BWST8040JN微机调速器技术说明书.docx
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BWST8040JN微机调速器技术说明书
微机调速器技术说明书
1总则
1.1机组在正常运行或备用时，调速器应以自动方式投入运行。
1.2对于电调所使用的参数，任何人不得随意更改。
若需更改调节参数，必须有生技部批准的方案，并按方案执行方可更改。
1.3机组紧急停机电磁阀的电磁线圈为短时通电工制，故输入的控制信号不允许较长时间保持。
1.4在微机电调上电投入运行，且轮叶部分正常时，若此时导叶在机手动状态运行，而轮叶在自动状态运行时，可以和导叶自动协联。
手动开机过程中，如调速器改自动运行，应在45HZ以上时进行，调速器才能进行PID调节。
1.5停机令为优先级最高指令，在任何工况下，只要调速机接到停机令，就会迅速关闭导叶。
1.6调速器改自动运行前，必须检查微机电调工作正常后进行，以免切换后造成机组的不安全运行。
1.7双微机电调的触模屏，操作时禁止用坚硬、尖锐、带腐蚀性等物品进行操作，以免损坏。
2型号及定义
调速器采用武汉聚能电气有限公司生产的BWST-80-4.0-JN型调速器。
B：
步进式无油电-位移转换装置。
◆WST：
微机双调节（采用可编程控制器作为硬件平台）调速器。
双调节具有导叶调整和桨叶调整两部分，二者之间由电气协联，机械部分不设协联装置，二者原理和结构基本相同；其中导叶调整部分设置紧急停机装置及分段关闭装置。
3调速器系统组成
调速器系统主要由下列四大部分组成：
调速器电气柜、机械液压操作及执行机构、压油装置及其控制柜、测速装置及过速保护装置。
3.1调速器电气柜
调速器电气柜主要由调速器220V交、直流电源模块及开关，PLC调节器，通讯模块，MT510T型触摸屏，机组转速表，导叶开度表，桨叶开度表，紧急停机指示灯，接力器锁定投入指示灯，接力器锁定拔出指示灯，机手动按钮，自动按钮，电手动按钮，开度增按钮，开度减按钮，各继电器等组成。
3.2机械液压操作、执行机构
调速器的液压操作机构主要由导叶、桨叶步进式电－位移转换器，导叶、桨叶引导阀，导叶、桨叶辅助接力器，导叶、桨叶主配压阀，导叶分段关闭装置、卸压阀组、紧急停机电磁阀、主令控制器，调速器双联滤油器，导叶、桨叶反馈装置及管路等组成。
调速器的执行机构主要由导叶接力器、导叶控制环、弯曲连杆、导叶拐臂、导叶、重锤、受油器、动缸式桨叶接力器、桨叶连接操作机构等组成。
3.3调速器压油装置、控制柜
调速器压油装置主要由调速器集油槽、集油槽油位信号器、油混水信号装置、压油罐、压油罐油位信号器、压油罐油位变送器、压油罐自动补气装置、压油罐安全阀、压力变送控制器、压力变送器、压力表、两台压油泵、组合阀及管路阀门等组成。
★调速器压油装置控制柜主要由Ⅰ段电源指示灯、Ⅱ段电源指示灯、24ⅴ电源指示灯、1＃油泵故障指示灯、1＃油泵运行指示灯、压油罐压力异常指示灯、压力罐油位异常指示灯、集油槽油位异常指示灯、2＃油泵故障指示灯、2＃油泵运行指示灯、三菱FX2N－48MT型PLC控制器、MD200L型控制操作面板、1＃油泵转换开关、紧急停机按钮、2＃油泵转换开关、断路器、软启动器及各继电器等组成。
4.调速器系统设备型号及参数
4.1调速器技术规范
序号
设备名称
项目
参数（规格）
1
电柜电源
调节器
DC24ⅴ
工作电源
AC220ⅴ（由机旁动力盘来）?
?
?
直流电源
DC220ⅴ（由中控室直流屏来）?
?
