【正文】 DC5V）。12V用于向特殊的傳感器供電；DC5V主要用于向頻率測量系統(tǒng)供電；AC24V主要用于試驗(yàn)時模擬頻率信號。AC200V電能分別接入電源模塊XX和XX，電源模塊XX將AC200V電能轉(zhuǎn)換為DC24VⅠa，電源模塊XX將AC200V電能轉(zhuǎn)換為DC24VⅡa，DC177。AC24V電能接入端子XX供調(diào)試模擬頻率信號用。廠用DC220V直流電能接入端子XX，經(jīng)過斷路器XX后分別進(jìn)入電源模塊XX和XX，電源模塊XX將DC220V電能轉(zhuǎn)換為DC24VⅠb，電源模塊XX將DC200V電能轉(zhuǎn)換為DC24VⅡb，DC177。DC24VⅡb同時點(diǎn)亮電源指示燈XX、驅(qū)動直流電源監(jiān)視繼電器XX，當(dāng)直流電源系統(tǒng)故障時，直流電源批示燈XX會熄滅同時直流電源監(jiān)視繼電器XX會向機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)送信號。12Va、DC177。12V、DC5V供各元器件使用該供電系統(tǒng)是由交流供電系統(tǒng)和直流供電系統(tǒng)兩套系統(tǒng)組成，互為熱備用、可無擾切換，任意一路電源消失均不會對調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。該命令是判斷調(diào)速器進(jìn)入負(fù)載或甩負(fù)荷狀態(tài)的重要條件，在自動運(yùn)行中，該命令的變位可能會引起調(diào)速器明顯動作。機(jī)組控制系統(tǒng)下發(fā)該命令時，至少需要保持3秒。在下發(fā)該命令前，請確保其他設(shè)備均已按要求動作到位；停機(jī)令：該命令從機(jī)組控制系統(tǒng)以空接點(diǎn)形式，經(jīng)至電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子，進(jìn)入PLC開入模塊。該命令對“停機(jī)備用”、“停機(jī)過程”、“調(diào)相”和“機(jī)手動”以外的所有狀態(tài)下均有效；在“開機(jī)過程”、“空載”或“甩負(fù)荷”狀態(tài)下，該命令可導(dǎo)致導(dǎo)葉及槳葉全關(guān)使之進(jìn)入“停機(jī)備用”狀態(tài)；在“負(fù)載”狀態(tài)下，該命令等效于“減少”令，可導(dǎo)致導(dǎo)葉開度關(guān)至最小空載開度；在“電手動”狀態(tài)下，該命令等效于“減少”令，當(dāng)有斷路器令時，可導(dǎo)致導(dǎo)葉開度關(guān)至最小空載開度；在無斷路器令時，無法導(dǎo)致導(dǎo)葉全關(guān)；調(diào)相令：該命令從機(jī)組控制系統(tǒng)以空接點(diǎn)形式，經(jīng)電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子，進(jìn)入PLC開入模塊。該命令僅在“負(fù)荷”狀態(tài)下有效，他導(dǎo)致調(diào)速器將導(dǎo)葉全關(guān)，使之進(jìn)入“調(diào)相狀態(tài)”；增加令：該命令可從機(jī)組控制系統(tǒng)以空接點(diǎn)形式送至電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子、選擇開關(guān)（遠(yuǎn)方位），進(jìn)入PLC開入模塊；，至多保持5秒，否則無效；該命令僅在“空載”、“負(fù)載”和“電手動”狀態(tài)下有效；該命令可導(dǎo)致“開度給定”以某一步長增加，直至“電氣開限”限制；減少令：該命令可從機(jī)組控制系統(tǒng)以空接點(diǎn)形式送至電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)XX端子、選擇開關(guān)（遠(yuǎn)方位），進(jìn)入PLC開入模塊；，至多保持5秒，否則無效；在“空載”狀態(tài)或“電手動”狀態(tài)沒有斷路器信號時，該命令可導(dǎo)致“開度給定”按一定的步長減少至0；在“負(fù)載”狀態(tài)或“電手動”狀態(tài)有斷路器信號時，該命令可導(dǎo)致“開度給定”按一定的步長減少至“最小空載開度”限制。