调速系统培训总结

调速系统培训总结

调速系统是通过调节进水量来调节水轮机转速和出力的设备，是电站安全稳定运行的重要设备之一。作为运行人员应该掌握其工作原理和相关的现场操作，所以我们于8月28日至9月3日到东方电机控制公司参加了培训，此次培训的主要内容是调速器的电气部分、机械部分、调速器相关实验、发电机的自动化控制。现将几日来的学习情况总结如下：

一、 调速系统主要功能

1、能保证常规水轮机发电机组迅速地开机、停机、并网及增减负荷；稳定运行于机组自动空载、并网带负荷、调相、调频等工况；也能保证抽水蓄能机组在抽水、抽水调相等多种工况下稳定运行。

2、通过触摸屏显示器简洁清晰的图文界面，实时显示机组当前工况和状态，以及机组的频率、有功功率及导叶开度；允许通过菜单设置实时修改空载运行参数、负载运行参数、人工失灵区和发电工况的调节模式，详情请参考“HGS-EXXX 控制器使用维护说明书”。

3、调节规律采用连续变参数PID 调节, 可根据运行工况自动修改控制参数，保证机组可靠运行。

4、拥有三种调节模式：转速（频率）调节模式、功率调节模式、开度调节模式，可满足用户进行功率调节和孤立电网下的调节控制需要。

5、具有一次调频功能，调速系统可以根据监控系统的“一次调频投/切”命令，进行一次调频投/切操作， 当一次调频投入时，系统判断电网频率偏差当电网频率偏差大于设置一次调频投入死区时，机组将进行一次调频调节。

6、实时采集水头信号，自动按水头修正空载开度和空载调节控制参数和不良工况限制区，并有效克服水头波动。

7、提供在线帮助功能，用户可以通过参考在线帮助中提供的简单操作方法及注意事项，快速掌握人机界面的正确使用方法。

8、内嵌调速器调速器性能测试软件，可用于调速器系统性能测试；如测试调速器的转速死区、非线性度等静态指标及空载摆动、甩负荷的超调量及调节时间等动态指标，能以表格和曲线的形式自动显示和记录试验结果，并评价动态过程的数据，详情请参考“HGS-EXXX 控制器现场试验说明书”。

9、可以离线模拟机组开、停机、空扰、甩负荷等动态过程，方便电站进行人员培训。

10、调速器采用两套完全相同的微机系统构成(A、B) ，互为热备用，当其中一套微机系统出现故障时，该系统所有输出将断开，另一子系统上相应输出闭合。如果故障子系统原为在线系统，则系统无扰动切到备用子系统；如果故障发生在备用子系统，则该子系统只需退出备用，而两套系统同时故障时可切换到手动运行。

11、提供功能强大的自诊断功能，能准确诊断机组频率故障、导叶反馈故障、伺服比例阀故障时、输入/输出通道故障、电源系统故障等多种重要故障信息，并采取相应的保护措施，保证机组安全稳定运行。

12、可以从键盘输入“人工水头”，进行需要的调节，避免了水头信号的失效产生的负荷冲击。

13、实时显示多种调速系统故障信息并报警, 以方便检修人员进行检修及更换相应的部件。

14、提供“随动系统参数整定测试”功能，用户可以通过调节随动系统参数，使液压随动系统调节品质达到最优，从而提高整个调速系统的调节品质。

二、 调速器电气部分

8月29日控制公司的赵工给我们讲解了毛尔盖水电站调速器电气部分的相关知识。

1、水电机组对调速器的几点要求：

1) 高可靠性

2) 具有优良的性能指标

3) 操作简单，易于维护

2、 在整个调速器系统中，电气部分主要是现场开关量采集、输入、输出，模拟量输入、输

出，上位机、下位机中的一系列程序控制，控制回路作用于设备动作、信号指示等的一系列过程。

1）采用对应图纸讲解，对调速器电气原理图进行了初步了解，其中包括电源系统，系统结构，各开关量，模拟量的输入输出模块、频率测量模块、继电器操作回路、信号指示灯回路功率变送器、伺服比例阀功放、双比例阀切换回路、紧急停机回路。

