武汉长控所DKT(A)自复中调速器电气说明书

DKT（A）型交流电机控制式可编程水轮机调速器说明书

（电气部分）

目录

第一章概述 (1)

1.1 功能和特点 (1)

1.2 主要技术参数 (2)

第二章系统工作原理 (4)

2.1自动调节 (4)

2.2 手动操作 (5)

第三章可编程调节器 (6)

3.1 组成与特点 (6)

3.2 功能模块简介 (7)

3.3 主程序框图 (11)

第四章交流伺服电机及其驱动器 (13)

4.1 交流伺服驱动器 (13)

4.2 交流伺服电机 (13)

第五章操作说明 (14)

5.1 开机过程 (14)

5.2 停机过程 (14)

5.3 有功增、减 (14)

5.5 事故停机 (15)

5.6 触摸屏操作说明(以F940为例) (15)

5.7 故障情况处理 (16)

第六章调试大纲 (17)

6.1 电源回路 (17)

6.2 静态试验 (17)

6.3 动态试验 (18)

第一章概述

随着水电厂自动化水平不断提高，对水轮机调速器的可靠性和功能提出了更高的要求。随着计算机技术飞速发展，特别是由于可编程控制器PLC在水轮机调速器方面的推广应用使得调速器的可靠性和功能提高到了一个全新的水平，人们不在怀疑电气控制部分的高可靠性和强大的功能，从而把越来越多的注意力转移到了电气－机械转换装置上。随着功率电子技术、微电子技术和电机制造技术的进步，伺服电机驱动从步进电机发展到直流伺服电机，现在正在进入交流伺服电机时代。

DKT系列交流伺服电机控制式全可编程调速器是我所总结多年来水轮机调速器研制经验并吸收了国内外微机调速器优点的基础上，于二十一世纪推出的最新一代水轮机调速器。其突出特点是采用全数字式交流伺服驱动器和交流伺服电机作为电气机械转换元件。

全数字式交流伺服驱动器+交流伺服电机+机械随动系统构成一个智能式伺服系统，电机驱动器具有速度、转矩、位置控制方式和伺服系统故障自诊断，配合可编程电器控制部分构成功能强大的调速控制系统，可适应不同类型、不同参数的各种大、中、小型水轮发电机组的调节和控制。

1.1 功能和特点

1.1.1 本调速器具有如下功能：

频率测量与调节：可测量机组和电网的频率，并实现机组频率的调节和控制；

频率跟踪：当跟踪功能投入时，机组频率自动跟踪电网频率，可实现快速自动准同期并网。

自动调整与分配负荷：机组并入电网,调速器将根据其整定的bp值和电网频差，自动调整机组的出力。

负荷调整：可接受上位机控制指令，实现发电自动控制功能（A.G.C）。

开停机操作：接受中控室或上位机指令，实现开停机操作。

手动操作：具有电手动操作和机械手动操作功能，并可无条件、无扰动地实现自动运行与手动操作的相互切换。

能采集并显示调速系统的主要参数，如：机组频率、电网频率、导叶开度、调

节器输出和调节器的整定参数等。

有完善的通讯功能，为电站监控系统设置了标准、可靠的接口，能方便地实现与上位机的通讯。

应用户需要，可带上频率计的相关功能。

1.1.2 本调速器具有如下主要特点：

采用进口高可靠性交流伺服电机和全数字式交流伺服驱动器控制，不用电液转换器，耗油量少、结构坚固、工作可靠。

电气部分以可靠性极高的A系列可编程控制器为硬件，在调节技术上，采用连续实时变参数的PID控制算法；根据机组特征与工况，连续、适时改变调节参数，确保系统稳定并具有良好的调节品质，用户无需进行调节参数的设置与整定；

频率测量部分充分利用PLC的硬件资源，取消了传统的外部（如单片机）测频方法，采用了PLC的高速计数器和中断、查询相结合的计算方法，使得测频精度高，实时性强，可靠性高，真正实现了整个调节器的“全可编程化”，调速器的整机可靠性相应地得以提高；

提供了非常友善的人机界面，采用了先进的触摸屏技术，其下拉式菜单英文彩色显示，把用户带入一个全新的操作境界；

设有在线自诊断及处理功能，当系统级故障时，调速器将自动转入手动工况运行，将负荷固定于故障前的状态；

自动化程度高，调速器设有开、停机、发电、调相、增减功率操作回路，只需给调速器相应的操作指令，调速器便能自动完成上述操作，减少了与水机自动回路的联系。

1.2 主要技术参数

1.2.1主要技术指标

转速死区ix ≤0.04%

静态特性曲线线性度误差ε＜5%

随动系统不准确度ia ＜0.8%

自动空载三分钟转速摆动相对值≤±0.15%

接力器不动时间Tq ＜0.2s

平均故障间隔时间≮8000h

1.2.2主要调节参数整定范围

比例系数K P0.5～20

积分系数K I0.05～10（1/S）

微分系数K D0～5(S)

永态转差系数bp 0～10%

频率人工死区△f 0～1.0%

频率给定范围f G50±5H Z

功率给定范围P G0～100%

1.2.3其它技术数据

工作油压 2.5MPa；4.0MPa

主配压阀直径φ80、φ100、φ150（mm）工作电源：AC220V≯200W

DC110V或220V≯200W

第二章系统工作原理

2.1 自动调节

水轮发电机组有多种运行工况，不同的工况，需要采用不同的控制规律、控制结构和调节参数。控制规律的形成和系统结构的改变通过软件实现。现对该系列调速器各自动工况的工作原理简述如下：

2.1.1 闭环开机

一般电液调速器开机时，测频信号是断开的，由开限机构控制导叶按规定程序运动，实现机组的开环启动。当转速接近额定值时，接入测频信号，调速系统才进入闭环调节。DKT系列调速器在整个开机过程中，测频信号一直接入，调速系统始终处于闭环调节状态。开机时将频率给定值置于50Hz，机频与频给的差值通过PID 运算后，其输出信号带动电机伺服装置，将输入的控制信号成比例地转换成接力器位移，控制导叶使机组开机，直至机频达到50Hz，便完成了闭环开机过程，在机组开机过程和空载运行中，可编程调节器根据机组特征与工况，连续、适时改变调节参数，保证了机组并网前运行的稳定性。

2.1.2 频率调节

当调速器的频率调节为“频给”方式时，自动空载工况下的调速器受频率给定值控制，可编程调节器对机频与频给的差值进行PID运算，其输出信号带动电机伺服装置，调节导叶开度，直至机组频率等于给定频率，从而实现了频率调节，频率给定值可通过触摸屏进行整定，也可按上位机或自动准同期装置的指令增、减。2.1.3 频率跟踪

当频率调节为“跟踪”方式时，调速器自动将网频作为它的频率给定值，与频率调节一样，在调节过程中，机组频率将始终以作为给定频率的网频作为调节目标值，从而实现了机组频率自动跟踪电网频率的功能。

2.1.4 功率调节

机组并网前bp=0，并网后，频给自动整定为50Hz；bp置整定值，实现有差调节；切除微分作用，并投入人工失灵区。这时导叶开度根据整定的bp值随着频差变