BWT1B调速器说明书.docx
《BWT1B调速器说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《BWT1B调速器说明书.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
BWT1B调速器说明书
BWT-1B步进式可编程调速器
说明书
重庆水轮机厂水电控制设备分公司
2010.9
一、系统概述-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------2
二、调速系统的技术标准--------------------------------------------------------------------------------------------------2
三、微机调速器主要技术性能和参数-----------------------------------------------------------------------------------2
1）基本技术参数------------------------------------------------------------------------------------------------------2
2）调节规律------------------------------------------------------------------------------------------------------------3
3）机械液压部分主要参数------------------------------------------------------------------------------------------3
4）电源电压------------------------------------------------------------------------------------------------------------3
5）油压装置主要技术参数------------------------------------------------------------------------------------------3
6）主要配置------------------------------------------------------------------------------------------------------------3
7）技术指标------------------------------------------------------------------------------------------------------------3
四、调速系统的工作性能-------------------------------------------------------------------------------------------------4
1）主要功能------------------------------------------------------------------------------------------------------------5
2）在线故障诊断功能------------------------------------------------------------------------------------------------6
3）离线功能------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
4）孤立电网------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
5）故障保护------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
6）显示及操作功能---------------------------------------------------------------------------------------------------6
7）抗干扰措施---------------------------------------------------------------------------------------------------------7
8）计算机接口功能---------------------------------------------------------------------------------------------------7
五、调速系统的组成-------------------------------------------------------------------------------------------------------7
1）整体布置------------------------------------------------------------------------------------------------------------7