該命令為保持型命令。當(dāng)該命令變化為Off時，工作模式會延時切換至“自動”，系統(tǒng)將根據(jù)當(dāng)前各信號確定系統(tǒng)狀態(tài)；故障復(fù)歸：該命令從電氣控制柜選擇開關(guān)進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC開入模塊；人工操作選擇開關(guān)下發(fā)該命令時，至少保持1秒。當(dāng)導(dǎo)葉機(jī)手動和導(dǎo)葉電手動命令都為Off時，工作模式會延時切換中“自動”，系統(tǒng)將根據(jù)當(dāng)前各信號確定系統(tǒng)狀態(tài)；槳葉自動：該命令從電氣控制柜選擇開關(guān)進(jìn)入電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC開入模塊。當(dāng)該命令為On時，工作模式直接切換為“槳葉自動”，槳葉控制協(xié)聯(lián)跟隨。對于殘壓信號。測頻預(yù)處理模塊根據(jù)殘壓信號和齒盤信號的健康狀態(tài)選擇一路作為機(jī)頻（Fg）。測頻預(yù)處理模塊將標(biāo)準(zhǔn)頻率50Hz與機(jī)頻Fg之間的差值ΔFg或網(wǎng)頻Fn與機(jī)頻ΔFn轉(zhuǎn)換為16位二進(jìn)制數(shù)送入PLC測頻開入模塊，PLC將頻率差值還原成機(jī)頻Fg,供程序內(nèi)部計算用。一般來講當(dāng)開機(jī)過程時間到、空載、負(fù)載、甩負(fù)荷或調(diào)相工況下，如果機(jī)頻消失，電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)會報警提示。2．2．3．1 計算頻差機(jī)組頻率fg被轉(zhuǎn)換為內(nèi)部計算數(shù)據(jù)Fg用于同頻率給定fs或電網(wǎng)頻率fn的內(nèi)部計算值Fs或Fn作差得頻差ΔF`；在空載狀態(tài)下，當(dāng)跟蹤模式為“跟蹤頻給”時，ΔF` = Fs Fg；當(dāng)跟蹤模式為“跟蹤網(wǎng)頻”時，ΔF` = Fn Fg；在負(fù)載狀態(tài)下，ΔF` = Fs Fg；2．2．3．2 頻差死區(qū)在一般的自動控制系統(tǒng)中，均對被控制量設(shè)置有一定的死區(qū)以防止調(diào)節(jié)器過度頻繁動作。因此，必須將連續(xù)形式的微分方程轉(zhuǎn)換成離散形式的差分方程。=KpΔFkΔFk1+τTiΔF(k)+TdτΔFk2ΔFk1+ΔFk1 。因此需要將PID調(diào)節(jié)算式改造為如下：ΔUk=ΔUpk +ΔUik+Udk+ΔYskΔU(k):k時刻調(diào)節(jié)器的輸出增量；ΔUp(k) :k時刻調(diào)節(jié)器的比例增量輸出；ΔUi(k) :k時刻調(diào)節(jié)器的積分增量輸出；Ud(k) :k時刻調(diào)節(jié)器的微分全量輸出；ΔYs(k) :k時刻調(diào)節(jié)器開度給定增量輸出；其中，比例項(xiàng)增量輸出：ΔUpk ＝Kp（ΔUk ΔUk1 Kp:比例系數(shù)；ΔF(k):k時刻頻差；ΔF(k1):k1時刻頻差；積分項(xiàng)增量輸出：ΔFik ＝τTiΔFk bpUk1 Ys(k)bp:調(diào)節(jié)器永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)；Ys：為開度給定令 1Ti＝ Ki上式轉(zhuǎn)換為ΔUik ＝KiτΔFk bpUk1 Ys(k)Ki：調(diào)節(jié)器積分系數(shù)； 微分全量輸出：Udk＝ 78Udk1+ Tdτ（ΔFk ΔFk1 令 Td＝ Kd上式轉(zhuǎn)換為Udk＝ 78Udk1+ Kdτ（ΔFk ΔFk1 開度給定增量：ΔYsk=Ysk Ysk1 2．2．3．3．