甲依二级水电站水轮机调速系统技术协议文档格式.docx
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1.2交通运输
具体运输条件由乙方自行踏勘并提出运输方案，其费用应包括在合同总价中。
1.3水轮发电机组基本参数
（1）水轮机为立轴单转轮双喷嘴冲击式，与发电机主轴直接连接，俯视顺时针方向旋转。
（2）型号：
CJC601-L-215/2×
9.2
（3）额定值
转轮节圆直径D12150mm
额定水头1010m
额定功率15.63MW
额定流量1.743m3/s
额定转速600r/min
额定效率90.5%
D1/d023.3
1.4电站施工总进度
调速器及油压装置及附属设备具体交货时间为2018年3月底前。
第2章技术规范
本技术规范适用于按本合同规定供应的2台套调速器及附属设备的有关设备。
本条款仅对上述设备在设计、制造及工厂试验、现场试验等方面的主要技术参数和性能提出要求，对结构特点加以说明，而不详述调速器及附属设备的细部结构及工艺要求。
这些应由乙方按照有关标准根据实践经验及本合同的要求，提供全新的、安全可靠、运行稳定、先进适用的设备，并在工厂设计文件中说明。
凡本章未规定的事项、设备技术特性及试验项目等，均应符合相关国家和部颁标准的规定，并以较高的要求为准。
乙方可以提出比本技术要求更为先进合理的方案供买方选择。
整体调速器应高于JB/T56079《大型水轮机调速器与油压装置产品质量分等》中一等品的要求。
2.1概述
2.1.1工作范围及界限
（1）本技术规范规定了乙方对2台套PID型微机电液调速器（带全套必须的附属设备）的设计、制造、工厂试验、包装、发运、运输、交货、现场开箱检查、调速器现场组装和试验、指导安装和安装质量监督，以及参加现场试验、试运行、交接验收及培训等服务，并应完全符合合同要求。
（2）调速器及附属设备应用的标准、材料、材料试验、工作应力、工艺、焊接、无损检验和其它一般技术要求应满足本技术规范的要求。
（3）调速器及附属设备的安装和现场试验（按本合同规定由乙方完成的安装和现场试验项目除外）、试运行均在乙方的技术指导和监督下，由甲方选定的安装承包人完成。
乙方应为调速器及附属设备的安装和运行提供包括安装程序、技术要求和建议的安装进度等内容详细的安装指导文件、运行、维护说明书和图纸，并派合格的技术人员完成现场服务。
（4）乙方应提供合适的设计以满足技术条款和相关标准规范的要求，任何在技术条款中未作特殊规定，而又是作为一个完整而性能优良的调速系统所必要的，或在调速系统运行实践中证明是消除缺陷所必须的，或者为了改进或者提高调速系统的运行质量可能希望设置的任何零部件、元件、装置、功能或软件，均应由乙方提供。
2.1.2供货范围
（1）2台套调速器，每台套至少包括以下部分：
（a）调速器标准电气柜（含油泵控制回路），机械柜；
（b）调速器油压装置及其附属设备，全部自动化元件；
（c）油压装置、调速器与喷针接力器和偏流器接力器之间的不锈钢连接管路（含配对法兰及法兰附件）；
油压装置、调速器与喷针接力器和偏流器接力器之间的阀门、不锈钢管件等；
供货范围内设备之间的连接阻燃电缆及附件；
（d）调速器调试软件；
（2）调速器及油压装置运行二年相应的备品备件，详见2.15条；
（3）专用工具：
详见2.16条。
2.2标准与工艺
（1）所用技术标准，凡未说明的，均用国标或有关部标。
选用的标准，应是签订合同时已颁发的最新版本。
本技术文件未提及的内容均应符合国家有关标准及部颁标准（包括各标准的引用标准），若标准之间出现矛盾时，以高标准为准。
选用标准为签订合同时的最新版本。