驱动放大板电源
输出继电器板电源
DC24ⅴ
过速保护装置
2
电柜调节器
型号
调节规律
并联PID调节
制造厂
测频范围
0～100HZ
频率给定范围
45～55HZ（调整分辨率0.01Hz）
频率死区范围
0～1.0HZ（调整分辨率0.01Hz）
功率给定范围
P＝0～120%
功率死区范围
i＝0～5%
转速死区
＜0.03%
比例系数
Kp=0.01～35
积分系数
Ki=0.01～20l/S
微分系数
Kd=0～5.0S
永态转差系数
Bp＝0～10%（调整分辨率1%）
暂态转差系数
Bt＝1～200%（调整分辨率1%）
积分时间常数
Td＝1～25S（调整分辨率1S）
加速度时间常数
Tn＝0～5S（调整分辨率0.1S）
电气开度限制范围
0～100%
调节器调节输出信号范围
DC4～20mA/0～100%
上游水位输入信号范围
DC0～10V/120～160（米）
下游水位输入信号范围
DC0～10V/105～160（米）
功率输入信号范围
DC0～10V/1～60Mw
机组频率信号输入
0～10V/45～55Hz
导叶、桨叶位置信号输出范围
0～10V/0～100%（开度）
导叶开限信号输出范围
0～10V/0～100%（开度）
3
齿盘测速装置
测速探头信号电压
AC0～10V
测速探头数量
7
齿盘齿数
266
零测速探头数量
2
测速范围（零转数）
0～3Ne
探头与齿盘间隙
0.2～0.5mm
4
步进电机
型式
无油电-位移转换
出线数
6
转角
±180º
行程
±10㎜
5
导叶引导阀
最大工作行程
1.2mm
单边遮程
0.15mm
引导阀直径
19mm
衬套直径
22mm
桨叶引导阀
最大工作行程
1.2mm
单边遮程
0.15mm
引导阀直径
19mm
衬套直径
22mm
6
导叶辅助接力器
工作行程
50mm
活塞直径
7
桨叶辅助接力器
工作行程
50mm
活塞直径
8
导叶主配压阀
工作行程
±8mm
单边遮程
0.35mm
阀盘直径
Φ100㎜
9
桨叶主配压阀
工作行程
±8mm
单边遮程
0.35mm
阀盘直径
Φ80㎜
10
分段关闭阀
工作行程
25mm
活塞直径
Φ100㎜
11
卸压阀
12
导叶、桨叶反馈装置
工作电压
DC±15V
反馈信号
DC4～20mA/0～100%
13
主令开关
型号
LK4D－168/4
速比
1∶1
额定电压
AC380V
额定电流
10A
74m1
20%全行程
74m2
35%全行程
74—3
-3%全行程
74—4
-1%全行程
74L1
2%全行程
74L2
2%全行程
74L3
2%全行程
74—8
0.75%全行程
14
过速保护装置
工作电压
DC123V
型号
Protech203
跳闸速度设定值范围
25～25000rpm
ＭＰＵ故障速度设定值
100～25000rpm
ＭＰＵ故障超时设定值
1秒～533分20秒
ＭＰＵ故障跳闸
yes或no
ＭＰＵ齿轮齿数
20～120
5.操作终端常用画面、参数修改及故障查询
5.1触摸屏画面操作流程
本调速器操作终端画面结构及操作流程如下：
5.2触摸屏画面介绍
5．2．
（1）、LOGO页
图1LOGO页
触摸屏上电运行。
触摸屏启动时将显示上图LOGO画面。
等待5秒自动进入主页。
5．2．
（2）、主页面
图2主页
功能说明：
触摸屏开机完成后自动进入此页面。
本页面为运行监视和操作画面。
1、监视仪表及数据显示
用表头形式分别显示机频、网频，导叶开度、开限，桨叶开度、桨叶输出等实时数据，并在下部显示数值。
说明：
标记1点击后表盘刻度单位将在频率和百分比转速之间切换。
点击开限数值框可直接输入开限值。
点击第三表盘内按钮可对桨叶状态进行切换，按钮上文字为桨叶现在所处状态。
2、外部指令输入及调速器运行状态
在标记2位置指示灯显示的为上位机给调速器的指令输入。
当外部指令到达调速器后各指示灯点亮。
在标记3指示灯下方的文字框里显示调速器当前运行状态。
全部运行状态有：
停机、机手动、电手动、甩负荷、停机备用、开机、空载、并网、调相、发电转调相、无压备用、零启动、调相转发电、负载。
3、故障报警指示
当调速器出现异常故障时，红色异常指示灯闪烁，见标记3。
