PSWT比例数字式冗余可编程控制水轮机调速器检验规程.docx
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PSWT比例数字式冗余可编程控制水轮机调速器检验规程
PSWT比例数字式冗余可编程控制水轮机调速器检验规程
1范围
1.1本规程规定了PSWT-100型比例数字式可编程调速器现场检验的方法。
1.2
2引用标准
2.1部颁《继电保护及电网安全自动装置检验条例》《静态继电保护及电网安全自动装置通用技术》
2.2《水轮机电液调节系统及装置调整试验导则》,DL/T496-2001；
2.3《水轮机调速器与油压装置技术条件》,GB/T9652.1-1997；
2.4《水轮机电液调节系统及装置技术规程》,DL/T563-1995；
2.5武汉三联水电控制设备有限公司提供的PSWT比例数字式可编程调速器装置说明书。
3检验要求和检验周期
PSWT-100型比例数字式可编程调速器检验应结合机组大修进行一次全部检验，每年结合机组小修做一次部检。
全检包括下列所有项目，部检为下面标记“△”的项目。
即部检检验4.2、4.3、4.5.2、4.6.2、项即可。
4静态试验
4.1试验条件
4.1.1机械、电气一次工作全部结束。
4.1.2机组压油槽油压、油面恢复正常，压油泵控制回路恢复自动控制。
△4.2上电前检查
上电前应检查柜内所有接线、接插件以及元器件固定螺丝是否有松动，元器件外观有无明显损坏。
调速器回路绝缘试验合格。
4.2.1外观及接线检查
序号
项目
检查结果：
合格打“√”，不合格打“ⅹ”
1
盘柜固定良好，无明显变形及损坏现象，各部件安装端正牢固
（）
2
电缆的连接与图纸相符，施工工艺良好，压接可靠，导线绝缘无裸露现象
（）
3
端子排安装位置正确，质量良好，数量与图纸相符
（）
4
切换开关、按钮等应操作灵活、手感良好
（）
5
所有单元、端子排、导线接头、电缆及其接头、信号指示等应有明确的标示，标示的字迹清晰无误
（）
6
各插件插、拔灵活，各插件和插座之间定位良好，插入深度合适（大修检查）
（）
7
各插件上的元器件外观质量、焊接质量应良好，所有芯片应插紧，型号正确，芯片放置位置正确（大修检查）
（）
8
装置的硬件配置、逆变电源额定工作电压符合现场实际
（）
9
各部件应清洁良好
（）
10
柜体端子箱、元器件等螺丝紧固
（）
11
核查装置接地线符合反措要求
（）
4.2.2绝缘试验
绝缘试验应包括所有接线和器件，试验时应采取措施，防止电子元器件及表计损坏。
4.2.2.1分别用250V电压等级的兆欧表（回路电压小于48V时）和500V电压等级的兆欧表（回路电压为48V～500V时）测定各电气回路间及其与机壳、大地间的绝缘电阻，在温度为15℃～35℃、相对湿度为45%～90%的环境中，其值不小于5MΩ（单独盘柜）。
序号
项目
绝缘电阻（MΩ）
备注
1
机频回路对地
2
网频回路对地
3
机频回路与网频回路之间
4
直流电源回路对地
5
交流电源回路对地
6
直流电源回路与交流电源回路之间
7
所有回路对地
结论
要求
4.2.2.2电液转换装置的各线圈内阻用欧姆表测量；各线圈间及各线圈对壳体间的绝缘电阻用兆欧表测量。
工作线圈的额定工作电压小于48V时，采用额定电压为250V的兆欧表；工作线圈的额定工作电压为48V～500V时，采用额定电压为500V的兆欧表。
序号
项目
线圈电阻（Ω）
绝缘电阻（MΩ）
备注
1
比例阀线圈
/
2
数字球阀开线圈
/
3
数字球阀关线圈
/
4
切换阀A线圈
/
5
切换阀B线圈
/
6
粗调阀电磁阀线圈
/
7
紧急停机电磁阀线圈
/
8
紧急停机复归电磁阀线圈
/
9
切换阀A、切换阀B线圈之间
/
10
紧急停机电磁阀、紧急停机复归电磁阀线圈之间
/
11
比例阀线圈对地
/
12
数字球阀开线圈对地
/
13
数字球阀关线圈对地
/