水轮机控制系统技术条件GB/T9652.1
水轮机控制系统试验GB/T9652.2
水轮发电机组自动化元件装置及其系统基本技术条件GB/T11805
水轮机调速器及油压装置运行规程DL/T792
水轮发电机组安装技术规范GB/T8564
压力容器GB150
大型水轮机调速器与油压装置产品质量分等JB/T56079
其它部（委、局）颁布的与水轮发电机组调速器、油压装置设计和制造的相关标准。
（2）所有螺钉，螺母、螺栓、螺杆和有关管件的螺纹应使用GB标准。
2.3基本参数和额定值
（1）调速器及油压装置的额定参数
1）调速器：
PID型数字式微机型，额定操作油压6.3MPa，最低操作油压5.67MPa，事故停机油压4.4MPa。
2）喷针伺服比例阀通径不小于6mm（采用进口或合资产品），偏流器电液转换器通径不小于16mm（偏流器双向油压操作，采用进口或合资产品）。
（2）水轮机调速系统的基本参数
1）喷针接力器动作时间
全关闭时间15～100s，可调
全开启时间15～100s，可调
2）偏流器接力器动作时间
全关闭时间1～3s，可调
全开启时间1～10s，可调
3）频率给定调整范围：
45～55Hz
4）永态转差系数调整范围：
0～10%级差1%
5）PID增益的可调范围（不低于）：
比例增益Kp0.5～20
积分增益Ki0.05～101/s
微分增益Kd0～5s
6）人工失灵区：
±
1Hz
（3）转速和功率调节范围
1）转速调节范围0～110%nr
2）功率给定调整范围0～115%Pr，调整分辨率1%
3）频率给定调整范围±
10%，调整分辨率0.5%
4）喷针开度给定调整范围0～105%，调整分辨率1%
（4）机组及引水系统参数（暂定）
1）机组转动惯量GD2：
≥80t·
m2
2）喷针接力器个数：
2个
3）喷针接力器反馈行程：
70mm
4）偏流器接力器个数：
5）单个喷针接力器开启侧容积/关闭侧容积：
1.15/1.05L
6）单个偏流器接力器开启侧容积/关闭侧容积：
1.18/0.86L
7）喷针接力器操作油管路规格：
φ22×
3mm不锈无缝钢管
8）偏流器接力器操作油管路规格：
9）喷针位置：
全开、全关行程开关（已由主机厂供应）
10）折向器接力器位置：
11）喷针位移传感器数量：
输出DC4-20mA（已由主机厂供应），供电电源±
24VDC
12）调压设施：
前池
13）机组惯性时间常数Ta：
5.26s
14）水流惯性时间常数Tw：
s
15）Tw/Ta：
（5）其他
1）调速器操作电源：
220VDC和220AC、50Hz，二路电源互为备用，任何一路电源正常时系统均应能正常工作。
2）油压装置操作电源：
380VAC，50Hz
3）工作介质L-TSA-46汽轮机油
2.4调速器型式及说明
（1）型式和总体设计：
调速器应是以PID调节规律为基础的数字式电液调速器即微机调速器，并配不小于10.4″彩色平板触摸式显示屏，具有良好的人机中文界面。
具有频率－输出功率调整、转速调整、开度控制、水位控制、水头控制、电力系统频率自动跟踪、自诊断和容错及稳定等功能，具有按机组出力自动切换喷嘴数的功能，并能根据需要调整喷嘴投切顺序，并对2个喷嘴及相应2个偏流器分别进行独立控制（即所谓2喷2折控制方式），调速器应能现地和远方进行机组的自动、手动开、停机和事故停机。
并应提供与电站计算机监控系统连接的接口，包括硬件和软件。
（2）调速器设有机电合柜。
所有柜子设有调整和维修用的门，底部和上面有电缆和导管进出口，柜子应是完整的带有管路和导线接线板，仪表、指示灯、操作手柄、按钮等布置在柜子的正面，且要便于观察和手动操作。