点击此指示灯可查看故障报警信息和历史报警记录（见图3）。
当故障处理或者消失后故障指示灯不可见。
但点击此区域仍可进入故障显示页面。
4、当前水头和有功设定
当在设置—基本参数设置页中选定“无水头变送器”时，可点击水头显示值设定当前水头。
同理设置机组有功。
5、导叶操作按钮
在电手动或负载情况下，点击按钮手动增加或者减小导叶开度。
其操作等同于调速器电气柜面板上的开度增加/开度减少旋钮。
点击开限增加或减少按钮可手动增加或者减小开限。
6、设置和试验进入按钮
点击设置和试验按钮，将显示密码输入画面。
正确输入密码后点确定进入设置分类画面或试验分类画面。
5．2．（3）、异常报警
当前发生故障
报警历史记录
图3故障报警页
当前异常：
现在机组所存在的故障信息。
历史记录：
当前机组所存在的异常信息以及以前所发生的异常信息。
如果历史记录中信息显示太多的话，我们也可以通过用“上翻”和“下翻”键来察看。
点击“返回”按钮，则页面退出至主页。
5．2．（4）、设置页
点击主页的设置按钮，则显示下图4所示密码输入页面。
请输入密码，再按“确定”键确认，如果密码正确则会进入“设置”画面（图5），如果不正确则退回到如图2所示的主页面。
当在主页中输入了正确的密码后，画面则转到如图5所示的设置页中。
该页，可进入基本设定页（图6）、PID参数设定页（图7）、导叶桨叶整定页（图8）、功率水头设定页（图9）和密码修改页（图11）。
点击“主页”按钮则退出至主页。
在本页中退出至主页面后，要想再进入此页必须重新输入密码。
5．2．（5）、基本参数设定页
图6基本参数设定页
本页左半部分为状态选定。
如选定本调速器是单调（定桨）或双调（转桨），是否选择功率调节状态，机组频率是跟踪网频还是频给，是否有水头和功率变送器等。
说明：
只有选定此处为无水头变送器才可对主页的当前水头设置。
右半部分设定初始值如下表：
设定项目
初始数值
设定项目
初始数值
频率死区
0.25Hz
最小空载开度
20％
功率死区
0
空载开度
20％
频给
25000
负载开限
100％
负载Bp
4%
5．2．（6）、PID参数设定页
图7PID参数设定页
点击各设置框输入各参数值并点击确定，则修改成功。
各PID参数初始设定值如下表：
设定项目
数值
项目
数值
空载Tn
0.2s
开度调节Tn
0.2s
空载Td
10s
开度调节Td
10s
空载Bt
30％
开度调节Bt
30％
频率调节Tn
0.2s
功率调节Tn
0.2s
频率调节Td
10s
功率调节Td
10s
频率调节Bt
30％
功率调节Bt
30％
5．2．（7）、导叶桨叶设定页
图8导叶桨叶设定页
当导叶桨叶反馈有较小漂移后进入本页对其零点满度修正。
零点满度修正方法：
设定导叶（桨叶）零点：
先将导叶（桨叶）切换至机手动状态，手动使导叶（桨叶）全关。
进入本页面后点击导叶零点输入框，输入显示的导叶（桨叶）采样值即可。
设定导叶（桨叶）满度：
先将导叶（桨叶）切换至机手动状态，手动使导叶（桨叶）全开，同理输入显示的导叶（桨叶）采样值为相应满度。
零点满度的推荐范围和初始值如下：
反馈单元
零点
满度
推荐范围
初始值
推荐范围
初始值
导叶
80～200mV
119
9.9V～10.0V
7950
桨叶
80～200mV
119
9.9V～10.0V
7950
注意：
当全开或全关的采样值超出以上范围则认为反馈漂移过大。
需机械调整其零点满度。
零点满度以下设置项用蓝色背景区分。
指示用户不宜任意修改。
机械调整零点满度方法：
a）调整零点。
导叶桨叶切至机手动后，用手轮将其关至全关并压紧。
并拆开接力器反馈后盖，拧松精密电位器主轴紧固螺钉，旋转电位器调零螺钉，使反馈电压为80mV～200mV之间即可。
也可进入导叶/桨叶整定页面观察各采样值为100左右。
b）调整满度。
手动将接力器开至全开并压紧，调整电气柜内固定在端子排上的反馈调整板上电位器。
测定反馈电压至9.9V～10.0V即可。
同理也可进入导叶桨叶整定页面观察各采样值为8000左右。
5．2．（8）、水头功率设定页
图9水头功率设定页
左半部分为水头变送器和功率变送器的整定。
右部为各条协联曲线的水头高度值。
下部的协联输入可进入协联数据输入页（如图10）。