14
切换阀A线圈对地
/
15
切换阀B线圈对地
/
16
粗调阀电磁阀线圈对地
/
17
紧急停机电磁阀线圈对地
/
18
紧急停机复归电磁阀线圈对地
/
结论
要求
4.2.3调速器各继电器检验
名称
线圈电阻（Ω）
动作电压（V）
返回电压（V）
检查结果：
J1自动运行正常
J2故障报警
J3交流电源消失
J4直流电源消失
J5停机联锁
J6紧急停机
J7切比例阀
J8粗调阀动作
△4.3上电检查
项目
内容
结论
投上电调的交、直流电源。
检查调速器柜内各元器件工作正常，PLC工作正常，电调盘面各指示灯工作正常，液晶触摸屏起动后工作正常。
4.3.1电源检验
4.3.1.1电源在偏离±10%范围工作是否正常
分别在交流电源端子L、N输入AC198V和AC242V电压，在直流电源端子+、-输入DC198V和DC242V电压，观察调速器（包括模块）能否正常工作。
输入电压
AC198V
AC242V
DC198V
DC242V
测得电压
工作是否正常
4.3.1.2交直流电源切换检验，观察调速器工作是否正常。
正常：
（）；不正常：
（ ）。
4.4调速器主要技术参数
序号
名称
单位
参考值
实际数值
1
型号
PSWT-100
2
交流电源电压
V
220V
3
直流电源电压
V
220V
4
额定操作油压
MPa
5
主配压阀最大行程
mm
18mm
6
调节规律
自动补偿PID
7
测频方式
残压
8
转速死区ix
%
≤0.04%
9
静态特性曲线的非线性度ε
%
<5%
10
接力器不动时间Ta
秒
≤0.2
11
暂态转差系数bt
%
3～150%
12
永态转差系数bp
%
1～10%
13
积分时间常数Td
秒
2～20
14
加速度时间常数Tn
秒
0～5
15
频率给定范围FG
赫兹
45～52
16
频率死区范围Ef
赫兹
0～3.0
17
功率给定范围PG
%
0～120%
18
功率死区范围Pi
%
0～5%
4.5开入量、开出量及模拟量检验
4.5.1开入量检验
项目
端子号
内容
结论
模拟开机继电器动作
柜体控制面板指示灯亮，PLC开入模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
模拟停机继电器动作
柜体控制面板指示灯亮，PLC开入模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
模拟断路器闭合闸继电器动作
柜体控制面板指示灯亮，PLC开入模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
模拟远方有功增加开关动作
PLC模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
模拟远方有功减少开关动作
PLC模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
模拟锁锭投入
柜体控制面板指示灯亮，PLC开入模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
模拟锁锭拔出
柜体控制面板指示灯亮，PLC开入模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
△4.5.2模拟量检验
端子实测值
显示屏显示值
表计显示值
检查结果
导叶反馈器
全开
全关
端子实测值
显示屏显示值
主配反馈器
全开
全关
功率反馈
4mA
8mA
12mA
20mA
导叶反馈器的调整方法：
如果导叶反馈显示屏显示导叶开度不正确，则先将导叶手动关到零位，调整导叶反馈器的“ZERO”电位器，直到显示屏显示导叶开度为“0%”，此时调整导叶反馈表计前面的零位调整旋纽“Ym”，使指针指示为“0%”；