（3）喷针和偏流器的电液执行机构等机械液压元件集中安装在一个电液伺服柜内构成机械液压柜，机械液压柜和油压装置宜结合在一起布置；
设计应合理，安装、调试、操作、检修和维护方便，并保证运行安全。
（4）调速器电气柜包含微处理器、指示和控制装置、全部输入和输出组件、电气控制回路等；
应提供发电机功率测量模块以直接测量实际有功值。
调速器所有的功能应借助于微处理器来实现，微处理器接受转速信号、水位信号、水头信号、反馈信号、同期装置的频差信号、来自计算机监控系统的单元控制器的操作指令和参数给定指令，同时输出电信号经过放大后作用于受控液压系统，操作水轮机喷针及偏流器。
调速系统配备的微处理器能适应将来主要功能和辅助功能扩展的需要，微处理器的I／O模块与外部的I／O信号均有光电隔离措施，各种型号的模拟输入输出及数字输入、输出通道数应满足招标文件规定的性能要求配置并预留数量，调速系统能方便地实现数字通信和I／O口两种接口方式（电气独立接点与总线通信方式）与电站计算机监控系统进行通信，交换信息，接受电站计算机监控系统的监控。
（5）测速方式：
1路网频测量，1路机频（残压）。
（6）电气系统应有过电压保护，且任何电压瞬变及外部电磁干扰应不引起调速器误动作。
压力油系统中应提供合适类型的油过滤器以便机械液压控制阀满意地工作。
（7）喷针电液转换器应采用进口或合资比例阀；
偏流器电液转换器采用进口或合资产品。
调速器油压装置的自动化元件及装置，全部采用进口或合资或产品。
（8）水轮机调速器应能满足电力系统对水电厂机组一次调频和黑启动的要求，应具有相应的功能，并由卖方负责按要求完成现场相关试验。
（9）合适的设计：
乙方应提供合适的设计以满足技术条款的要求，任何在技术条款中未作特殊规定，而又是作为一个完整而成功的调速系统所必要的，或者为了改进或者提高调速系统的运行质量和可靠性可能希望设置的任何零件和设施，均应由乙方提供。
2.5容量
（1）调速器容量：
调速器应具有足够的容量，当压力油罐内操作油压为事故低油压值（70%额定油压），且作用在水轮机喷针和偏流器上的反向力矩最大时，能按调节保证所确定的最短时间操作偏流器接力器关闭，以及按整定的关闭规律关闭喷针接力器。
（2）液压执行元件：
液压执行元件的通流能力应满足喷针和偏流器整定的时间完成全行程开关的需要。
（3）油压装置容量：
压力油罐的压力油容积应不少于20倍喷针接力器、偏流器接力器总容积之和，并满足最小可用油体积不小于3.5倍喷针接力器、偏流器接力器工作容积的总和。
在调速器额定工作压力时，罐内油容积与空气容积之比约为1:
2。
回油箱的容积应不小于机组调速系统全部油量的1.3倍。
2.6性能要求及保证
（1）稳定性：
空载运行和并网运行时，调速系统应能稳定地控制机组转速，机组在电网中与其它机组并联运行时，调速系统也应能稳定地在零到最大出力范围内控制机组出力，如果水轮机的水力系统和引水流道是稳定的，当满足下述条件时，则调速系统被认为是稳定的：
1）发电机在空载额定转速下，或在额定转速和孤立系统恒定负荷下运行，且转差率定在2%或以上时，油压波动不超过±
0.10%时，调速器能保证机组运行3min内转速波动值不超过额定转速的±
0.15%。
2）电气装置工作和备用电源切换时，或手、自动切换时以及其他控制方式之间相互切换和参数调整时，水轮机喷针接力器的行程变化不超过其全行程的±
1%。
3）机组在电网中从零到任何负荷间运行时，永态转差率整定在2%或以上，调速器应保证喷针接力器波动值不大于±
1%。
4）调速器允许带电插拨故障插件。
5）本电站其他机组进行负荷增减引起水力系统和引水流道内的压力变化时，保证本台机组的转速和出力稳定。
