水轮机调速器4.1. 产品简介
ywt系列数字式调速器是我公司为（油操作）水轮发电机组开发的调节控制装置,电控部份与数字液压阀组组合为一体，本调速器的工作油压为：2.5 mpa/4.0 mpa/6.3 mpa,该调速器结构紧凑,工作可靠,能满足（油操作）水轮发电机在各种工况下稳定运行,并设计有多种工况的运行模式,完备的容错和保护功能,先进可靠的远程通讯等。
4.1.1 综合特性
1） 动,静特性品质优异,所有性能指标均达到或优于国家标准. 2） 开,闭环两种开机模式供用户选择,两种开机模式都能方便快捷地将机组开启至空载.
3） 自动跟踪电网频率,此时自动补偿的pid调节规律,使机组频率迅速达到同期要
4） 智能式变参数pid调节规律,能使机组适应各种工况下运行,
5）采用软件实现自动,电手动,手动的相互跟踪,各种工况运行下可以任意切换而无扰动.
6）方便,直观的人机界面,采用10" 智能触摸屏,可显示调速器各种工况下的信息,
7）带有串行通讯接口,兼容性好,能与各种计算机监控系统联接,能满足电站无人或少人值守.
电气特性：
1） 电气部分以可靠性极高的plc控制器为核心,控制器本体在恶劣环境下均能可靠运行.
2） 16位cpu支持浮点数据规格化,运算速度快,精度高,灵活大。
3） 智能容错数字测频,可靠性高,测量精度高.
4） 抗干扰能力强,所有i/o接口和串口均采用光电隔离及软件滤波。
5） 多功能人机界面,能通过调速器面板上的触摸屏,远程计算机, 远程触摸屏等多种方式设置参数及操作。
6） 采用交,直流并馈电源供电,互为热备用.
7） 调速器具有自动容错功能,控制器设计有内部硬件和软件的诊断和容错,以及外围信号的检错和容错功能,
8） 先进可靠的通讯功能,采用rs485接口通讯,通讯协议采用国际标准的modbus,可选配 profibus-dp(从站),rs485 接口通讯距离可达1000米,可抗 15kv eds.
4.1.2 机械特性
1）原接力器采用数字阀组来控制,结构简单，清晰，可靠。由调速器输出的压力油直接控制接力器，接力器快速关闭由单独的电磁阀组控制，两组控制回路相互独立。
2）静态无油耗,接力器零位无漂移,结构简单,安全可靠,维修方便.
4.1.3 主要技术参数
1 ）调速器的主要技术指标:
◆ 额定输入电压: ac220v±10%
dc220v±10%或110v±10%
◆ 整机平均无故障时间: ≥25000小时
◆ 测频方式: 残压测频
◆ 暂态转差系数: bt＝1 ─ 200% (调整分辨率 1%)
◆ 永态转差系数: bp＝0 ─ 10% (调整分辨率 1%)
◆ 积分时间常数: td＝1 ─ 20 s (调整分辨率 1s)
◆ 加速接力器常数: tn＝0 ─ 5 s (调整分辨率 0.1s)
◆ 频率给定范围: fg＝45 ─ 55 hz (调整分辨率0.01hz)
◆ 频率死区范围: e ＝0 ─ 3.0 hz (调整分辨0.01hz)
◆ 功率给定范围: p ＝0 ─ 120%
2）调节性能指标:
▲ 测频误差: ≤0.00035%
▲ 静特性转速死区: ≤±0.25%
▲ 空载频率摆动值: ≤±0.25% (既≤±0.125hz)
▲ 接力器不动时间: ≤0.2 s (甩25%负荷)
▲ 甩100%负荷,过渡过程超过3%额定转速的波峰＜2,调节时间＜40s.
4.2 plc可编程控制器
采用西门子可编程控制器为核心。该控制器稳定可靠，程序后续扩展方便。
4.3 调速器输入/输出信号范围
△ 接力器反馈 0 ─ 100%
△ 接力器给定 0 ─ 50%
△ 功率反馈 0 ─ 100%
△ 功率给定 0 ─ 100%
△ 频率输入 0.3v ─ 110v
4.4 工作过程
由控制器测量机端和网路频率,经调节计算,控制器扫描i/o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数字阀组来控制水轮机组接力器的行程以达到控制机组转速的目的.
4.5 调节模式
调节系统采用离散型pid调节规律
y=kp△f+ki△fdt+kd(d△f)/dt
△yi=y(i)+y(i-1)
△yi=kp［△f(i)-△f(i-1)］+kd［△f(i)-2△f(i-1)+△f(i-2)］
+ki［△f(i)-bp(y(i-1)-yg(i))］
其中：kp=(tn+td)/bt ×td ki=1/(bt×td) kd=tn/bt
kp —— 比例增益 ki —— 积分增益 kd —— 微分增益
4.6．结构布置
采用机电一体，设备下部为机械液压执行机构，上部为电气柜
调节器采用模块积木式结构，拆装方便，利于维修。调速器控制部分
4.7．操作说明
4.7.1 各工作工况说明
1 ） 停机等待工况
机组处于备用状态，当接力器飘移大于1%时，控制器使液压阀组接力器关闭至零。
2）自动开机
停止状态下（触摸屏显示“停止”），控制器接收到开机令（从触摸屏，柜体按钮，中控操作屏发出），调速器进入自动开机程序，控制器将接力器开至启动开度，机组转速达45hz时调速器将转速逐步调整到额定值，当转速达49.5hz时，调速器自动进入空载循环，完成停止→空载的工况转换。此时，触摸屏显示“空载”。
开机过程中，若出现机频断线，调速器将把接力器自动关闭到空载位置。
3）空载循环
调速器以频率给定或网路频率为参照值（由操作终端予先设定），按pid调节规律，将机组转速稳定在频率给定值或实时网路频率，准备好机组工况从空载→发电的状态转换。
4）发电运行
一旦油开关合闸，调速器将自动完成空载→发电的工况转换，并主动带上3%的负荷。此时，可方便地操纵开度按钮增减负荷。此时，触摸屏显示“发电”。
5）停机
当机组在空载状态下，调速器接收到停机令，调速器进入自动停机程序，控制器使控制阀组将接力器关闭至零，完成空载→停止的状态转换。此时，触摸屏显示“停止”。
4.8．容错功能
plc具有较强的自动诊断和容错功能。
1）接力器位置反馈信号容错
调速器运行中，若位置反馈信号断线或短路，空载状态时，调速
器自动关闭喷针。发电状态时，锁定液压阀组，保持当前开度。
2）机组频率信号容错
调速器运行中，若机组频率信号断线或短路，空载状态时，调速器自动将接力器锁定在空载开度。发电状态时，锁定液压阀组，保持当前开度。
3）电网频率信号容错
空载状态时，自动处于不跟踪方式。
4）控制器容错
控制器若有故障，自动锁定液压阀组，保持当前开度。
4.8．通讯说明
本机自带有两个通讯接口，一个接柜体触摸屏，另一个可用于远程通讯。两个通讯接口匀采用标准的mobus从机协议（mobus rtu：slave）进行通讯，传输速率为19200 baud,数据长度为8 bit,偶效（even），停止位为1 bit.
4.9 刹车系统
利用油压装置减压到0.7mpa通过压力油推动刹车装置工作来实现机组快速停机。刹车原理类似汽车碟刹系统。
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