再将导叶手动开到全开位置，调整导叶反馈器的“SPAN”电位器，直到显示屏显示导叶开度为“100%”，此时调整导叶反馈表计后面电路板的调整旋纽“Ym”，使指针指示为“100%”；
注：
在失电的情况下，导叶反馈表计显示的导叶开度值为负，这是正常的。
4.5.3开出量检验
项目
内容
结论
导叶数字阀开
主配压阀动作，触摸屏显示正确
导叶数字阀关
主配压阀动作，触摸屏显示正确
导叶控制切比例阀
J7动作，触摸屏显示正确
故障报警
触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
自动运行正常
J1动作，触摸屏显示正确
跟踪网频
触摸屏显示正确
停机联锁
触摸屏显示正确
4.5.4机频和网频输入信号检查
使用试验仪器分别从调速器的机频输入端和网频输入端输入各频率的电压，将输入频率与调速器面板上LED显示的机频和网频进行比较，观察是否正常。
1Hz
7Hz
13Hz
19Hz
25Hz
31Hz
37Hz
43Hz
49Hz
55Hz
61Hz
67Hz
73Hz
输入
机频
面板
显示
触摸屏显示
输入
网频
面板
显示
触摸屏显示
结论
要求
4.6静特性试验
4.6.1比例阀和数字阀分别做静特性试验
机组进水闸门关闭，调速器置于机械手动工况。
手动开启、关闭接力器，检查、核对导叶反馈和接力器实际行程一致，待调速器机械、电气零位调整完毕，且运行参数等设定结束后做此试验。
将触摸屏的主显示画面中的“跟踪/不跟踪”按钮置于不跟踪状态，将机频和网频输入信号端子与工频信号（调速器本身的AC输出5V或20V左右）相联，同时置调速器为空载状态，置永态转差系数bp=6%，PID参数为最小值（即bt=3%，Td=2s，Tn=0），频率给定为50Hz，将时间间隔设为30s。
电气开限打至全开，减少开度给定值直至接力器导叶全关。
按触摸屏中静特性试验画面中的“开始/试验”按钮，做调速器的静特性试验，直至“试验”按钮停止闪烁，按“停止”按钮停止试验。
比例阀和数字阀分别做静特性试验，试验结果填入下表中：
比例阀工作情况下：
输入频率Y（Hz）
51.5
51.2
50.9
50.6
50.3
50.0
49.7
49.4
49.1
48.8
开机方向接力
器位移X（mm）
关机方向接力
器位移X（mm）
结论
数字阀工作情况下：
输入频率Y（Hz）
51.5
51.2
50.9
50.6
50.3
50.0
49.7
49.4
49.1
48.8
开机方向接力
器位移X（mm）
关机方向接力
器位移X（mm）
结论
检查试验结果转速死区和非线性度是否满足国家标准规定。
（国家标准GB/T9652.1-1997《水轮机调速器与油压装置技术条件》4.3.2规定：
对于大型调速器转速死区ix≤0.04%，中小型调速转速死区ix≤0.1%，最大非线性度ε≤5%。
）
注：
试验中所录制的每条试验曲线要求在接力器行程的5%-95%之间，测点不少于8点，如测点有1/4不在线上，则本次试验无效，两条曲线间的最大间距就是转速死区。
△4.6.2电源切换试验
将调速器本身的AC输出5V或20V左右的工频信号作为模拟机频和网频送入调速器的机频、网频输入端，将接力器开至任意开度，模拟机组断路器合处于并网负载运行状态。
4.6.2.1开关电源电压输入（AC220V±20%，DC220V±20%）变化范围试验，试验结果为，当输入电压变化时，开关电源的输出。
4.6.2.2开关电源电压输入、输出电压测试
项目
开关电源
输入电压（V）
工作指示灯
输出电压（V）
合交流电源开关
A
合直流电源开关
B
合交、直流电源开关
A
B
结论
4.6.2.3模块电源测试
序号
试验名称
模块名称
电压值（V）
1
合上任一电源开关，调整开关电源A电位器使输出电压为24.0V、±12.0V、5.0V
电源端子电压为
单PLC各模块（CPU、DI、DO、AD、DA）上的供电电压为
比例阀放大板电源
测频板供电电压为
