HGS型调速器电气柜使用说明书

版本号：K467第1页共11页东方电机控制设备有限公司HHGGSS型型微微机机调调速速器器电电气气柜柜原原理理、、使使用用说说明明书书目次1概述...........................................................................................................................22系统构成、原理与特点...........................................................................................23系统调节原理...........................................................................................................24开机及停机特性.......................................................................................................35调节器功能及特点...................................................................................................46容错及故障保护功能...............................................................................................67系统硬件配置及软件结构.......................................................................................68操作与显示...............................................................................................................89主要参数...................................................................................................................910维护与维修.............................................................................................................911注意事项...............................................................................................................10HGS型微机调速器电气柜原理、使用说明书东方电机控制设备有限公司2HHGGSS型型微微机机调调速速器器电电气气柜柜原原理理、、使使用用说说明明书书11概概述述本电气柜为水轮机电液调速器的两个重要组成部分之一，完成调速系统的主要控制规律与操作保护功能，同机械液压随动系统配合，控制水轮发电机组的频率及有功功率，以实现机组的开机、停机、并网、发电、调相等功能，并可与电站监控系统通讯，接受监控系统的控制。该电气柜以工业控制微机为硬件核心，采用双微机通道冗余控制结构，并配以彩色平板电脑做为操作显示接口，具有良好的全中文图形人机界面和在线帮助系统，操作简单方便。电气柜为模块化的硬件结构，易于维护、维修，可靠性高。22系系统统构构成成、、原原理理与与特特点点该微机调速器电气柜是以工控机为核心的双微机调节器，它适用于单调或双调的水轮发电机组。主要由以下部分组成：2.1彩色平板电脑，作为微机调节器的人机接口与显示界面，同时负责与电站监控系统的通讯控制。它可以实时显示调节器双微机控制器各种运行参数与曲线，并可对各种控制参数进行修改。2.2两套独立的工控机，包括各种数据采集与输出接口卡，完成调速器的各种调节控制与保护功能。两套独立的工控机中，一套为主机，另一套为热备用机。当其中一套微机系统出现故障时，该系统所有输出断开，另一子系统上相应输出闭合。如果故障子系统原为在线系统，则系统无扰动切到备用子系统；如果故障发生在备用子系统，则该子系统只需退出备用。若两套系统同时故障时，系统自动切换到手动运行。任何一套微机故障均有相应指示。双机及彩色平板电脑间通过ARCNET网络相连，完成数据交换、显示与控制参数的修改。2.3该微机调节器与比例伺服型全液控液压随动系统相连，采用高可靠性的直线位移传感器与比例阀功放模块，确保了导叶接力器反馈与电液转换的可靠性与准确性。2.4两套大功率的工业级开关电源，将厂用220VAC与220VDC供电电源变换成直流24VDC电源后作为调速器供电电源，提高了供电系统的可靠性。33系系统统调调节节原原理理微机调节器采用并联PID调节规律。当油开关闭合或油开关断开但网频fw故障时，频差为频率给定fg与机组频率fj之差；当油开关断开且网频fw正常时，HGS型微机调速器软件使用及编制说明书东方电机控制设备有限公司3频差为电网频率fw与机组频率fj之差再加上一固定频率差，以使机组频率略高于电网频率，便于机组快速并网。该调速器具有三种调节模式：①转速（频率）调节模式：频率死区Ef=0，PID调节；②功率调节模式(并网且功率测量正常)：频率死区Ef=0~0.5Hz，PID调节；③开度调节模式(并网后)：频率死区Ef=0~0.5Hz，PID调节。图1PID调节原理框图在空载工况下只有频率调节模式，而在负载工况下则具有频率、功率和开度三种调节模式，可人为设定为任何一种调节模式。