（2）静态特性
1）调速器应有良好的静态特性，在接力器全行程范围内转速对接力器位置的关系应近似直线，其最大非线性度不超过5%。
2）在额定转速和任何喷针开度下，测至喷针接力器的转速死区不得超过额定转速的0.04%，喷针接力器能够反应的最小转速变化对额定转速之比的百分值定义为转速死区的一半。
3）转速不灵敏度：
调速器的转速不灵敏度不超过额定转速的0.02％。
4）在稳态工况下，对任何2喷针之间的位置偏差，在整个行程范围内均不大于全行程的2%。
（3）调速器空载动特性
调速器系统应保证机组在各种工况和运行方式下的稳定性。
空载工况，动态品质应达到：
1）当手动空载转速摆动相对值>
0.2%时，保证自动空载转速摆动相对值≤0.2%；
2）转速最大超调量不得超过扰动量的30%；
超调次数不得超过2次。
（4）机组甩负荷动态品质
1）接力器不动时间：
机组输出功率突变10%额定负荷，从转速变化0.01～0.02%额定转速开始，到喷针接力器开始动作的时间间隔，不得超过0.2s；
2）甩100%负荷后，在转速变化过程中，超过额定转速3%以上波峰不得超过2次；
3）机组甩100%负荷后,从喷针接力器第一次向开启方向移动起，到机组转速波动相对值不超过±
0.5%为止所经历的时间不应大于40s。
（5）电气部份漂移值
调速器电气部份的漂移值折算到转速相对值：
时漂8h不大于0.3%、温漂每1℃不大于0.01%，电压漂移（±
10%Ur）不大于0.05%。
（6）喷针、偏流器控制系统
1）调速器的喷针、偏流器独立动作，采用2套全数字式机械液压系统分别控制2个喷针接力器和2个偏流器接力器。
喷针接力器为双向压力油控制；
偏流器为双向压力油控制，偏流器仅全开全关控制，无偏流器与喷针随动要求。
2）开机时，偏流器未开启前，喷嘴不能开启；
关机后，应保证偏流器处于全关位置。
3）喷针接力器和偏流器接力器开启和关闭时间应能在本章中规定的范围内单独和方便地调整，应能在调速器运行情况下，不拆卸调速器任何部件能调整改变此时间，并应提供可靠牢固的装置，锁定调整部件，不能因运行操作而引起调整时间的改变。
4）喷针接力器开启和关闭全行程的时间能单独和方便的调整，应提供牢固可靠的措施来锁住整定值，使喷针接力器在任何方式下的运行速率，不应快于已确定的整定值。
整定的全行程开关时间，能使机组转速上升值及过水系统水压力上升值在要求范围内。
（7）无事故连续运行时间不少于30000h，在此期间机组不得因调节装置故障而被迫停机，大修间隔不少于5年。
（8）调速器静、动态特性，除已指定外，其余应符合国家有关质量标准的要求。
2.7功能要求
调速系统应具有下述功能，此处未提及而乙方认为是构成一个完善的调速系统所应有的功能也应提供。
（1）控制功能
1）快速频率跟踪功能：
为了缩短同期时间，调速器应有频率跟踪器，并应具有优良调节特性，使机组频率快速跟踪电网频率，频率差接近零；
2）频率稳定功能：
使机组频率自动保持在给定频率，其波动值不超过本章的规定；
3）输出功率调整和限制功能：
不可调的输出功率限制装置要能限制发电机在cosΦ＝0.95时的最大输出功率。
可调的喷针限位装置可限制喷针于任意位置（开度），并使机组保持在给定的位置；
4）调速器应能实现单喷嘴或2喷嘴起动机组。
并能根据负荷变化自动或手动切换为单喷嘴或2喷嘴运行。
（2）寻优功能
正常运行时，根据电站水头及负荷变化自动调整喷针开度和投入或退出运行的喷嘴数以达到机组保持高效率运行。
为使喷嘴数变换工况点运行的稳定，加减喷嘴的负荷应适应负荷的调整，加减喷嘴数负荷之差可在3～10%额定输出功率范围内调整。
投入和退出运行喷嘴的次序可按实际需要设定和改变。
