第二部分 水轮发电机组3(调速器)

(二)自动开机并网
1、满足开机条件，调速器处在停机备用状态； 2、给开机令，并保持；状态画面显示“开机”，导叶以第 一斜率打开到开机顶点； 3、转速开始上升，机频开始显示； 4、当频率小于45Hz时，导叶以第二斜率打开，导叶开度不 超过空载开限； 5、当频率大于45Hz时，自动进入PID调节，导叶关至空载开 度，机频跟踪电网频率； 6、同期条件满足，即可并网； 7、并网后，状态画面有“并网”指示，电气开限为100%。
六、手动停机
1．柜体面板上的导叶切换把手切在“手动”位置，触摸屏监视画面显示 “导叶手动”； 2．操作小波动关阀，将机组负荷减至零时跳油开关，并继续关导叶至全关 位置； 3．随着导叶开度关至0%，机频逐渐将至0HZ，停机完成。
七、紧急停机
1、紧急停机适用于处理突发紧急事件，平时正常停机不采用； 2、紧急停机可以通过下发“紧急停机”指令，紧急停机电磁阀动作，将导 叶开度迅速关至0%，也可以在电气控制失灵的情况下手动操作紧急停机电磁 阀投入； 3、事故处理完后，应通过复归令或手动操作复归电磁阀复归紧急停机。
（6）主接力器 主接力器在球阀控制下往返运动，带动导叶开关。 （7）位移传感器 接力器有效行程根据电站主机导水机构转角确定，接力 器全行程对应的输出为直流0～10V的精密电位器，通过钢丝 绳与接力器伸出杆相连，调整极其方便。 （8）事故配压阀 事故配压阀采用标准液压元件及集成块装配组成，它已把 传统过速限制器上电磁配压阀、油阀、事故配压阀集成一体。
该工况适用于大电网调节机组输出恒定有功功率的运行工况，这时取给定功 率与实际功率之差进行PI调节，达到实际功率按给定功率输出的目的，在开 度调节和功率调节工况，如果机组频率超差时，则自动地进行工况转换，变 成频率调节。功率调节时，若功率反馈故障，则自动转为开度调节模式。
c．频率调节
该工况一般用于地区负荷及小电网，采用PID调节规律，导叶开度随电网 频率改变而自动调节。采用该调节模式必须注意以下问题：机组应有足够的 功率可用于电网的频率调节。
五、调速器操作运行规程
(一)、开机前调速器应具备的条件
1. 确定供油阀打开，滤油器旁的压力表有正常的压力指示； 2. 确定停机令、紧急停机令已经复归； 3. 调速器无故障信号输出； 4. 触摸屏监视画面上应该有如下正确指示： （1）导叶开度约为0%； （2）机频为0HZ； （3）显示“停机备用”，“调速器正常” 状态。 5. 锁定拔出； 此时，调速器已经满足开机条件。
《调速器》
主讲人：王华
昆明禄壹企业管理服务有限责任公司
本节内容
一、调速系统的主要作用 二、YWT调速器工作原理 三、全数字式机械液压系统 四、油压装置组成及工作原理 五、调速器操作运行规程
一、调速系统的主要作用
1、维持机组转速在额定转速附近，满足电网一次 调频要求； 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，满足机组开停机、增减负荷的控制要 求。
（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。
三、全数字式机械液压系统
1、主要零部件介绍 （1）球座式电磁阀 球座式电磁阀是一种开关式液压控制元件，用开启截止 两种状态的切换来控制液流方向和流量。自动工况，它是由 电气输出的脉冲信号控制的、手动工况则是通过手动的按钮 控制，与普通伺服阀相比该阀无零位搭叠量，切换时间短、 频率响应高。 （2）紧急停机电磁阀 紧急停机是采用4WE型电磁换向阀。电磁阀线圈在调速器 正常运行时，无需长期带电。在任意工况都可以用遥控操作、 手动工况能操作（现地）紧急停机电磁阀。