图10协联数据输入页
点击上/下按钮选择需修改的协联曲线序号。
修改方法：
先点读PLC将从PLC中读取该条曲线的100个数据。
各数据修改完毕后再点写PLC即对本条协联曲线修改成功。
注意：
请严格按照读PLC—修改数据—写PLC顺序修改。
5．2．（9）、密码修改
图11密码修改页
当需要对设置和试验页的进入密码修改时请进本页。
请依次输入原密码、新密码并再次输入新密码，再点击修改按钮。
如果输入的原密码不正确或者两次输入的新密码不相同，则显示密码修改失败提示信息。
请检查后再次输入修改。
修改成功后有修改成功提示信息。
注意：
新密码必须在触摸屏重新启动后才生效。
所以建议在机组停机后再修改密码。
5．2．（10）、试验页
点击主页的试验按钮再输入正确密码后进入本页。
图12试验页
在本页中，我们列举了所要做的实验的内容，您只要点击按钮则可进入相应的画面。
5．2．（11）、动态过程页
点击动态过程可记录开机和停机过程曲线。
图13动态过程页
5．2．（12）、静特性试验页
当点击“测试”页（如图12所示）中的静特性试验按钮后，则进入静特性
参数设定确认页（图14）进入本页面后，请记录原数据。
记录完毕后再手工输入各参数数据，参数设定的默认值如下表所示：
设定项目
数值
设定项目
数值
空载Bt
5%
BP
6%
空载Td
1s
开度给定
50％
空载Tn
0s
频给
50Hz
如果参数设置无误请点击确定按钮进入静特性试验页（图15）。
注意：
静特性试验是水轮机的无水试验。
试验前，必须关闭进水阀或进水闸门。
图14静特性参数设置页
进入静特性试验页面后，将自动对原表格数据清零。
此过程大约需要10秒
左右。
待画面右下方的增加按钮出现后即可开始静特性试验。
静特性试验方法：
数据清零完毕后，点击增加按钮，则频给自动以0.01Hz/秒速度增加，加至50.15Hz自动停止。
等待所示的导叶开度值稳定并基本等于导叶输出值后，再点击增加按钮。
则将此时导叶开度记为50.15Hz导叶开方向数据并自动填表，频给继续增加。
频给增至51.35Hz后，频给将自动增加0.03后再减少0.03至51.35Hz。
此时增加按钮消失，减少按钮可看见，再点击减少按钮频给将自动减少。
试验完毕后，可将抄录本表格数据。
点击返回再次显示静特性参数设置画面，手工恢复原记录的参数值。
5．2．（13）、空载频率摆动试验页
图16空载频率摆动试验页
点击试验页（图12）的空载摆动按钮即进入本画面（图16）。
等待机组开机完毕频率基本稳定后进入本试验测试机频的稳定性。
进入后将自动记录机频的摆动曲线，并显示机频的最大值和最小值。
记录满3分钟后显示频率变化率数值。
如需再次记录可点击本试验的标题文字，试验重新开始。
5．2．（14）、空载频率扰动试验页
图17空载频率扰动试验页
进入本试验页的空载扰动按钮即进入本画面（图17）。
需待机频在10秒内摆动步超过0.1Hz。
否则向左按钮（下扰按钮）不显示。
待频率稳定后点击向左按钮，机频将由50Hz扰动至48Hz。
机频稳定后，就再
点击向左按钮进行上扰试验。
上扰试验完成后同理再进行下扰试验。
点击返回按钮频给自动回复至50Hz。
5．2．（15）、甩25%负荷试验页
图18甩25%负荷试验页
进入本试验页的甩25%负荷按钮即进入本画面（图18）。
本试验的原理是由PLC高速采集导叶开度数据，由触摸屏显示并计算接力器
不动时间。
甩25％负荷试验必须在进入本页面后才能记录数据。
机组完成甩25负荷过程后点击读取按钮，则从PLC中读取数据并用棒图形
式显示。
画面上部棒图为油开关的闭合断开状态，下部为导叶开度。
下部蓝色刻度线为200ms标记。
读取数据完成后将显示接力器不动时间。
5．2．（16）、甩100%负荷试验
图19甩100%负荷试验
进入本试验页的甩100%负荷按钮即进入本画面（图18）。
进行甩100％（50％、75％）负荷试验时可进入本页面记录各参数变化情况。
6.调速器系统设备运行方式
6.1调速器正常运行方式
调速器能实现三种运行方式：
电手动调节方式、机械手动调节方式和自动调节方式，三种方式可平稳互相切换，正常运行时为自动调节运行方式。
6.1.1调速器导叶、桨叶压力供油阀
6.1.1.