（3）自适应功能
调速器应具有较强的自适应能力以提高调节品质。
应根据喷针开度、有效水头和机组输出功率所反映的运行工况（如空载或并网运行）自行调整调节参数（KI、Kp、KD）和控制结构，以实现在任何工况下均能以相应的最优参数和最佳控制结构参与调控。
（4）开停机
1）正常开停机：
调速器应能配合计算机监控系统现地或远方对机组进行正常开停机。
2）事故停机：
根据机组事故信号，由自动装置发出停机命令或计算机监控系统的指令关闭偏流器，然后将喷针关至空载开度或零开度。
（5）手－自动跟踪
调速器手动操作时，电气上应有开度跟踪环节，以保证需要时机组能快速无扰动地切入自动。
（6）水头反馈机构
调速器应设有水头反馈机构，能根据运行水头自动保持最佳的工作喷嘴数和负荷的关系，自动调整空载开度和限制开度。
（7）在线自诊断功能和容错功能
调速器应具有下述在线自诊断功能和相应的容错功能，并以适当的方式明确指示故障：
1）模/数转换器和输入通道故障；
2）数/模转换器和输出通道故障；
3）反馈通道故障；
4）液压随动系统故障；
5）程序出错和时钟故障；
6）控制设备故障（包括偏流器控制装置故障）和测量信号出错（包括测速系统故障）；
7）事故关机回路故障；
8）操作出错诊断；
9）喷针开度限制装置故障（包括水位控制机构故障）；
10）其他故障。
（8）离线自诊断及调试功能
调速器应具有下述离线自诊断功能：
1）数据采样系统的精度检查；
2）数字滤波器的参数检查和校正；
3）调节参数检查及调整；
4）程序检查；
5）喷针-偏流器联动控制检查和调整；
6）修改和调试程序；
7）CPU和总线诊断；
8）EPROM和RAM诊断。
（9）保护功能
1）故障保护：
当调速系统的故障性质仍允许机组继续运行或当测速信号消失时，调速器应保持机组原运行状态且不影响机组正常和事故停机，同时将故障信号送往电站监控系统，故障消除后自动平稳地恢复工作。
对于大事故，机组应停机，电气柜上的指示灯应指示故障，调速器应有机组失灵信号输出。
2）速度保护：
调速器应对机组从静止到最大飞逸转速的全部转速变化范围进行监控，并根据整定的转速值对越限做出保护性反应，同时经开关量输入/输出接口输出越限信号，过速保护动作设定值调整范围为130～150%；
甩负荷时偏流器电液执行元件拒动调速器失灵保护（作用紧急停机）110～120%；
此外，买方认为需要时，可增加设置其它转速信号输出，在设计联络会上确定。
3）蠕动保护：
调速器应有零转速检测装置，当机组在停机状态下主轴角位移大于1.5°
时，应输出开关信号，用于保护和报警。
4）加速度保护：
调整器应对机组开机过程的转速、加速度进行监测并根据设定的加速度值对越限做出保护性反应，同时经开关量输入/输出接口输出越限信号。
5）事故低油压保护：
当压力油源的压力降至事故低油压整定值时，应使机组紧急停机。
2.8工作性能要求
（1）手动－自动切换和负荷跟踪器
调速器应具有手动和自动控制功能，各状态之间的切换采用专门软件和逻辑回路进行控制，无论是从自动到手动或手动到自动的切换，都不应产生负荷冲击，采用负荷跟踪装置切换运行方式也是无波动的。
（2）功率调节及频率调节
调速器具有功率闭环调节及频率调节功能，正常运行时采用功率闭环调节、并机时采用频率调节。
该功能产生一个基于功率或频率的整定值、实际功率或频率反馈值和整定值之间的偏差信号。
功率调节的上升与下降速率设定值应能通过软件修改。
可操作位于调速器电气柜上专门的控制开关或操作远方接点来启动功率或开度控制器，这种操作方式仅当机组转速保持在可调范围内才起作用。
