后的信号对应PWM脉宽调制输出信号控制导叶的开启或关闭。4．2 PWM数字式电液转换说明

该机械液压系统采用全数字式PWM脉宽（占空比）控制方式，导叶控制部分由完全独立的机械液压系统组成，电磁阀由电气控制柜送来的PWM（占空比）信号进行控制，其PWM 控制方式如下：

t/TХ100% t≤T

因此t决定了电磁换向阀的导通时间，也就是如果t越长，电磁阀的导通时间越长，那么接力器运动的速度越快。反之，接力器运动的速度慢。显而易见，采用上述控制规律及机械结构，最大的优点就是：整个机械液压系统无零点可调，只要电磁换向阀没有电流流过，整个机械液压系统处于平衡位置无静态耗油，而且驱动电磁阀及电磁开关阀的电流必须达到1安培以上的电流，所以抗干扰能力强。

4．3 信号测量

该控制器接收机组残压提供的频率信号以及电网频率信号，经降压整形后按数字测频原理由软件实现机频及网频的测量。

4．4 频率调节

频率调节是该控制器的主要运行模式(频率模式)，由采集的机组频率与给定频率相比较，其差值经调节模块按PID规律进行实时运算，其结果经电磁换向阀输出，调节导叶开度，达到机组频率稳定于给定频率的目的。

4.5 开机控制

机组启动前，须预先设定机组的空载开度。控制器收到开机指令后，将控制导叶按负指数规律开启至启动开度位置，然后按小斜率线性关系逐点开启导叶并监视机组实际转速，当机组转速达到99%额定转速时，开机控制结束，控制器自动转入空载调节程序。

4.6 停机控制

停机条件满足，控制器接收到停机指令后执行停机顺序控制，按指数规律将导叶关闭至零并监视机组转速，待机组停稳后自动转入开机等待状态，停机控制结束。

4.7 网频跟踪

为使机组尽快并入电网运行，控制器设计有电网频率跟踪功能，当跟踪指令发出后，控制器按机组频率与电网频率之偏差进行调节，当机组并入电网后，跟踪功能自动解除，控制器转入正常调节程序。

4.8 人机联系

该控制器对机组的运行状态及各种参量均采用汉化显示，所有操作均有指令诊误，对不满足条件者不予执行，真正做到显示直观、操作简便、运行安全。