（1）、调速器导叶、桨叶压力供油阀*130阀作用：
控制通往导叶主配压阀和桨叶主配压阀压力油路，正常时放“开（ON）”，置此位置时，压力操作油通往导叶主配压阀和桨叶主配压阀，导叶主配压阀可以动作自如的操作导叶接力器，桨叶主配压阀可以动作自如的操作桨叶接力器。
供油阀*130放“关（OFF）”时，切断导叶主配压阀压力油路和桨叶主配压阀压力油路，导叶主配压阀处于中间位置，即使导叶主配压阀动作，由于无压力油而无法操作控制导叶接力器，由于桨叶主配压阀下弹簧力的作用，使桨叶主配也处于中间位置。
即使桨叶主配压阀动作，由于无压力油而无法操作控制桨叶接力器。
但由于导叶主配活塞和活塞孔的漏油，在导叶控制环重锤的作用下导叶逐渐关闭，速度视漏油大小定。
6.1.1.
（2）、机组运行中，如果将压力供油阀*130切换至“关（OFF）”，导叶主配压阀内无压使接力器操作腔内无压力油源，无法对导叶进行调节，只能以重锤使导叶关闭，机组事故停机。
桨叶主配压阀内无压使接力器操作腔内无压力油源，无法对桨叶进行调节，则机组协联关系破坏，负荷摆动，有可能导致导叶、桨叶主配大幅抽动。
6.1.2调速器紧急停机按钮：
调速器紧急停机按钮在机组LCUA1屏上，直接动作于机组紧急停机电磁阀，按下紧急停机按钮使紧急停机电磁阀得电动作，主配压阀上腔压力油通过紧急停机电磁阀排油，主配压阀活塞上移至关机时间调整螺栓整定的位置，从而实现紧急停机。
6.1.3双联滤油器：
调速器导叶、桨叶分别配置一个双联滤油器，正常运行时，双联滤油器一个主用，一个备用，双联滤油器出口阀门开。
6.1.4调速器分段关闭装置：
分段关闭装置由分段阀、先导行程阀和分段凸轮装置等部件所组成。
分段凸轮固定在接力器传动机构回复轴上。
在分段之前，先导行程阀下部滚轮不和凸轮接触；当接力器关闭到回复轴上的凸轮顶住滚轮并上升时，先导行程阀换向，分段阀控制腔压力油来油瞬时截断，腔内积油通排油，分段阀节流活塞迅速上升至其上方调整螺钉整定的位置，于是接力器在关闭过程中开始分段实行慢关机。
调整分段阀上方的调整螺钉，可以改变节流活塞与阀体之间的节流面积，从而可以改变分段后的慢关机速度。
转动凸轮，改变它和回复轴的相对位置，就可以改变分段关闭的拐点位置。
6.1.5卸压阀组：
当有以下情况之一时，卸压阀组控制电磁阀得电，控制油路接通动作使接力器开机腔（上腔）接通排油管，导叶在重锤的重力下直接关闭，同时集油槽通过*111阀向接力器开腔补充油：
a）紧急事故停机按钮动作；
b）机械过速至160％ne；
c）油压装置达最低许用油压；
d）停机过程中弯曲连杆弯曲；
e）机组过速至115％ne并调速器主配拒动。
6.1.6调速器电源:
调速器有交、直流电源双回路供电。
交流电源取自各自机旁动力屏，直流电源取自中控室直流馈电屏控制母线。
220VAC、220VDC经变压器模块B1后，并联输出至电源模块G，最后由电源模块G输出DC24V电源供给PLC模块、反馈输出及操作终端用电。
正常情况下调速器由交流供电。
交流掉电后，自动切换由直流供电。
7调速器系统设备运行操作规范