导叶反馈端子电压
2
合上任一电源开关，调整开关电源B电位器使输出电压为24.0V、±12.0V、5.0V
电源端子电压为
单PLC各模块（CPU、DI、DO、AD、DA）上的供电电压为
比例阀放大板电源
测频板供电电压为
导叶反馈端子电压
4.6.2.4电源对接力器位移变化量测试
试验名称
模块名称
电压值（V）
报警信号
电源AC220V消失，DV220V供电
接力器位移变化量
电源DC220V消失，AC220V供电
电源AC220V、DC220V同时消失
结论
（注：
国家标准：
GB/T9652.1-1997《水轮机调速器与油压装置技术条件》4.6.10.1电气装置的工作电源和备用电源相互切换时或多微机电调的工作机和备用机相互切换时接力器行程变化相对值不得大于1%。
）
4.6.3空载机手动、电手动、自动切换试验（比例阀和数字阀分别做）
试验名称
切换前开度
切换后开度
试验结果（有、无扰动）
手动→自动
自动→手动
电手动→自动
自动→电手动
结论
注意
1、在空载状态下，自动切换到电手动，导叶关回到最小空载开度。
2、无论是机械冗余还是PLC冗余，该试验项目均需做两套。
4.6.4在负载情况下手动、电手动、自动切换试验（比例阀和数字阀分别做）
试验名称
切换前开度
切换后开度
试验结果（有、无扰动）
手动→自动
自动→手动
电手动→自动
自动→电手动
电手动→手动
手动→电手动
结论
注：
无论是机械冗余还是PLC冗余，该试验项目均需做两套。
4.6.5远方、现地切换试验（比例阀和数字阀分别做）
试验名称
切换前开度
切换后开度
试验结果（有、无扰动）
远方→现地
现地→远方
4.6.6负载状况下频率调节、开度调节、功率调节的无扰切换试验（比例阀和数字阀分别做）
试验项目
试验结果
频率调节→开度调节
开度调节→频率调节
开度调节→功率调节
功率调节→开度调节
频率调节→功率调节
功率调节→频率调节
结论
注：
无论是机械冗余还是PLC冗余，该试验项目均需做两套。
4.6.7测频故障模拟试验
将调速器本身的AC输出5V或20V左右的工频信号作为模拟机频和网频送入调速器的机频、网频输入端，将接力器开至任意开度，模拟机组断路器合处于并网负载运行状态。
4.6.7.1开机故障处理（单路测频）
故障类型
处理方法
试验方法
试验结果
残压测频故障
接力器关到最小空载开度，并报警
断开PT输入
网频故障
转频给，接力器变化量≤1.5%并报警
断开网频信号
故障信息
结论
4.6.7.2空载故障处理（单路测频）
故障类型
处理方法
试验方法
试验结果
残压测频故障
跟踪频率给定
断开PT输入
网频故障
接力器变化量≤1.5%并报警
断开网频信号
故障信息
结论
4.6.7.3负载故障处理（单路测频）
故障类型
处理方法
试验方法
试验结果
残压测频故障
接力器变化量≤1.5%
断开PT输入
网频故障
接力器变化量≤1.5%并报警
断开网频信号
故障信息
结论
4.6.8反馈故障模拟试验
故障类型
处理方法
试验方法
试验结果
导叶反馈故障
接力器变化量≤1%并报警
断开输入信号
主配反馈故障
比例阀运行时，切换到数字阀运行，并报警
数字阀运行时，切换到比例阀运行，并报警
断开输入信号
4.6.8开机、停机等模拟试验（比例阀和数字阀分别做）
用频率信号发生器或仿真仪模拟机组频率。
试验项目
试验结果
模拟自动开机
模拟机组并网
模拟增减负荷
模拟机组甩负荷
模拟自动停机
锁锭投入及指示
锁锭拔出及指示
注：
无论是机械冗余还是PLC冗余，该试验项目均需做两套。
4.6.9紧急停机电磁阀的试验
项目
信息内容
结论
按紧停按钮
柜体控制面板指示灯亮，PLC开入模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
短接复归指令端子
柜体控制面板指示灯亮，PLC开入模块指示灯亮，触摸屏显示正确，触摸屏“事件报告”显示正确