2）调节规律------------------------------------------------------------------------------------------------------------8
3）电气部分------------------------------------------------------------------------------------------------------------8
4）软件------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11
5）步进电机及驱动器------------------------------------------------------------------------------------------------11
6）电气反馈------------------------------------------------------------------------------------------------------------12
7）机械部分------------------------------------------------------------------------------------------------------------12
六、实验-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13
七、技术服务和人员培训--------------------------------------------------------------------------------------------------14
1）现场技术服务------------------------------------------------------------------------------------------------------14
2）服务承诺------------------------------------------------------------------------------------------------------------14
3）人员培训------------------------------------------------------------------------------------------------------------14
一、系统综述
随着经济建设的发展，我国的电力工业正迅速发展。
电力系统的规模日益扩大，发电设备的容量也相应增大，系统的运行方式的变化越来越频繁。
为了更好地保证安全，经济运行并保证电能质量，电力系统运行对自动控制装置提出了更高的要求。
BWT-1B型步进微机调速控制器正是专为水电站水轮发电机组设计的一种新型控制器，具有结构简单、抗干扰能力强、可靠性高、调节品质好、功能全、免维护等特点。
解决了以前调速器存在的抗干扰能力差，电液转换器易卡阻，机械杠杆复杂等缺点，使调速器在水电站可靠而稳定地自动运行，向无人值班电站发展。
BWT-1B型步进微机调速器工作油压为2.5~4.0Mpa,操作功可分为3000N.m、6000N.m、10000N.m、18000N.m、30000N.m、35000N.m、50000N.m、55000N.m、60000N.m、75000N.m；调速器的接力器一般为内置式。
电气控制部分采用了先进的自适应式PID控制方式，先进的数字式测频方式，全闭环的随动系统控制、友好的中文人机对话接口；使水轮发电机组安全稳定地运行在各种运行工况下，实现机组的自动和手动开机、并网发电、紧急停机等功能，并按照系统和电站的要求进行机组的频率和开度的调节。
二、调速系统的技术标准
1.《水轮机电液调节系统及装置技术规程》DL/563-1995；
2.《水轮机调速器与油压装置试验验收规程》GB/T9652.2－1997；
3.《水轮机调速器与油压装置技术条件》GB/T9652.1－1997；
4.《大中型水轮机组自动化元件及系统基本技术条件》GB/T11805-89。
三、微机调速器主要技术性能和参数
1．基本技术参数
1）转速调整范围：
±10%ne
2）永态转差系数bp:
0～10%
3）频率给定：
50±5HZ
4）比例增益Kp：
1～60
5）积分增益Ki：
1～30l/s
6）微分增益KD：
0～0.4s
7）开度给定：
0~100%
8）电气开度：
0~100%
9）人工失灵区：
0～±3Hz
10）步进电机零漂小于0.01mm
11）转速死区：
不大于0.05%
12）导叶接力器全开全关行程时间：
3～25s（可调）
2．调节规律：
PID
3．机械液压部分主要参数
主配压阀直径：
mm
主配压阀最大行程：
mm
工作油压：
Mpa
油质采用L-TSA46汽轮机油。
4．电源电压（交直流两用）：
AC220V±20%50Hz;
DC220V±20%
5．油压装置的主要技术数据
压力罐容积：
m3
压力油罐储油量：
m3
回油箱储油量：
m3
额定工作油压：
Mpa
螺杆泵输油量：
L/S
螺杆泵电机：
功率KW，电压AC380V50Hz
6．主要配置
1）调速器的电气部分和机械液压部分采用组合式结构；
2）机械液压柜的结构便于安装、检修和维护；