如果机组的转速超出此转速范围，那么调速器则切换为孤立运行控制的操作方式，并保持此方式直至下一个变化。
调速器设置有独立的自动、手动通道，正常工作采用自动通道，当自动通道有故障时调速器能无扰动地切换至手动操作方式，并能在0～100％喷针开度范围内操作水轮机喷针于任意开度。
调速器调节所使用的发电机功率信号通过乙方提供的专门功率测量装置采集买方提供的发电机机端定子电流和定子电压获取。
功率和频率给定可以在调速器电气柜通过触摸屏实现。
也可以通过通讯方式和开关量接点由电站计算机监控系统实现。
（3）频率－相位跟踪
为便于机组与电网同步，调速器设有频率－相位跟踪器，并具有优良的调节性能，控制喷针开度直至发电机频率和电网频率相接近。
调节周期时间10ms，测频精度0.0015HZ，按设定滑差自动跟踪电网频率以实现快速并网。
（4）低油压事故关偏流器
调速系统应具有足够的容量，当压力油罐内操作油压最低，且作用在喷针的反向力矩最大时，首先快速关闭偏流器，并按调节保证所确定的喷针关闭时间操作喷针接力器全行程关闭。
（5）参数调整和控制规律
采用改进型PID调节规律和自适应、变结构变参数调节规律，参数根据运行工况、水头等自动优化，通过内部集成的智能化调试设备可修改参数。
并且能根据运行状况（如空载或并网运行）自动改变调节参数（Kp、Ki、Kd），以适应不同工况运行。
（6）抗油污能力
调速器电液执行元件应具备抗油污能力，并在设计的滤油精度时，调速器仍能正常工作。
滤油器并联两只，互为备用，能自动切换，切换时不影响液压系统在线正常工作。
且其安装位置合理，便于在运行中取出清扫，清扫时不会造成油路系统污染。
（7）开机自动卸放
机组甩负荷及调速系统发生故障时，主接力器开机侧油压应能自动卸放。
（8）永态转速调节
当喷针全开度下转速调整机构整定为额定转速时，能在机组运行时调整永态转速调节值在0～10%之间。
（9）人工失灵区
调速器应设置可投入和切除的人工失灵区的控制装置，且能在±
0.5HZ的范围内用软件可调整。
2.9元件、控制装置和仪表
（1）微处理器
1）调速器微处理器应与电站计算机监控系统兼容；
2）微处理器采用高可靠性、低功耗、抗干扰性强的32位或以上的工业用微机或类似产品，可用率不小于99.9%；
3）微处理器应有可靠的质量保证，微处理器及其接口平均无故障时间应不小于30000h；
4）应有足够的模拟量输入/输出接口通道数，以满足采样、控制、显示的需要；
5）应有足够的开关量输入/输出接口通道数，以满足状态监视、控制、信号和报警的需要；
6）微处理器电源由厂用交流电源和厂内直流电源供给，互为热备用，装置应在厂用电源电压偏差范围（交流380/220V，系统电压偏差为±
15%，直流220V，系统为－20%～＋15%）内正常工作，电源交直流切换和电压波动不应影响微处理器正常运行，在电源消失后应自动报警并自动保存存贮器内的内容，微处理器的电源回路设有过电压、过电流保护，过电压保护装置应能自动复归。
（2）液压随动系统
1）液压随动系统各部件之间的机械连接应尽可能短，宜采用组合阀块结构，主供油回路与控制油回路应分开设置，以避免互相干扰，油管接头不应有渗油现象，过滤器应保证控制油的质量，滤网应能方便地更换、清扫；
2）在电液调节装置的调节参数、指令信号及输入信号不变的条件下，油压在正常工作范围内变化时，所引起的主接力器位移不得大于全行程的0.5%；
3）电液转换器有很强的抗污能力，并在滤油精度为70μm时，调速器仍能正常工作。
（3）测速装置
机组转速测量采用一路残压测速。
残压测速装置由发电机出口电压
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