2）频率测量模块：

系统中主要配有两个测频模块，分别为MPA 、MPB 模块。测频模块主要可测网频（主要用于并网）与机频，其中机组测频主要以PT 测频（电气）为主，齿盘测频（机械）为辅的方式。通常情况下，系统选择MPA 模块为主机，当机组第一次启动或黑启动或PT 断线报警时，首先使用齿盘测速（SSG ），当频率上升到5-10HZ 时切换到PT 信号测速。当PT 测速故障后，自动切至 SSG 。当A 机机频1，机频2同时故障时，则切至MPB （模块二，模块二功能与模块一完全相同），再判断MPB 正常后则自动采用MPB 运行，若MPB 也故障，则自动切到手动。报警和故障是有区别的，报警不会进行切换，报故障时才进行切换。

3）在控制柜上修改参数的密码：12345，试验密码：5555，退出界面密码：10101。

4）伺服比例阀：

其主要工作过程是控制信号（10V 电压信号）接入模块，通过功放将信号放大，输出信号（电流信号）作用于伺服比例阀的线圈，根据输入线圈电流的大小控制磁场大小，从而控制伺服比例阀阀芯位置，伺服比例阀的动作来控制油流量的大小，最终控制导叶开度。阀芯的位移量转化为电压信号（15V 电压信号），反馈作用于模块与控制信号作比较，若未达到平衡，对阀芯进行再次进行调整，反复调整后，使其达到平衡位置。比例阀1与比例阀2互为备用，可以在机组运行时，拆下有故障的比例阀，正常 的比例阀会继续正常的工作。当比例阀1与比例阀2都故障时，切换至手动运行。

5）制回路和操作回路：了解指示灯按钮、开关、继电器、继电器辅助接点等的状态位置。原理图上的操作开关与实际操作开关相对照，并讲解回路操作方法，动作结果及其功能等。

三、 调速器机械部分

8月30日控制公司的朱工给我们讲解了毛尔盖水电站调速器机械部分的相关知识。主要对调速系统液压系统图进行了学习，了解油管路的实际位置和走向，重点学习液压系统的自动和手动的工作原理。

1、 主要元器件介绍：

主配压阀组主要由主阀壳体、主阀衬套、主阀活塞、辅接活塞（与主阀活塞连为一体）、辅接壳体等几部分组成。

集成阀块：装设了双伺服比例阀、伺服比例阀切换电磁阀、手动操作电磁阀、手/自动切换电磁阀、紧急停机电磁阀、比例阀进油球阀、手自动切换液控换向阀、紧急停机液控换向阀、压力继电器、压力表、压力监测用测压接头等元件。其功能是接受电气调节器的控制信号，操作控制接力器开关运动，并反馈系统状态信号；各电磁阀均设有应急操作按钮，可进行应急手动操作。

双伺服比例阀：比例阀功放板接受调速器电气柜输出的±10V的控制信号，经放大处理后输出相应的电流信号，在比例阀线圈中产生磁场驱动比例电磁铁移动，伺服比例阀的阀芯随之移动，输出相应的流量。阀芯移动的同时，内置差动变压器式位移传感器检测阀芯位置，并将其信号反馈到比例放大器，与比例电磁铁形成闭环位置控制。以伺服比例阀作为电液转换元件具有优点：动态响应好；滞环小，重复精度高；抗油污能力强；液压功率级达到伺服阀所要求的零开口工作状态，以及陡峭的压力增益特性和平直的流量增益特性；零位耗油量小； 温漂小；提高了差动变压器的响应特性和抗干扰能力。

2、 油管路走向：

主回路：压力油气罐→主配压阀→事故配压阀→导叶接力器活塞。

（自动）控制回路：压力油气罐→调速器双联滤油器DF11→伺服比例阀→主配压阀→事故配压阀→导叶接力器活塞。

（手动）控制回路：压力油气罐→调速器双联滤油器DF11→手-自动切换电磁阀EV12→手动操作阀EV13→液控单向阀CV11→主配压阀（流量反馈阀HS12复中同时进行）→事故配压阀→导叶接力器活塞。