3）调速器柜上装设有液晶触摸屏，可显示和修改各种参数。
4）调速器设有紧急停机电磁阀，可根据需要自动或手动投入；
5）测频方式：
机端残压测频。
0.15V~110V，电气调节信号符合IEC标准，电气装置时漂（8h）小于0.1%，温漂（1℃）小于0.01%。
6）具有提供给电站上位计算机监控系统RS485接口，通讯协议采用Modbus，并有传统的常规接点连接方式。
7.技术指标
1）调速器静特性:
a）转速死区≤0.03%
b）静特性曲线非线性度≤2%
2）调速器动特性:
a）保证各种工况和各种运行方式下的稳定性;
b）空载工况动态品质达到:
★当手动空载转速摆动相对值≤±0.2%时，自动空载转速摆动相对值≤±0.15%；
★转速最大超调量不超过扰动量的30%；
★超调次数不超过2次。
c）机组甩负荷后，动态品质达到：
★甩25%负荷时接力器不动时间≤0.15s;
★甩100%负荷后，在转速变化过程中，超过额定转速3%以上波峰不超过2次；
★机组甩100%负荷后从接力器第一次向开启方向移动起到机组稳定转速止的时间不大于30S。
d）调速器静、动态特性，除已达到指定要求外，其余均符合国家有关质量标准的要求。
e）调速系统的可靠性
★手动＋自动工况可利用率100%。
★首次无故障间隔时间（自现场验收合格后起）30000h；
★平均故障间隔时间（MTBF）大于30000h；
四、调速系统的工作性能
调速器的基本功能是使水轮发电机组在空载时保证转速稳定，并网后能保证稳定地带负荷。
4.1调速器有足够的容量，当油压装置为最低工作油压、水轮机导叶水力矩最大时，能在规定的接力器最小全关闭（或开启）行程时间内，将导叶从100%开度关至零（或由零开至100%开度）。
4.2机组甩负荷及调速系统发生故障时，主接力器开机侧油压能自动卸放。
4.3调速器主要功能
1．调节规律
调速器采用比例、积分、微分调节规律，以保证系统频率所规定的运行和性能；具有空载频率调节、负载频率调节、负载开度调节三种不同的控制参数适应调速器的控制要求。
2．开机
具有自动和手动开机（包括机手动、电手动）功能，并可实现现地和远方操作；机组启动前，须预先设定机组的空载开度。
控制器接收到开机指令后，将控制导叶按负指数规律开启至空载开度位置，然后按小斜率线性关系逐点开启导叶并监视机组实际转速，当机组转速达到99%额定转速时，开机控制结束，控制器自动转入空载调节程序。
断路器合闸前，机组自动跟踪系统频率，使机组频率迅速达到同期要求，实现快速电网。
3．停机
调速器具有如下几种自动停机方式：
1）正常停机，现地或远方操作，断路器在零负荷跳闸后；
2）部分停机，负荷消失，断路器跳闸，调速器将机组关至空载；
3）紧急停机，设备事故或操作紧急停机令时，在满足调节保证前提下以最快速度关闭导叶；
4．机组运行方式：
具有机手动、电动（包括电手动和电自动方式）两种方式。
电动（电手动和电自动）切换到机手动，或者机手动切换到电动（电手动和电自动），均是无扰切换。
5．调节控制方式
调速器具有两种调节控制方式：
频率调节、开度调节。
频率调节采用PID（比例-积分-微分）调节规律，改善机组的空载频率调节特性或机组负载小电网运行状态时电网频率调节特性；
开度调节采用PI（比例-积分）调节规律，并具有人工转速死区，用来改善机组负载运行时的接力器的运行特性,有效防止机组负载运行时接力器频繁调节；
6．频率跟踪功能：
机组空载运行时，机组频率可以选择跟踪网频或频率给定，此时不具备频率人工死区。
机组负载运行时，机组跟踪频率给定，此时如果运行在频率调节方式，不具备频率人工死区；如果运行在开度调节或功率调节方式，具备频率人工死区。
4.4在线故障诊断功能
调速器具有在线故障诊断功能,调速器投入前对下列故障进行自诊断,调速器通过液晶触摸屏显示下列故障，并向二次回路发出故障信号指示。
1）机频、网频故障诊断及处理；
2）A/D故障诊断及处理；
3）反馈系统故障诊断及处理；
4）电气位移转换装置故障诊断及处理；
5）机频丢失故障、反馈出限故障、A/D故障，均能由自动运行自动地切至手动运行。
6）程序出错和时钟故障；
4.5离线功能
调速器具有下面给出的离线功能：
☆数据采样系统的精度检查；
☆调节参数检查及调试；
☆调节参数的调整；
4.6孤立电网
实时监视电网波动情况，根据电网频率的变化识别孤立电网,并自动选择最优调节规律及调节参数进行控制。
采用并联补偿自适应PID控制规律，是将转速输入偏差和导叶开度变化的速率用软件进行分析，计算出与该速率成比例的系数，加到PID中进行补偿运算，达到优良的控制效果；PID运算结果与导叶反馈信号进行全数字PI综合放大，使调速器静态、动态特性优良；能够保证机组在空载和孤立电网稳定可靠地运行，大大地改善了机组空载和孤立电网运行的频率稳定性。
4.7故障保护
调速系统发生上述中的任何故障或电源消失，除了停机回路和导水叶开度限制机构保留可操作性外，调速器能保持导水叶在事故之前的开度。
同时将故障信号送至中控室计算机监控系统。
故障消除后自动平衡地恢复工作，对于大事故，机组停机，电气柜上有故障指示信号，调速器有报警接点信号输出。
4.8显示及操作功能
调速器选用液晶触摸屏作为人机对话的窗口，该触摸屏由日本三菱公司生产，具有智能化的中文界面显示，采用菜单、表格、图形选显方式，方便用户进行事故判断和检修。
所有的调节参数、运行参数、设定值都具有防错和纠错功能，并且关键参数的修改需要口令密码进入才能操作。
能够进行以下内容的显示：
a）导叶位置检测与显示。
b）机组频率检测与显示。
c）电网频率检测与显示。