5 總結(jié)總結(jié)以上各式：Uk=Uk1+ΔUk； ΔUk=ΔUpk +ΔUik+Udk+ΔYsk； ΔUpk ＝KpΔFk ΔFk1 ； ΔUik ＝KiτΔFk bpUk1 Ys(k)； Udk＝ 78Udk1+ Kdτ（ΔFk ΔFk1 ； ΔYsk=Ysk Ysk1 ； ΔYsk=Ysk Ysk1 。電氣開限的功能是使調(diào)節(jié)器輸出U只能小于或等于電氣開限L；2．2．3．5 綜合放大經(jīng)電氣開限限制的調(diào)節(jié)器輸出U與來自主接力器的開度反饋進(jìn)行比較計算出開度偏差，該偏差轉(zhuǎn)換成電信號驅(qū)動放大裝置轉(zhuǎn)換成具有一定操作功率的電信號用以驅(qū)動調(diào)速器機(jī)械液壓系統(tǒng)電轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；調(diào)速器主配壓閥在電轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動作將來自壓油裝置的壓力油配至主接力器驅(qū)動主接力開或關(guān)；同時，安裝于主接力器之上的導(dǎo)葉開度傳感器將主接力器位移實(shí)時反饋至調(diào)節(jié)器，由調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對接力器開度的控制；主接力器推動機(jī)組導(dǎo)葉開度變化引起起機(jī)流量變化，從而改變機(jī)組的頻率或有功出力； 2．3 機(jī)械液壓系統(tǒng)2．3 .1 概述調(diào)速器系統(tǒng)主要由油壓裝置、調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)器、調(diào)速器液壓執(zhí)行器和水輪機(jī)主接力器等設(shè)備組成，如下圖所示:電氣調(diào)節(jié)器采集水輪發(fā)電機(jī)組的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，接收機(jī)組控制系統(tǒng)的命令，經(jīng)過分析運(yùn)算產(chǎn)生液壓執(zhí)行器上電轉(zhuǎn)裝置可接收的電氣控制信號，控制電轉(zhuǎn)裝置從而控制液壓執(zhí)行器，進(jìn)而控制水輪發(fā)電機(jī)組；調(diào)速器液壓執(zhí)行器主要功能是將電氣控制信號轉(zhuǎn)化為機(jī)械位移信號，驅(qū)動主配壓閥產(chǎn)生位移，切換工作油路，改變接力器開關(guān)機(jī)腔的進(jìn)油和回油的方向，推動接力器向指定的方向運(yùn)行，從而改變導(dǎo)葉和槳葉的開度。2．3 .2 .2 .1 .1 .4 緊急停機(jī)過程緊急停機(jī)電磁閥305HV的電磁鐵YVE1得電，電磁閥的閥芯移至YVE1位置； 壓力油經(jīng)過緊急停機(jī)電磁閥305HV到達(dá)主配壓閥150ZP左控制腔，主配壓閥右控制腔經(jīng)過緊急停機(jī)電磁閥305HV回油，主配壓閥活塞在壓力差的作用下向右移至a位置，來自壓力罐的油經(jīng)過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的關(guān)機(jī)腔，接力器開機(jī)腔的油經(jīng)過主配壓閥回到回油箱，接力器活塞在壓力差的作用下由關(guān)機(jī)腔向開機(jī)腔移動，從而實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)，其運(yùn)動過程如下圖所示。2．3 .2 .2 .1 .2 .2 關(guān)機(jī)過程電磁鐵YVE7帶電后，數(shù)字閥302HV動作； 壓力油經(jīng)過功能分選閥304HV和數(shù)字閥303HV到達(dá)主配壓閥150ZP左控制腔，主配壓閥右控制腔經(jīng)過數(shù)字閥302HV回油，主配壓閥活塞在壓力差的作用下向右移動至a位置，來自壓力罐的油經(jīng)過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的關(guān)機(jī)腔，接力器開機(jī)腔的油經(jīng)過主配壓閥回到回油箱，接力器活塞在壓力差的作用下由關(guān)機(jī)腔向開機(jī)腔移動，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī)，其動作過程如下圖所示。