将调速器本身的AC输出5V或20V左右的工频信号作为模拟机频和网频送入调速器的机频、网频输入端，将接力器开至全开位置，模拟机组断路器合处于并网负载运行状态。
操作紧急停机按钮。
1、紧急停机电磁阀动作；2、接力器迅速关闭到全关位置；3、紧停信号发出正确，接点输出正常；4、接力器从全开至全关的时间。
4.6.10模拟甩负荷试验（比例阀和数字阀分别做此试验）
将调速器本身的AC输出5V或20V左右的工频信号作为模拟机频和网频送入调器的机频网频输入端，将接力器开至全开，模拟机组断路器合处于并网负载运行状态。
断开发电机出口开关信号，并记录接力器从全开到全关的时间。
项目
信息内容
结论
将调速器本身的AC输出5V或20V左右的工频信号作为模拟机频和网频送入调速器的机频、网频输入端，将接力器开至全开位置，模拟机组断路器合处于并网负载运行状态。
断开发电机出口开关信号。
接力器从全开到全关的时间
比例阀
数字阀
4.6.11模拟停机联锁试验
项目
信息内容
结论
停机状态，切手动，将开度开到5%，切回自动
4.6.12通信试验、触摸屏检验
试验项目
试验结果
通信接口RS232、RS485的检验
PLC与触摸屏通信试验
上位机PLC与调速器PLC之间通信试验
触摸屏屏保时间设定
触摸屏画面数据通信检验
4.6.13比例阀、数字阀冗余及其无扰切换试验
故障类型
处理方法
试验方法
试验结果
比例阀故障
切换到数字阀
断开主配反馈输入信号
数字阀故障
切换到比例阀
断开主配反馈输入信号
比例阀运行
切换到数字阀
触摸屏设定
数字阀运行
切换到比例阀
触摸屏设定
5动态试验
5.1机组转速信号检查
机组空转，核对调速器PT测速和机组实际转速。
5.2空载频率扰动试验（比例阀和数字阀分别做）
调速器在自动方式的空载工况下，处于不跟踪状态，机组空转bp=1%，选择一组空载调节参数。
触摸屏空载频率扰动试验画面中的“开始/试验”按钮，使调速器开始做空载频率扰动试验，改变频率给定，使机组在48Hz-52Hz范围进行上扰和下扰空载频率扰动试验。
直至“试验”按钮停止闪烁，按“停止”按钮停止试验。
记录最高频率、最低频率、调节时间及超调量，填入下列表格中。
改变PID调节参数并重复几次上述过程。
试验次数
调节参数
调节品质
bt（%）
Td（s）
Tn（s）
扰动
δ（%）
Tp（s）
波动次数
1（比例阀）
2（比例阀）
3（比例阀）
4（比例阀）
5（数字阀）
6（数字阀）
7（数字阀）
8（数字阀）
比例阀和数字阀分别做空载扰动试验，从上表中，选取二者超调量较小，波动次数少，稳定快的一组调节参数，作为空载运行使用。
5.3空载频率摆动试验
在自动方式下，用比例阀或数字阀分别作为主用投入，选取空载频率扰动试验获得的最优参数作为调速器的空载调节参数。
触摸屏空载频率摆动试验画面中的“开始/试验”按钮，使调速器开始做空载频率摆动试验，直至“试验”按钮停止闪烁，按“停止”按钮停止试验。
记录最高频率和最低频率。
在电手动方式下，数字阀和比例阀分别重复上述试验，并按下式计算出各组试验结果△f=±│Fmax-Fmin│/2fr×100%。
将数据填入下表中。
频率
工况
fmax
（Hz）
fmin
（Hz）
Δf
（Hz）
最小值
自动
1（比例阀）
2（数字阀）
3（比例阀）
4（数字阀）
电手动
5（比例阀）
6（数字阀）
7（比例阀）
8（数字阀）
（注：
国家标准GB/T9652.1-1997《水轮机调速器与油压装置技术条件》3.2.3中规定水轮发电机组应能在手动各种工况下稳定运行。
在手动空载工况下（发电机励磁调节器在自动方式下运行）运行时水轮发电机组转速摆动相对值对应于大型调速器不超过±0.2%；对应中小型调速器均不超过±0.3%；GB/T9652.1-1997《水
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