器，二级放大)：位移变化→油压变化。 执行机构：主接力器，控制导叶开度，改变流量 反馈机构：缓冲器和杠杆机构，当调节使=时， 反馈信号使调节停止。
1、电源系统
YWT调速器的采用AC220V和DC220V同时供电，互为热备用。 其内部工作电压为24VDC/5VDC。 YWT 调速器系统除了PLC工作电源外，还设计了+24V外部 电源。外部电源“开关电源”，采用交、直流同时输入。每 组电源内部工作原理相同。仅只是输出电压不同，原理框图 如下：
（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。
AC220V 滤波 保护 整流 稳 压 电 路 电 压 输 出
DC220V
+24V供外部继电器、数字表、接力器反馈、电磁阀、操作终端和指示灯用
2、工作过程
由测频模块测量机、网频率，送至可编程控制器CPU模块， 在空载运行时，自动处于“跟踪”工况。在电网频率正常 情况下，空载跟踪频给时其机内PID运算的频差量△f(k)= f给－f机，空载跟踪网频时△f(k)=f网－f机。 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PL C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。
5、油源部分 对于有两组高压油泵的油压装置，两组高压油泵中，一 组工作、一组热备用，运行中主用泵和备用泵可相互切换， 增加了油源可靠性。其中主油路中安全阀、压力继电器、电 接点压力表的整定， 例如YWT-1000/FP整定值为：安全阀调定为16.5MPa,停泵 压力（调压力继电器）为16.0MPa,启泵压力（调压力继电器） 为14.0Mpa,电接点压力表低于13.0MPa时，另一组泵自动启 动，因此主系统压力在13.0-16.0MPa之间运行。 。
（2）并网带负荷运行
当机组并网发电后，电气开度限制自动打开到100%，由频 率调节、开度调节、功率调节选择负载运行工况。负载运行 有三种工况。
a．开度调节
该工况可以用于大电网及定开度运行，也就是这种工况下，接力器开度在 转速人工死区范围内不随频率变化而变化，此时该工况采用PI调节规律。
b．功率调节
二、YWT调速器工作原理
综 合 放 大 器
PLC
电 位 移 转 换 器
液 压 放 大 器
主 配 压 阀
主 接 力 器
机组Hale Waihona Puke 机械手动紧急停机电磁阀
位移传感器
调速柜主要有以下几个部分组成：
测量机构：测量机组转速偏差，并把偏差信号转 变为位移信号，然后输出。
放大机构：(引导阀+辅助接力器、主配阀+主接力
3、气囊式蓄能器 其主要作用如下： （1）储存能量 当系统瞬时需要大量压力油时，由蓄能器和油泵同时 供油，故可减少电机油泵的启动次数。 （2）缓和冲击，吸收脉动压力和冲击压力，使系统压力平衡，延长油 泵使用寿命。 （3）当停电故障时，可以保证利用蓄能器的有效排量，开或关至少一 个全行程。 皮囊充氮气压力为7.5MPa,长时间使用后，氮气压力降为5MPa时，必须 人为补充氮气。 4、溢流阀 溢流阀在系统内作为安全阀使用，溢流阀安装在油泵出口处，其作 用是当系统压力高于额定压力而油泵仍在工作时，将油泵输出的高压油 直接排入回油箱，调整阀内弹簧的预压量可整定其动作值。
2）调速器机械部分的巡检
（1）喷针及折向器开度表指示正确，折向器开度应为100%； 油压在正常范围内； （2）各液压阀及喷针、折向器供油管路、接头无漏油； （3）油泵控制开关位置正确； （4）调速器压油装置油压在正常值范围； （5）压力油罐，油、气面在合格范围内（1/3油、2/3气）； （6）各部无漏油现象； （7）油质合格，无乳化浑浊现象； （8）油泵无频繁启动现象，无振动异常响声，电动机无异 常发热现象。