2．3 .2 .2 .1 .2 .4 緊急停機(jī)過程電磁鐵YVE1得電，緊急停機(jī)電磁閥305HV的閥芯移至交叉位置； 壓力油經(jīng)過緊急停機(jī)電磁閥305HV到達(dá)主配壓閥150ZP左控制腔，主配壓閥右控制腔經(jīng)過緊急停機(jī)電磁閥305HV回油，主配壓閥活塞在壓力差的作用下向右移至a位置，來自壓力罐的油經(jīng)過主配壓閥150ZP到達(dá)接力器的關(guān)機(jī)腔，接力器開機(jī)腔的油經(jīng)過主配壓閥回到回油箱，接力器活塞在壓力差的作用下由關(guān)機(jī)腔向開機(jī)腔移動，從而實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)，其運(yùn)動過程如下圖所示。全開時間調(diào)整同全關(guān)時間調(diào)整方法一致（比例數(shù)字式調(diào)速器的全開、全關(guān)時間調(diào)整前，要將引導(dǎo)閥的行程放開至足夠大）；全關(guān)時間調(diào)整：將調(diào)整關(guān)機(jī)時間的螺桿一邊松開至足夠大，調(diào)整另一邊的螺桿，使關(guān)機(jī)時間達(dá)到設(shè)計要求值，再將主配往關(guān)的方向動作到最大行程保持不動，同時調(diào)整開始松開至足夠大的螺桿，使其與地板接觸，再將鎖定螺母鎖緊，再一次校驗(yàn)關(guān)機(jī)時間，與設(shè)計值基本一致，關(guān)機(jī)時間調(diào)整完畢；3．1．1．5 分段關(guān)閉裝置調(diào)整分段關(guān)閉裝置是用來實(shí)現(xiàn)接力器兩段不同速度關(guān)閉方式的一種裝置；對于有分段關(guān)閉裝置的調(diào)速器，調(diào)整完接力器的全關(guān)時間后，既要進(jìn)行分段關(guān)閉裝置的調(diào)整，最后調(diào)整接力器全開時間；1)先脫開分段關(guān)閉裝置的凸輪（分段關(guān)閉行程閥不動作），調(diào)整接力器的直線關(guān)閉時間（按設(shè)計提供的數(shù)據(jù)算出接力器的直線關(guān)閉時間，方法同接力器的全關(guān)時間的調(diào)整）；2)投入分段關(guān)閉裝置的凸輪（分段關(guān)閉先導(dǎo)閥動作接力器全開到全關(guān)分段關(guān)閉裝置全行程投入），調(diào)整接力器在分段關(guān)閉裝置全行程投入時的全關(guān)時間（按設(shè)計提供的數(shù)據(jù)算出分段關(guān)閉裝置投入，接力器的全關(guān)閉時間）；方法就是調(diào)整分段關(guān)閉裝置的分段閥上的螺桿，往下調(diào)整螺桿全關(guān)時間變快，往上調(diào)整螺桿全關(guān)時間變慢；3)按設(shè)計提供的拐點(diǎn)位置，將分段關(guān)閉裝置的凸輪安裝在拐點(diǎn)位置；4)檢測調(diào)整的數(shù)據(jù)是否達(dá)到要求；3．1．1．6 引導(dǎo)閥行程調(diào)整導(dǎo)葉及槳葉的引導(dǎo)閥調(diào)整方法相同；調(diào)整完接力器的全開及全關(guān)時間后，再進(jìn)行引導(dǎo)閥行程的調(diào)整；引導(dǎo)閥開、關(guān)方向的行程相應(yīng)的比主配開、關(guān)方向的行程大；調(diào)整完后，對接力器的全開、全關(guān)時間要進(jìn)行一次校驗(yàn)，引導(dǎo)閥的行程應(yīng)不影響接力器的開關(guān)時間；3．1．1．7 整定導(dǎo)葉開啟、關(guān)閉時間導(dǎo)葉及槳葉開啟、關(guān)閉時間整定方法相同，以導(dǎo)葉開啟、關(guān)閉時間整定方法為例；3．1．1．7．