SAFR2000水轮机调速器基本介绍(ppt 76页)

调节机构 (导水机)
水能
调节对象 (机组)
电能
执行元件 放大元件 综合环节 敏感元件 稳定元件
电能质量指标
电压：励磁调节器进行调整 频率：大型电力系统要求频率波动±0.2HZ，
中小型电力系统要求频率波动±0.5HZ，频 率的调节可以分为一次调频，二次调频， 甚至三次调频多个过程来实现，参于频率 调节的环节也很多，最终的执行机构是调 速器。
第一部分 水轮机调速器概述
调速器的工作原理
现代水轮机分为冲击式水轮机和反击式水轮机两 大类。
反击式水轮机有混流式、轴流式、贯流式等 冲击式水轮机有水斗式、斜击式和双击式等
调速器与机组构成水轮机调节系统，调速器是调 节设备，机组是被调节设备，调速器是作用于水 轮机的，为水轮机服务。
调速器的工作原理
调速系统主要作用
1、维持机组转速在额定转速附近，满足电网一次调 频要求；
电力系统的频率稳定主要取决于系统内有功功率的平衡， 当系统缺有功时，系统频率就下降，当系统有功功率多时， 系统频率就上升。水轮机调速器的主要任务就是发电机在 空载时维护机组转速在额定值左右，而在并网发电后调速 器的主要作用是实现功率调节同时以50HZ作为频率调节的 给定值，并维持机组频率在50±人工死区范围内。一个性 能良好的水轮机调速器可以保证发电机组和电力系统的安 全可靠，并且可以提高发电机组和电力系统的技术经济指 标．
系统控制插箱简介
A、B两套系统均为标 准8U插箱
A系统右侧比B系统多 一块双机切换模件
除此之外两套系统完 全一样，以A套系统插 箱为例，其插箱面板 如图所示
双重供电
调 试 窗
组合电源
主机模件
采样 控制 数字 模拟 空 双机 模件 模件 模件 模件 面板 切换
2.4 各插件面板说明如下：
2.41双重供电模件：
水轮机调节的基本任务
调速系统的主要任务就是: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。
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。
水头水压 模拟量输出 工况命令 报警及状态
A/D
D/A
D/I
D/O
水头水压 模拟量输出 工况命令 报警及状态
A/D
D/A
D/I
D/O
CANBUS 或
PROFIBUS
QSPI M C MC68332 U
TPU
切换信息
切换信息
QSPI M
MC68332 C
U TPU
CANBUS 或
PROFIBUS
信号调理
信号调理
信号调理
行程测量
频率测量
控制输出
切换逻辑 最终输出
信号调理
信号调理
信号调理
控制输出
频率测量
行程测量
2.2装置硬件基本配置如下(见右图)：
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
等器件接口，可处理有功功率、水头、水压等信号采集，导叶及桨叶 模拟量输出，增减令、开机令、停机令等开入信号采集，故障开出信 号处理等。 TPU模块可处理导叶及桨叶行程采样，频率测量和控制输出等 MCU模块则可处理PID调节计算等
该CPU集成度高，功能完善，可以充分提高系统的调节性能。
SAFR-2000系统结构图
1、调速柜 控制水轮机的主要设备，能感受指令
并加以放大，操作执行机构使转速保持在 额定范围内。 调速柜还可进行水轮机开机、 停机操作，并进行调速器参数的整定。
2、接力器
调速器的执行机构，接力器控制水轮机 调速环（控制环）调节导叶开度，以改变 进入水轮机的流量。
3、油压装置：
提供调速系统动力，由压力油罐，回油 箱，油泵，漏油箱四部分组成。
2、控制并联机组间有功功率的分配
3、满足机组的正常操作要求：开停机、增减负荷，以 及空载时增减转速。
4、保证机组的安全运行
5、能接受电站计算机监控系统指令，实现机组的经济 运行（AGC），满足机组开停机、增减负荷的控制要 求。
调速器系统的组成
主要由调速柜（电气柜和机械柜）、接力 器、油压装置三部分组成。
液晶显示工控机（人机界 面）1套
采用两套完全相同的微机控制 系统(A、B)，互为备用；通过 故障自诊断进行双机切换，严
重故障时（如伺服阀卡）可自 动切换至手动运行。
SAFR-2000
水轮机调速器
平板机
双
组
重
合
供
电
电
源
主 机 模 件
采 样 模 件
控 制 模 件
数 字 模 件
模 拟 模 件
空 面 板
双双 机机 切切 换换
抽屉式键盘
双
组
重
合
供
电
电
源
主 机 模 件
采 样 模 件
控 制 模 件
数 字 模 件
模 拟 模 件
空 面 板
空 面 板
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2Z J源自文库
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14Z J 15Z J
16Z J
2.3 SAFR2000微机调速器硬件系统
第二部分 SAFR-2000功能特点及技 术参数
2.1 SAFR-2000微机水轮机调速器简介 2.2 装置硬件基本配置 2.3 SAFR2000微机调速器硬件系统 2.4 各插件面板说明 2.5 SAFR-2000型调速器的运行界面 2.6 微机测速装置
2.1 SAFR-2000微机水轮机调速器简 介
插件上有3个显示灯，自上而下，为
“AC220V交流输入” “DC220V直流输入” “OUT整流电源输出” 分别显示电源当前状态。 下方有2个按键开关，分别控制交流电
。 源和直流电源的通断
2.42组合电源模件：
插件上有3个显示灯，自上而下为 “+5V输出” “+12V输出” “-12V输出” 分别显示电源当前状态。面板下方有1个按键开关，用来控制电源的
国电自动化研究院于2000年初推出了SAFR-2000电气控制柜 采用了摩托罗拉公司的32位CPU MC68332作为控制核心，高级C语言
编程 其系统结构见图，其CPU内部集成了QSPI同步串行总线模块和TPU定
时处理模块以及MCU计算处理模块等。 QSPI同步串行总线可以和许多串行芯片，如A/D，D/A，D/I，D/O