电气液压调速器

为了运行稳定、方便，kp 可有两组整定值：kp1 、
kRpW2。Pk1p1即决可定调于整RkWp1P。1k、p2R决33定1于及RRW3P332
，调整 、R331
及R333 ，调整RWP2 即可调整kp2。kp1 与kp2的
切换靠与油开关同步动作的继电器接点K302-1 自
动完成。油开关闭合前为空载工况， kp = kp1 ， 油开关闭合后为负载工况， kp = kp2。
式中，ti—积分时间常数（秒），通常也使用积 分增益Ki ( =1/ ti)。ti = C303·RWI。 ti 的整定值也有两个，由K302-2 切换。空载时 为ti1，负载时为ti2。
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第三章 电气液压调速器
第三节 人工死区及PID调节
三、PID调节电路
式益中。td——U微305分 时td d间Ud3常t05数 （td秒dU）d3t0，2 也称为微分增
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第三章 电气液压调速器
第三节 人工死区及PID调节
三、PID调节电路
频差信号U302经P、 I、 D三单元处理后， 最后由以N306为主构成的加法电路综合起来。 在该加法器中，稳压器VDW302也是为防止接 力器滞后而设置的。
C101、R102、C102构成的起抗干扰作用的RC滤波电路，再经过二极管VD101、 VD102双向限幅送入集成电路N101的输入端。 N101为专用的频率—电压变换电路，当输入频率为f的交流信号时，其输出为一个 与频率成正比的直流电压U，即
U102=K·f 式中，K为与VDW101，102，C104，R104有关的常数。
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第三章 电气液压调速器
第四节 永态转差系数电路
永态转差系数电路构成及原理
主要由N307，R348，R351，RWbp等组 成。在不考虑D5单元的输出U307时，该电路 完全是一个标准反相比例电路。其输入输出关 系为 ：
U308=-KbpU306 U308再经RWbp衰减（分压）后成为U205 与频给输出综合。
第三章 电气液压调速器
第一节 概 述
一、电液调速器的形成和特点
电液调速器与机械液压型调速器相比较，有着明显的优点 。 • 各种信号的综合及各种参数的调整均很方便，工况的转换(如空载、负载参数的切换) 也易于实现；便于增设一些辅助性的调节回路，以利于改善调节品质(如微分环节、水压 反馈、人工失灵区回路等)；有利于电站自动化、现代化水平的提高。 • 安装、调整、试验、维修均较方便，如某回路出现问题，更换一块插件便可再投入运 行。
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主讲人
余波副教授 林其玉讲师 熊朝坤讲师
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第三章 电气液压调速器
第一节 概述
一、电液调速器的形成和特点
随着电力系统的日益发展和用电部门对电能质量要求的不断提高，机械液压 型调速器已远不能满足要求。特别是高水头大容量的水轮发电机组及大容量抽水 蓄能机组的出现，对调速器提出了更高的要求，PI调节规律的电液调速器也难于 满足这些要求。因此，国内外对PID电液调速器的研制发展迅速。
第三章 电气液压调速器
第二节 测频回路
一、测频回路的作用及型式
测频回路是电液调速器的基本环节之一，其作用是将机组运行的实际频率准确及 时地测量出来。一般是把频率信号变换成与其成正比的直流电压，用直流电压的高低 变化来反映输入信号频率的变化。这种变换常称为频率——电压变换（F/V）。
❊ LC测频回路 ❊ 齿盘测频回路 ❊ 残压测频回路
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第三章 电气液压调速器
第三节 人工死区及PID调节
二、人工死区电路
该电路主要由集成电路N302 及 N308 构 成。N301 输出的频差信号电压UΔf同时送到 N302A，N302B 的反相输入端。它们的同相 输入端则与按键开关SNK 301 相接。
当人工死区整定为0时，则两同相端均接 地。N302A 和VT301 ，N302B 和VT302 分 别构成两个单极性输出的反相器。当UΔf <0时， N302A 输出正电压，VT301 工作，VT302 截 止；-UΔf可送到N303 ，再经N303 反相，由 X302 送出UΔf 至PID回路。当UΔf >0时， N302B 输出负电压，VT302 工作，VT301 截 止；-UΔf 也可送到N303，再经N303 反相， 由X302 送出UΔf 至PID回路。
当分压比为0，即RWbp触头位于下极限时， U205= 0 ，则bp= 0。当分压比为1，即RWbp 触头位于上极限时，U205=U308，则bp=10%。
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第三章 电气液压调速器
第五节 综合放大及振动信号电路
综合放大回路主要就是完成功率放大的作
用。
一、综合放大部分
N102为一通用型双运算放大器，构成两级有源低通滤波放大器。它一方面将 N101的输出电压中的脉动成分削弱，同时将直流成分适当放大，从而在本单元 输出端（N102之10脚）获得所需电压值。
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第三章 电气液压调速器
第二节 测频回路
一、典型残压测频回路
2. 测频电路运动方程 对于上述电路，测频回路运动方程为
隔河岩电厂齿盘测频示例
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第三章 电气液压调速器
第二节 测频回路
一、典型残压测频回路
该电路以集成电路N101、N102为主构成。
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第三章 电气液压调速器
第二节 测频回路
一、典型残压测频回路
1. 测频电路 由发电机端电压互感器送来的交流电压经隔离变压器T101后，送入由R101、
由于机械液压操作具有调节平稳、调速功较大这一特点，所以在电调中执行机构仍保 留了机械液压操作系统，现在的发展趋势是进一步提高油压(目前国内已应用到4MPa)。
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第三章 电气液压调速器
第一节 概 述
二、电液调速器的组成
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• 便于实现成组调节、遥控及计算机控制。特别是在计算机快速深入到国民经济及人民 生活各个领域的今天，计算机也已开始引入到水电行业的各个方面，机组转速的调整就是 其中的一个重要方面。而电液调速器为实现计算机控制水电站、进行调速器的技术改造等 提供了极为方便的条件。
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第三章 电气液压调速器
第三节 人工死区及PID调节
三、PID调节电路
1.比例环节 该环节由N303 、R331～R333 、
RWP1、RWP2接点K302-1等组成。这 是一个标准的反相比例器，而且增益可 调。
由反相比例器工作原理知道
U303=-kpU302
为避免人工死区的存在影响并网前的 频率跟踪，通过与油开关同步的继电器 K301接点K301-2，K301-3控制该电路只 在并网后才起作用。
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第三节 人工死区及PID调节
三、PID调节电路
该单元电路主要由N303～N306等 集成电路组成。
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第三章 电气液压调速器
第五节 综合放大及振动信号电路
综合放大回路主要就是完成功率放大的作
用。
一、综合放大部分
VT401～VT404 组成一个推挽功放电 路。这是一个准互补对称电路。它将N401 综合后的电压进行放大送至电液伺服阀的 线圈DY。VD405 、VD406 作克服交越失 真用。mA为一个平衡电流表，用于监视 DY中电流大小和方向。
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第三章 电气液压调速器
第三节 人工死区及PID调节
三、PID调节电路
2. 积分环节
该环节由N304 、RWI1、RWI2、R334～ R336 、C303、VDW301等等组成。这是一个 由集成运算放大器构成的积分电路，所以
U 304


