LYWTPLC5000低油压调速器.docx

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LYWTPLC5000低油压调速器

四创

YDT-50000-2.5KF01型调速器

改造技术方案

武汉四创自动控制技术有限责任公司

2005年4月4日

1．YDT-50000-2.5KF01型机调速器改造方案详述

我公司根据YDT-50000-2.5KF01型机调速器的实际情况，结合我们成功改造机调速器的经验，提出如下调速器改造技术方案，供电厂参考。

1．1改造范围及说明（如图）

改造范围示意图（注：

虚线框中为改造的部分）

如图所示，根据我公司成功改造调速器的经验，我公司提出调速器改造范围定为：

1以LYWT-PLC型可编程微机调节器（电气部分）改掉原调速器电气控制柜。

该电气柜除了满足国标要求外，还包含了原调速器电气部分所有控制功能。

去掉原机械协联装置，采用计算机数字协联。

2以一套数字式机械液压系替换原导叶调速器机械部分。

1.2调速器改造后功能说明

1）可编程微机调节器包含了原调速器电气部分的所有控制功能，去掉了原机械协联装置，采用计算机数字协联代替。

可编程控制器可根据电站要求扩展功能，扩展极为方便。

2）调速器导叶机械液压部分更换后，完全实现了原调速器导叶机械部分的功能。

5）调速器导叶机械液压部分更换后，设有紧急停机双向电磁阀，实现了原调速器机械液压部分事故停机的保护功能。

6）在调速器电气柜上设有彩色液晶触摸屏作为人机对话的界面，具有试验、实时显示、操作、事故录波、打印等功能，并带有与电站计算机监控系统的标准通信接口，实现与计算机监控系统的通信。

2．调节器的型式及说明

2．1调节器的型式

微机调节器（调速器电气部分）是以进口高档次、高性能、高可靠性的可编程控制器为调节控制核心，外围配以进口的按键、旋钮、继电器、平板彩色液晶触摸屏等元件组成。

所有性能指标均达到或超过国标GB/T9652.2-1997要求，调速器采用分柜型式，外形尺寸为800×600×2260mm。

2．2调节器的性能特征

（1）可编程控制器选用进口高档次、高性能可编程控制器，全部为标准化模块式结构，所有模块均直接安装在标准的SYSTEM—BUS总线上。

各模块均有自己的微处理器，完成各自特定的功能，CPU模块仅完成逻辑判断与PID运算；输入、输出、导叶及轮叶开度采样等工作由各自单独模块完成，各处理器并行工作，速度快，再扩展、升级容易。

（2）调节器的硬件如图，调节器由下列单元构成：

·CPU模块：

采用三菱系列A2ASCPU

·电源模块：

采用三菱系列A1S62PN

·A/D高密度模块：

采用三菱系A1S66ADA

·开关量输入模块：

采用三菱系列A1SX40

·开关量输出模块：

采用三菱系列A1SY10

·通讯模块：

采用三菱系列A1SD51S

·彩色液晶触摸屏：

台湾台达，5.7吋

·测频模块：

SCCP01，基准计数脉冲频率为3M。

可编程调速器调节器（电气部分）原理框图

（3）高达3M的脉冲数字式测频，精度高；环节少，可靠性高。

（4）可编程控制器的语言采用“梯形图”语言，与二次回路图一样，电站一般人员都能掌握。

备品备件互换性好，便于电站统一管理。

（5）调节器电源采用AC220V和DC220V交、直流双电源同时供电，互为备用。

（6）调节器采用彩色液晶触摸屏作为人机对话的界面，具有界面友好，易于操作，并能完成相关图形、调速器试验、事故纪录、计算机打印的功能。

（7）调节器通讯模块带有一个RS-232C通讯接口用于与便携式计算机接口通讯，便于调试及修改常数和程序。

调节器还一个有完备的计算机监控系统接口的通讯模块，有支持RS-232C、RS-485、RS-422及MB+等接口标准的多种通讯模块可以选择，能与包括Modicon在内的各种监控系统通讯。

（8）调节器除能通过常规的开关量（有功增、减）进行功率闭环调节外，调速器本身具有功率闭环调节功能。

当电站将实际有功信号接至调速器时，通过串行口通讯下达有功设定信号，由调速器计算后自动完成功率闭环调节。

此种调节方式速度快，无需经过二次调整，且与调速器的基本功能互不干扰。

调速器能自行保持通过串行通讯口下达的有功功率设定值，且在通讯中断的情况下能自动按原设定值进行功率闭环调节。

2．3机械液压系统的改造方式及说明

2.3.1导叶机械液压系统的选型

调速器机械液压系统采用我公司生产的LYWT-PLC-5000型数字式机械液压系统，该系统全部由电磁球阀、液控单向阀等标准液压元件构成，并应用集成式结构，体积小性能高。