1 工作條件油壓裝置處于自動控制狀態(tài)，接力器位移傳感器安裝整定完成，接力器動作正常。 3．1．2 電氣調(diào)試3．1．2．1．工作條件電氣設(shè)備安裝完畢；供電電源已切斷，電氣調(diào)節(jié)器不帶電；3．1．2．2．工作步驟檢查并確定接地端子與電廠接地點(diǎn)可靠連接；檢查并確定交流供電電源AC220V L與N之間、L與大地之間無短路；檢查并確定直流供電電源DC220V L+與L之間、L+與大地、L與大地之間無短路；檢查并確定內(nèi)部工作電源（D24）DC24V L+與L之間、L+與大地之間無短路；檢查并確定傳感器電源（A24）DC24V L+與L之間、L+與大地之間無短路；檢查并確定測頻電源（DV5V）T5 L+與L之間、L+與大地之間無短路；檢查并確定特殊傳感器電源（DV177。系統(tǒng)畫面主菜單如下圖所示：點(diǎn)擊“Run”按鈕退出系統(tǒng)畫面，返回運(yùn)行畫面；3．1．2．6．2．2 調(diào)整時間點(diǎn)擊“Set Time|Date”按鈕進(jìn)入時間調(diào)整畫面，如下圖所示； 向上移動光標(biāo)位置 向下移動光標(biāo)位置 增加光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 減少光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 設(shè)定光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 設(shè)定光標(biāo)所在位置參數(shù)的值并退出 取消退出3．1．2．6．2．3 校準(zhǔn)觸摸點(diǎn)擊“Ｔouch Panel”按鈕進(jìn)入校準(zhǔn)觸摸畫面，如右圖所示；3．1．2．6．2．4 設(shè)置IP地址點(diǎn)擊“General”按鈕進(jìn)入設(shè)置IP地址及LCD亮度調(diào)整畫面，如下圖所示 向上移動光標(biāo)位置 向下移動光標(biāo)位置 增加光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 減少光標(biāo)所在位置參數(shù)的值 確定退出 取消退出 增加當(dāng)前LCD亮度 減少當(dāng)前LCD亮度 保存設(shè)定當(dāng)前LCD亮度3．1．2．6．2．5 程序下載接好電腦與HMI的連線（USB及以太網(wǎng)通訊兩種方式），啟動HMI編程軟件打開程序下載至HMI（如下圖）；點(diǎn)擊畫面中按鈕,出現(xiàn)傳送界面，當(dāng)電腦與HMI通訊正常時，可選擇連接方式，點(diǎn)擊“確定”按鈕；下方狀態(tài)欄顯示傳送進(jìn)度條。設(shè)置完參數(shù)后，觸摸下頁按鈕后可將畫面切換到靜特性試驗(yàn)畫面中。做靜特性試驗(yàn)時，將主顯畫面中的跟蹤/不跟蹤按鈕置于不跟蹤狀態(tài)，同時置調(diào)速器處于空載狀態(tài)，或負(fù)載狀態(tài)頻率調(diào)節(jié)模式（模擬發(fā)電機(jī)斷路器合），置永轉(zhuǎn)差系數(shù)bp=6%，PID參數(shù)取最小值bt=3%、td=2s、tn=0s，頻率給定值=50Hz，一般將時間間隔設(shè)置為30s,把電氣開限開至全開，減少開度給定將導(dǎo)葉接力器全關(guān)。靜特性試驗(yàn)完成的特征是試驗(yàn)按鈕停止閃爍按鈕自動變?yōu)殚_始。3．1．3．2 調(diào)速器空載試驗(yàn) 模擬調(diào)速器空載狀態(tài)，檢測調(diào)速器處于空載狀態(tài)下的性能試驗(yàn)；3．1．3．2．1 斷電上電先切斷交流電源，合上交流電源，切斷直流電源，合上直流電源，同時切換交、直流電源，最后合上交、直流電源，切換過程中調(diào)速器狀態(tài)保持不變，導(dǎo)葉及槳葉接力器開度保持不變；3．1．3．2．2 主用控制權(quán)切換電氣系統(tǒng)由A、B兩套PLC組成，兩套PLC無故障時，主用控制權(quán)選擇由主用切換開關(guān)判斷，如下圖；