3、 主配压阀控制腔充油时，阀芯向上运动为接力器开，当主配压阀控制腔回油时，阀芯向

下运动为接力器关。主配压阀上端为恒压腔，通恒压油（与系统相通），靠下端充油和排油来控制阀芯向上向下移动。调速器系统有两个伺服比例阀，互为备用。

4、 自动运行时：经过滤油器过滤的清洁油液分别进入伺服比例阀、手自动切换电磁阀、紧

急停机电磁阀和流量反馈阀的压力油口。导叶开启时，伺服比例阀SV11/SV12接受电气调节器输出的开启电流信号，使伺服比例阀的阀芯向左运动，将压力油送进辅接活塞控制腔（下腔），控制主配压阀活塞向上运动，主配压阀输出的压力油进入导叶主接力器的开启腔，导叶接力器关闭腔通过主配压阀接通回油，从而控制导叶接力器活塞向开方向运动，达到导叶开度增大的目的。自动运行时，流量反馈阀的输出口已被切断，因此其虽在工作，但其输出信号并不会对自动运行造成影响。

5、 手动控制：手动控制阀与流量反馈阀配合作用实现手动操作。操作手动操作阀时，使主

配压阀阀芯上下移动，使接力器两腔充回油，实现导叶的开关，当位置开度达到指定开度后，再通过流量反馈阀使主配压阀阀芯回到平衡位置。流量反馈阀的衬套与主配压阀的阀芯联动，当主配压阀阀芯向下运动时，流量反馈阀的衬套同时向下运动，阀芯相对向上运动，导通回路，使阀芯回到平衡位置即复中成功。

6、 紧急停机按钮：按下紧急停机按钮，通过紧急停机回路使导叶关闭。这次厂家给我讲解

的是，以后需要注意，当按下紧急停机按钮后，事故配压阀也会收到信号动作，实现双重保护，避免紧急停机回路故障不动作，导致扩大事故。

7、 机械过速保护：正常时，事故配压阀两端油压，为恒压油。当机械过速时，一端压力油

被截止，使事故配压阀动作，事故配压阀阀芯向右移动，从而使接力器活塞左移动关闭导叶。

8、 两端关闭阀的主要作用是关闭导叶时，减少水锤效应，当导叶关闭到一定开度时，此阀

HV41动作，使油流量减慢，从而使导叶缓慢关闭。

四、 发电机自动化控制

8月31日控制公司的一位陈工给我们讲解的毛尔盖水电站自动化部分的相关知识，陈工是一位经验非常丰富的工程师，从事本工作已经有30多年了，她给我们讲的都非常的实用，是几十年来总结的宝贵经验教训。她结合自身的实际工作经验对自动化正常工作的条件、磁翻板液位计、水系统、气系统、测转速监测、轴电流报警装置、发电机动力箱、风罩除湿及控制、电加热器、温度控制、火灾报警、效果控制、爬行装置等方面进行了拓展讲课。其

中涉及这些方面的内容，都以实例作为讲课内容，着重在于一些小故障的检查及处理，生动且对于实际操作非常有用。她还提醒我们注意单位，1MPa=10Kg；热电阻每个环节的引线应接牢靠，否则温度指示不正常。

五、 调速器实验

9月1日赵工给我们讲解了调速器的主要实验，主要包括水动实验、静特性实验、空载实验、负载实验、甩负荷实验，主要介绍了实验的主要方法及注意事项。

甩负荷试验过程：（和“甩负荷测不动时间”试验过程基本相同）

1、机组负荷运行，点击“动态试验——甩负荷实验”弹出 “甩负荷实验”窗口。

2、在实验窗口中点击“开始试验”开始记录试验过程，几秒钟后由监控调节负荷给定为，使机组分次分别甩掉25%、50%、75%及100%负荷，调速器调节过程将被记录在实验窗口中如图所示，试验完成后试验结果自动显示在实验窗口右侧。

3、注意：对于有些引水式电站由于水流惯性比较打，所以调保计算对导叶关闭速度进行严格限制，这就导致有些引水式机组在甩100%负荷时经常出现过速紧急停机情况，建议现场调试人员在保证调保计算的情况下，放大频率调节参数或随动系统参数，尽量加快调速器调节速度，尽最大努力满足甩负荷要求。

通过几天对调速系统的学习，使我受益匪浅，我对调速器电气和机械部分的工作原理有了更深一步的认识，对机械图纸和电气二次图纸的看图方法也有了进一步的提高。同时还获益了人家花了几十年的时间总结出来的经验教训，这对我们来讲是非常受用和宝贵的。对于运行人员来说，需要了解各个系统实际操作，还需要掌握系统的工作原理、现场元件的实际位置及其作用和注意事项。我们还需要不断学习，不断充实自己，不断总结自己，这样自己的业务技能才能不断提高。

毛尔盖运管部 戈小怡

二Ο一一年九月六日