当处于功率调节模式时，如果功率测量故障，则自动切换到开度调节模式；在功率和开度调节模式时，如果机组频率与额定频率之差超过一定范围，则自动切换到频率调节模式。各种调节模式间的切换由于设有状态跟踪，故均为无扰切换。对不同调节模式设有不同的PID调节参数。44开开机机及及停停机机特特性性4.1开机特性4.1.1基本开机特性KKddSS//((11++TTnnSS))KKii//SSKKppbbppffjjLLiimm液液压压随随动动系系统统机机组组有有功功功功率率yyrreeffffgg//ffwwyyggPPgg电电网网检检测测及及参参数数调调整整给给定定前前馈馈**ffgg::频频率率给给定定;;yygg::开开度度给给定定;;PPgg::功功率率给给定定;;ffjj::机机组组频频率率;;ffww::电电网网频频率率;;yyrreeff::随随动动系系统统参参考考EEff__++++++__导导叶叶开开度度HGS型微机调速器软件使用及编制说明书东方电机控制设备有限公司4tY给定YK1YK2YNL开机令接到开机指令后，调速器将导叶开启至第一开机开度YK1(1.6倍空载开度YNL)，等待一定时间后，开始检查机组频率，如果机组频率大于45Hz，则将导叶关闭至第二开机开度YK2(1.2倍空载开度YNL)，调速器即由开机工况转入空载工况，进行PID调节。如果在开机过程中接到停机指令，则转入停机工况。4.1.2开机特性与水头关系开机过程中的第一开机开度YK1和第二开机开度YK2均与水头有关，调速器中保存有空载开度YNL与水头的关系曲线，根据实测或运行人员输入的水头值，调速器自动计算出对应水头的YK1和YK2值。总的趋势为：低水头值对应大的YK1和YK2，高水头值对应小的YK1和YK2。4.2停机特性Ytabc当接到停机指令后，导叶即由当前开度，以第一停机速度将导叶关闭；当导叶关闭至一定开度时，即以第二停机速度将导叶关闭至全关位置。55调调节节器器功功能能及及特特点点5.1该微机调节器以成熟的、高可靠的工业控制微机为其硬件核心，再配以专业制造厂生产的工业级大功率开关电源；高可靠性的继电器、按钮、直线位移传感器、比例阀功放模块以及专用智能测频模块等器件。整个结构采用模块化设计，极大提高了其运行可靠性，且易于维护、维修。5.2采用彩色平板电脑做人机显示接口，配以简洁清晰的全中文图形界面，可实时显示机组当前状态、运行参数及各种故障信息；并可通过菜单修改空载、负HGS型微机调速器软件使用及编制说明书东方电机控制设备有限公司5载运行参数、人工水头、人工失灵区和负载工况的调节模式等。具有人机界面友好、操作简单方便等特点，并具有在线帮助功能，易于使用。5.3具有三种调节模式：转速调节、开度调节、功率调节，可适应于水电站不同运行方式的要求。5.4可人工输入水头信号，当水位传感器故障或无水位传感器时，作为调速器的水头信号，以适应不同电站对水位信号的要求。5.5具有适应水头变化的调节参数、开机特性和最大出力限制特性，从而可优化机组运行。5.6实时检测并显示调速器各种硬件故障信息，提高了调速器对机组控制的可靠性。通过故障自诊断及自定位，缩短了调速器维护维修时间。5.7具有RS232/RS422/RS485通讯接口，可方便地与电站监控系统相联，接受监控系统的控制。5.8在开机过程中设置了两段开机规律，且各开度值随水头变化而变化，故机组在开机过程中能快速、稳定地进入空载状态。5.9为使机组安全、快速停机，设置了电气两段关闭过程，其拐点和斜率均可设定。5.10机组和电网频率测量采用了专用智能测频模块，具有测量精度高，动态响应快，抗干扰能力强等特点。5.11功率和开度调节采用了前馈控制方式，能迅速、准确地改变机组的功率和开度。5.12内嵌式调速器性能测试系统，可用于调速系统静、动态性能指标的自动测试。如测试调速器的转速死区、非线性度等静态指标及空载摆动、甩负荷的超调量及调节时间等动态指标；能以表格和曲线的形式自动显示和记录试验结果，并自动计算评价动态过程的数据，使调速器的调试更加方便。5.13软件编制采用C及C++语言和模块化结构，确保了软件运行的可靠性与稳定性，易于软件维护、修改和功能扩充。HGS型微机调速器软件使用及编制说明书东方电机控制设备有限公司666容容错错及及故故障障保保护护功功能能6.1调速器采用两套完全相同的微机子系统构成(A、B)，互为热备用并同步运行，当其中一套子系统出现故障时，该系统所有输出断开，另一子系统上相应输出闭合。如果故障子系统原为在线系统，则系统无扰动切到备用子系统；如果故障发生在备用子系统，则该子系统只需退出备用。若两套子系统同时故障时，系统自动切换到手动运行。6.2机组频率测量采用双路信号源，双路测频通道，互为备用。当某一路信号存在故障时，由相应的软件处理模块自动切换至另一正常支路。若双路频率信号同时故障，则调速器维持当前开度不变，并切至手动状态。6.3采用高性能、高可靠性的直线位移传感器作为导叶反馈信号。当导叶反馈故障时，调速器将切至手动运行状态，并维持当前开度不变。6.4微机调节器输出功率放大采用与比例阀配套的功率放大板。自动判断比例伺服阀及控制输出伺服环是否故障。若发生故障时，调速器切至手动运行状态，并维持当前开度不变。6.5可实时诊断机组频率、电网频率、开关量输入输出、A/D通道、D/A通道、通讯等多种调速器硬件故障，并能随时通过菜单操作查询其故障信息。77系系统统硬硬件件配配置置及及软软件件结结构构7.1机箱：选用壁挂式机箱，配以工业级直流24VDC输入供电电源。机箱为全钢结构，密封、防尘、抗震，并通过UL/CSA安全认证。7.2主板(CPU板)：选用半长CPU卡，配以Intel80486DX4或以上的CPU、8M内存、2M固态电子盘。另包括一个RS232串行口、一个RS232/RS422/RS485串行口、一个增强型双向并行口及键盘接口等。CPU板功耗低，可靠性高，其平均无故