2.3.2导叶机械液压系统的说明

（1）取消了常规调速器的电液转换器、引导阀、辅助接力器、主配压阀及所有杆件等中间结构，所以环节少、可靠性高。

直接控制接力器，速动性好、灵敏度高、死区小。

（2）电磁球阀、液控单向阀的通经大，抗油污好、无机械元件发卡、对油质要求低。

（3）电磁球阀、液控单向阀不动作时，接力器两腔油全部被封闭，无油耗、接力器无飘移。

（4）无机械零位安装调试便捷、免维护。

（5）采用集成式结构，体积小。

2.4调速器功能

（1）调速器能实现机组的自动、电手动及机手动启动和停机。

当调速器自动或电手动部分失灵时，能手动运行。

1调速器共有机手动、电手动和自动三种操作方式，并且具有手动跟踪功能，能三种运行方式任意相互无扰切换，切换操作时产生的开度变化≤１％的接力器全行程。

2有别于机械手动的电手动调节功能，能细微调整导叶开度，大大方便用户调试、检修等。

3调速器设有一个RS232编程通讯接口，能实时在线或离线修改参数、程序等，并能保证断电后数据不消失。

4程序采用如二次回路一样的梯形图语言，电厂人员易于掌握。

5调速器具有自适应式（即闭环）的开机规律，无需设置开机顶点，开机参数，能自动根据水位迅速安全地将机组开启至空载。

6空载电网频率自动跟踪，以及特有自动补偿PID调节规律，能使机组频率迅速达到同期要求。

7当有净水头变送器信号输入时，调速器能自动采集水头信号，并能根据水头信号自动选择启动空载开度、启动空载开限及负载开限。

当无水头变送器信号时，则自动按设定水头值选择以上参数，设定水头值能随时调整、断电不消失。

负载开限能限制并网运行时的机组最大出力。

8调速器采用自适应式并联PID调节规律。

一般调速器仅能根据机组运行工况，选择不同的调节参数得到自适应性，我公司调速器能根据机组运行工况，经调节器自动识别后，选择不同的调节规律及调节参数，进行自适应调节。

9调速器具有故障自诊断功能，能实时监视各组成部分，一旦发生故障，能立即诊断，并以数字显示指出故障部件。

（2）调速器具有如下自动容错功能:

●当机组负载运行，机频测量故障时，则自动取网频作为机频，稳定运行。

如网频也同时故障时，则发出报警信号，并保持故障前开度不变。

●当水头输入信号故障时，调速器自动取手动设定的水头运行调节，如手动未设定水头，则自动维持水头输入故障前的状态稳定运行。

●当机组负载运行、导叶位置反馈信号故障时，调速器自动报警并保持故障前的开度运行。

（3）调速器能实时监视电网波动情况，能在电网发生变化时，自动选择最优调节规律及调节参数，保护机组安全，并使机组始终工作于最佳状态，能使机组适应电网的各种恶劣变化。

即具有负载自动识别大、小电网功能。

2．5调速器的主要技术参数

型号                  LYWT-PLC-5000

（1）主配压阀直径              无主配压阀

（2）额定油压                2.5MPa

（3）调节规律                并联PID

（4）调速器转速死区             ＜0.03%

（5）永态转差系数bp             0～10%

（6）暂态转差系数bt             3～150%

（9）缓冲时间常数Td            0～20s

（10） 加速度时间常数Tn           0～5s

（11） 频率整定范围             45～55Hz 

（12） 调速器测频方式            残压

（13） 电源                 AC220V,50HZ DC220V

3．调速器性能保证

3.1动、静态品质保证

1静态特性曲线近似为一直线，最大非线性度＜5%

2调速器转速死区ix＜0.03%

3空载频率摆动值≤±0.15%

4水轮机突甩25%负荷，接力器不动时间≤0.2S

5机组甩100%额定负荷后，在转速变化过程中，超过稳态转速3%额定转速值以上的波峰不超过两次。

6机组甩100%额定负荷后，从接力器第一次向开启方向移动起，到机组转速摆动相对值不超过±0.5%为止，历时不大于40s。

7调速器动、静态特性，能符合SD295-88和GB/T9652-1997“水轮机调速器与油压装置技术条件”的有关规定。

3.2可靠性保证

1平均无故障运行时间（MTBF）不少于25000h。

2大修间隔时间不少于8年

3调速器可利用率不少于99%

4退役前的使用期限不少于30年

4、关于调速器的人机界面的说明

LYWT-PLC型调节器采用彩色液晶触摸屏作为人机交互的界面，通过液晶触摸屏能完成如下功能：

显示功能：

调速器状态显示、调速器数据显示、仪表模拟指示。

操作功能：

调速器参数设置、调速器现地的所有操作。

试验功能：

能完成调速器的所有动、静态试验，并显示试验曲线。

故障查询及记忆功能：

能实时故障报警，并可对调速器发生的主要故障作详细记录。

5、调速器试验

5.1调速器出厂前试验

严格按国标GB/T9652.2-1997要求进行调速器出厂前各项试验。

各项试验均通过我公司水轮机调速器综合仿真测试仪进行。

水轮机调速器综合仿真测试仪集仿真和测试于一体。

通过水轮机调速器综合仿真测试仪仿真机组实际运行工况，按国标GB/T9652.2-1997要求进行调速器出厂前各项试验，选择调速器最佳运行参数，并打印各项试验结果。

5.2速器现场试验

导叶机械液压部分和桨叶流量伺服阀、调速器电器柜在现场安装完好后，通过水轮机调速器综合仿真测试仪，按国标GB/T9652.2-1997要求对调速器自动进行现场各项试验，检查调速器动静态调节品质，选择调速器最佳运行参数，并打印各项试验结果。