7.1调速器机械手动开机操作
在机组满足开机条件下，其操作步骤：
a）检查调速器导叶、轮叶在机手动状态，导叶全关，轮叶在5度（启动开度）。
b）检查油压系统在正常工作油压范围内。
c）在触摸屏上将导叶开限设为最大值；
d）逆时针（从上往下看）转动导叶手动手轮至一定角度，使导叶迅速打开至起动开度，
松开手动手轮；
e）机组转动时，顺时针转动轮叶手动手轮至一定角度，将轮叶逐渐关回3度，松开手动手轮；
f）机组转速上升至85%额定转速时，用手动手轮将导叶关至空载开度（视当时水头而定）；
g）机组并网后，根据负荷要求用手动手轮调整负荷，注意轮叶角度与导叶开度相协联。
7.2调速器机械手动停机操作
a）调速器处在机手动控制状态；
b）操作导叶手动手轮，将机组负荷平稳地降至“0”，松开手动手轮，同时操作轮叶手动手轮，将轮叶角度关至3度，松开手动手轮，将机组与系统解列；
c）待机组灭磁后，用手动手轮将导叶全关，松开手动手轮；
d）用手动手轮将轮叶开至5度（启动开度），松开手动手轮；
e）将导叶开限设为“0”。
f）检查调速器在正常备用状态。
7.3调速器电手动开机操作（桨叶自动）
在机组满足开机条件下，其操作步骤：
a）检查调速器导叶在电手动状态，导叶全关，轮叶在5度（启动开度）。
b）检查油压系统在正常工作油压范围内。
c）在触摸屏上将导叶开限设为最大值；
e）在触摸屏上按“导叶开度增”按钮，使导叶迅速打开至起动开度。
f）机组转速上升至85%额定转速时，按“导叶开度减”按钮将导叶关至空载开度（视当时水头而定）；
g）机组并网后，根据负荷要求增减开度按钮调整负荷。
7.4调速器电手动停机操作（桨叶自动）
a）调速器处在电手动控制状态；
b）按“导叶开度减”按钮，将机组负荷平稳地降至“0”，将机组与系统解列；
c）待机组灭磁后，按“导叶开度减”按钮将导叶全关。
e）将导叶开限设为“0”。
f）检查调速器在正常备用状态。
7.5调速器自动开机操作
a）开机条件满足；
b）电调柜上“自动按钮”按下，调速器处在自动控制状态；状态画面有“自动”指示；
c）在上位机给开机令，导叶开度渐渐打开到启动开度，桨叶从5度往回关；
d）机组转速开始上升，机频开始显示；
e）机频达到45Hz，导叶开度迅速关至空载开度（视水头情况），机频跟踪网频；
f）同期条件满足，自动并网；
g）并网后，状态画面有“并网”指示，电气开限为100%。
7.6调速器自动停机操作
a）调速器在自动控制状态；
b）在上位机给停机令，状态画面有“停机”指示，自动减负荷；
c）当负荷减至“0”，跳该机组出口开关与系统解列；
d）导叶继续关到“0”；
e）转速下降到40Hz以下，桨叶打开至“5”；
f）机组全停，停机完成。
7.7调速器自动改机手动操作
a）在电调柜按下机手动按钮，机手动按钮灯亮，触摸屏上状态画面有“机手动”指示；
b）在触摸屏操作画面按桨叶自动按钮，桨叶退出自动协联，检查自动显绿色；
c）调整
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