1 ti
U 302dt
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第三章 电气液压调速器
第三节 人工死区及PID调节ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、人工死区电路
当人工死区整定值不为0时，有一组 按键开关将被按下，N302A 同相端将得到 一个预置的负电压-U预置，N302B 同相端将 得到一个幅值和前者一样的预置正电压U预 置。在此情况下，当|UΔf|<|U预置|时， VT301 、VT302 将均处于截止状态，这时， N303 输入、输出均恒为0， PID调节器将 不产生调节作用，从而形成“死区”。当 |UΔf|>|U预置|时，VT301和VT302 必有一个 投入工作，将超过预置电压部分的频差电 压送往PID单元，产生调节动作。
3. 微分环节 该环节主要由N305、C304、C305、
RWD1、RWD2、R338～N340 组成。这实际是 一个RC微分电路与一个反相比例器串联的环节。
RC微分电路由C304、C305及RWD组成 （两组）。
反相比例器由R338、R340、N305构成。 所以，U305 ～U302 的关系如下：
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第三章 电气液压调速器
第三节 人工死区及PID调节
二、人工死区电路
人工死区亦称人工失灵，其意 义是人为在机组静特性曲线上造 成一个死区，在此死区中，调差 率很大，当系统频率在一定范围 内波动，机组几乎不参加调节， 从而起着固定负荷的作用。这既 有利于机组稳定地担负基本负荷， 也有利于电力系统的运行。对于 电力系统中非调频机组，特别是 容量较小的机组，采用这样的工 作方式，是很有意义的。
此部分电路主要由N401、VT401、 VT402、VT403、VT404 等组成。N401 实际构成一个加法器，将来自电气接力器 的信号电压U306、表示实际接力器开度的 反馈电压U403及振动信号电压U402 综合 起来。输入端的二极管VD401～404起双 向限幅作用。
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第三节 人工死区及PID调节
三、PID调节电路
1.比例环节
该环节由N303 、R331～R333 、RWP1、 RWP2接点K302-1等组成。这是一个标准的反相 比例器，而且增益可调。
由反相比例器工作原理知道
U303=-kpU302
P、I、D单元回路的特点是，P、I、D三 环节各自独立设置并呈并联形式，三环节输出 由加法电路综合。这样虽然使用线性组件稍多， 但却具有概念明确、各环节参数调整可独立进 行，不互相干扰的优点。
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第三章 电气液压调速器
第四节 永态转差系数电路
永态转差系数电路亦称调差回路，其作用是使调速器具有有差静特性，以便于机 组并列运行时，能适当的分配负荷。
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第三章 电气液压调速器
第一节 概述
一、电液调速器的形成和特点
电液调速器与机械液压型调速器相比较，有着明显的优点 。
• 以电气元件代替了机械元件，这可以大大减少机械加工的工作量，并降低成本。 • 灵敏度高，调节误差小。电液调速器的死区为0.05％～0.1％；而机调的死区为0.15 ％～0.20％。转速或指令信号按规定型式变化，接力器不动时间：电调不大于0.2s，机调 不大于0.3s。
ΔU104=Kf·Δf 式中，Kf即为测频回路放大系数。即
Kf

U104 f
(V/Hz)
Kf的调整通过RW101完成。测试值应满足设计值。
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第三节 人工死区及PID调节
此部分电路是PID调节器的核心，它分为三部分电路：单元输入、人工死区、PID 调节。
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第三节 人工死区及PID调节
一、单元输入电路
该电路的作用是将测频回路 的输出——代表机组实际频率的 电压（U104）与给定值——来自 频率给定回路或电网测频回路的 电压输出，进行代数相加运算， 并将结果适当放大，得到代表频 率偏差的电压UΔf ——U301。