(三)负荷增减
1、开度调节时，由远方（监控系统或中控室）通过功率增 减脉冲实现功率调节，或通过现地操作终端的增减按钮实现 功率增减； 2、功率调节时，监控系统可通过通讯下达功率给定，由调 速器维持机组功率恒定； 3、功率调节时，如果通讯故障或功率反馈故障，也可通过 远方或现地操作终端实现功率增减。
四、自动停机
1、在自动工况下，给停机令，状态画面有“停机” 指示，自动减负荷； 2、当负荷减到零时，跳油开关； 3、导叶继续关到零； 4、当转速下降到15Hz以下时，调速器进入停机备用 状态； 5、机组停稳，停机过程完成。
五、手动开机并网
1．将柜体面板上的导叶切换把手切至“手动”，此时触摸屏监视画面 显示“导叶手动”，PLC开始跟踪导叶开度； 2．操作小波动开/关阀，将导叶开至安全空载开度的1.3~1.5倍开度， 机组转动，机频上升至40HZ左右将导叶关回至安全空载开度， 例如：安全空载开度为20%，则首先将导叶开至26~30%，机组转动， 机频在40HZ时，关导叶开度至20%，然后，微调导叶开度，使机组频率 逐渐稳定于50HZ，完成开机过程；当导叶需要大动作时，可操作大波动 开/关阀。 3、同期条件满足即可并网增减负荷。 注意：如果机组安全空载开度过小，开至安全空载开度的1.3~1.5倍时 机组不转动，可以酌情将导叶开度开至机组能转动的开度，机频上升至 40HZ左右，导叶开度关至安全空载开度。
YWT 系列可编程调速器系统框图
位移传感器 紧急停机 电磁换向阀 PLC 插装阀 电磁球阀 手动操作 主接力器
机组
四、油压装置组成及工作原理
1、回油箱 回油箱是蓄存无压力油的箱型容器，又是调速器的基座， 回油箱有滤油器，可定期进清洗。侧面装有液位显示计，可 观察油位高低。 2、高压齿轮泵 齿轮油泵的主要优点是结构简单、紧凑，重量轻，自吸 力强，转速范围大，对油污杂质的敏感性不高，耐污染，不 易咬死，工作可靠，故用于水轮机调速器之中是比较合适的。 其容积效率低，流量脉动大，不足可由油压系统中设置蓄能 器来弥补流量脉动大的特点。
（3）插装阀 采用插装阀，能够实现小压力损失下的高压、大容量、高 速、无冲击换向。 （4）调速阀 通过旋转阀上的调节螺钉，可以方便地调整接力器最短开 关机时间。 （5）压力管路过滤器 该过滤器效果好，滤芯采用玻璃纤维过滤材质，具有过滤 精度高、通油能力大、原始压力损失小、纳污量大等优点； 而且该过滤器设有压差发讯装置，当滤芯污染堵塞到进口压 差达到一定的值时，既发出开关信号，此时更换滤芯，以达 到保护系统安全的目的。
（5）调速器“手动”、“自动”切换试验，切换过程无 扰动（每月一次）； （6）油压装置的油应每月滤油处理一次，保持油质合格 （应不浑浊、不乳化、无泡沫、不变色）； （7）油压装置油泵主供、备用泵切换及启动动作试验 （每月一次）； （8）主供、备用泵启动定值检验（结合小修进行）； （9）安全阀动作试验（结合小修进行）。
调速器的调节流量的途径：
反击式：通过改变导叶开度 ，同时改变叶片转角。 冲击式：通过改变喷嘴开度。
亚尼电站调速器型号：YWT-600
Y——表示油压装置 WT——表示微机调速器 6000——可操作扭矩为6000牛顿米（N.m)
YWT 系列微机调速器均为组合式结构，由PLC调节器、机 械液压随动系统和油压装置等组成。
调速系统
五、调速器维护检查
1）调速器维护
（1）滤油器清扫（每月一次）； （2）位移传感器检查有无变位、松动等情况，接线是否 完好，发现缺陷应立即处理好（日常维护）； （3）对调速器进行开、关动作试验（球阀在关闭状态下 进行）； （4）对调速器“紧急停机”电磁阀进行模拟动作试验， 如卡涩不会动作应立即安排处理（每月一次）；