d）人工频率死区显示。
e）频率给定值显示。
f）功率给定值显示。
g）功率实际值显示。
（可选）
h）永态转速调节值显示。
i）电气开度限制值显示。
j）水头显示。
（可选）
k）调速器各种故障显示。
l）顺序事件记录功能。
m）内置式说明书、操作帮助以及故障分析诊断的帮助功能。
4.9抗干扰措施
通过采用屏蔽电缆和软件滤波等方式，提高调速器的抗干扰能力。
使得抗干扰能力强，可靠性高。
4.10调速器与计算机接口及功能
调速器系统配置与计算机监控系统接口的硬件和软件，接口分计算机串口通信和开关量接口两种方式，能够接受电站计算机监控系统的规约要求。
调速器系统在受到现场任何电气操作、雷电、静电及无线电收发讯机等电磁干扰时不会发生误调、失调、误动、拒动等情况。
五、调速系统的组成
5.1整体布置
微机调速器，油压装置、调速器壳体、电气和PLC可编程控制器、接力器、机械液压部分组合成一体，通过调速轴与主机调速环相连，从而控制导叶。
所有柜子有调整和维修的门，仪表和控制装置在柜子的正面，便于观察和手动操作。
5.2调节规律
调速器是具有并联补偿自适应PID调节规律的步进式可编程调速器。
机械部分采用以进口电机组成的步进式电转换为主构成的机械液压随动系统，步进式电机系统具有驱动力大、不卡阻、无耗油的特点，对油质无要求；调节器采用PLC可编程控制器组成，控制则采用了脉宽调制方式（PWM），可以大大提高机械系统的灵敏度，有效地防止步进电机的失步；调节器采用了并联补偿自适应PID控制规律和开机曲线，开机速度快且无超调，可以满足不同水头情况下机组开机的要求,调速器提供了与水电站计算机监控系统连接的软件和硬件。
5.3电气部分
调节器采用日本三菱公司FX2n系列可编程控制器为调节控制中心，CPU字长为16位；有可靠的质量保证，平均无故障时间不小于300000h。
①三菱FX2n系列可编程控制器功能
功能规格
提供最大60KHz（1相）
高速计速器功能
可以输入内置的一般计数器无法计数的高速脉冲
（1相）60KHz/2点，10KHz/4点（2相）30KHz/1点
通过外部中断、脉冲捕
捉功能进行高速处理
不受PLC运算周期影响的、想要立即有处理的信号输入时，可使用中断功能，也可使用简单的程序通过脉冲捕捉功能获取短脉冲。
内置DC24V供给电源
AC电源型中。
内置DC24V400mA的供给电源，所以，可以作为传感器等的外部设备电源来使用。
采用拆卸式端子排
因为采用了维护性非常好的可拆卸式端子排，所以，可以不拆接线更换模板。
时钟功能、计时功能
内置实时时钟（时钟）；另外，具有时间设定、时间比较指令和PLC的运转时间累计等简便的计时指令。
恒定扫描功能
根据程序的执行内容而变化的运算周期被一定化
输入滤波器调整功能
可以用程序改变输入滤波器的值，用于防止波动（X000∽X007）
注释登录功能
可以在程序储存区登录软元件注释（汉字、假名）
RUN时程序变更功能
使用电脑软件不停止PLC的运行就可以改变程序
内置RUN/STOP开关
通过内置的RUN/STOP开关可以非常方便地运行/停止机械
远程维护功能
如果使用Windows用的编程软件，就可以用调制解调器调试和监视顺控程序
采用口令保护程序功能
登录8位口令，可以保护程序
三菱FX2n系列可编程控制器的性能规格
序号
项目
性能
1
运转控制方法
对存储的程序反复扫描运算的方式，有中断指令
2
I/O控制方法
有批处理方式（当执行END指令时）、输入输出刷新指令、脉冲功能
3
编程语言
指令表方式＋步进梯形图方式（可以用SFC表示）
4
程序内存
内置8KEEPROM（不需要电池保持）、有口令保护功能
5
实时时钟
内置1980－2－79年（有闰年修正）,可以切换公历2位/4位
6
指令的种类
基本顺序指令：
27；步进梯形指令：
2；应用指令：
89
7
运算处理时间
基本指令：
0.55－0.7μs；应用指令：
3.7至几百μs
7
I/O配置
最大硬件I/O配置点128，依赖于用户的选择（最大软件可设定地址输入128、输出128）
8
辅助继电器
一般用M0-M383（共384点）；EEPROM保持M384至M1535（共128点）；电容保持M512-M1535（共1024点）；特殊M8000至M8255（共256点）
9
状态继电器
初始状态用（EEPROM保持）S0-S9（共10点）；EEPROM保持S10-S127（共128点）；电容器保持S128—S999（共872点）
10
定时器（T）
范围：
0－3276.7秒200点
T0-T199（100毫秒）
范围：
0－327.67秒46点
T200-T245（10毫秒）
范围：
0－32.767秒4点
T246-T249（1毫秒累计，电容器保持）
范围：
0－3276.7秒6点
T250-T255（100毫秒累计，电容器保持）
11
计数器（C）锁定
范围：
0－32767（16点）
C0-C15（16位增计数器）
范围：
0－32767（16点）
C16-C31（16位增计数器，EEPROM保持）
范围：
0－32767（16点）
C32-C199（16位增计数器，电容器保持）
范围：
－2147483648－2147483647
C200-C219（32位增减计数）
范围：
－2147483648－2147483647
C220-C234（32位增减计数，电容器保持）
C235-255〖1相〗60KHz/2点，10KHz/4点〖2相〗30KHz/1点，5KHz/1点；EEPROM保持
13
数据寄存器（D）
一般1
升级会员 