SAFR2000水轮机调速器基本介绍(ppt 76页).ppt

第一部分水轮机调速器概述 调速器的工作原理 现代水轮机分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类 反击式水轮机有混流式 轴流式 贯流式等冲击式水轮机有水斗式 斜击式和双击式等调速器与机组构成水轮机调节系统 调速器是调节设备 机组是被调节设备 调速器是作用于水轮机的 为水轮机服务 调速器的工作原理 放大元件 电能质量指标 电压 励磁调节器进行调整频率 大型电力系统要求频率波动 0 2HZ 中小型电力系统要求频率波动 0 5HZ 频率的调节可以分为一次调频 二次调频 甚至三次调频多个过程来实现 参于频率调节的环节也很多 最终的执行机构是调速器 水轮机调节的基本任务 调速系统的主要任务就是 把系统频率对于其额定值的偏移限制在一个相当小的范围内 如 2 即根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的功率输出 并维持机组转速在规定的范围内 水轮机调节的基本任务是 当电力系统负荷发生变化 机组转速出现偏差时 通过调速器相应的改变流入水轮机流量 以使水轮机转矩与发电机负荷转矩达到新的平衡 以维持频率在规定的范围之内 调速系统主要作用 1 维持机组转速在额定转速附近 满足电网一次调频要求 电力系统的频率稳定主要取决于系统内有功功率的平衡 当系统缺有功时 系统频率就下降 当系统有功功率多时 系统频率就上升 水轮机调速器的主要任务就是发电机在空载时维护机组转速在额定值左右 而在并网发电后调速器的主要作用是实现功率调节同时以50HZ作为频率调节的给定值 并维持机组频率在50 人工死区范围内 一个性能良好的水轮机调速器可以保证发电机组和电力系统的安全可靠 并且可以提高发电机组和电力系统的技术经济指标 2 控制并联机组间有功功率的分配3 满足机组的正常操作要求 开停机 增减负荷 以及空载时增减转速 4 保证机组的安全运行5 能接受电站计算机监控系统指令 实现机组的经济运行 AGC 满足机组开停机 增减负荷的控制要求 调速器系统的组成 主要由调速柜 电气柜和机械柜 接力器 油压装置三部分组成 1 调速柜控制水轮机的主要设备 能感受指令并加以放大 操作执行机构使转速保持在额定范围内 调速柜还可进行水轮机开机 停机操作 并进行调速器参数的整定 2 接力器调速器的执行机构 接力器控制水轮机调速环 控制环 调节导叶开度 以改变进入水轮机的流量 3 油压装置 提供调速系统动力 由压力油罐 回油箱 油泵 漏油箱四部分组成 第二部分SAFR 2000功能特点及技术参数 2 1SAFR 2000微机水轮机调速器简介2 2装置硬件基本配置2 3SAFR2000微机调速器硬件系统2 4各插件面板说明2 5SAFR 2000型调速器的运行界面2 6微机测速装置 2 1SAFR 2000微机水轮机调速器简介 国电自动化研究院于2000年初推出了SAFR 2000电气控制柜采用了摩托罗拉公司的32位CPUMC68332作为控制核心 高级C语言编程其系统结构见图 其CPU内部集成了QSPI同步串行总线模块和TPU定时处理模块以及MCU计算处理模块等 QSPI同步串行总线可以和许多串行芯片 如A D D A D I D O等器件接口 可处理有功功率 水头 水压等信号采集 导叶及桨叶模拟量输出 增减令 开机令 停机令等开入信号采集 故障开出信号处理等 TPU模块可处理导叶及桨叶行程采样 频率测量和控制输出等MCU模块则可处理PID调节计算等该CPU集成度高 功能完善 可以充分提高系统的调节性能 SAFR 2000系统结构图 2 2装置硬件基本配置如下 见右图 32位CPU主机模件2块信号测量采集模件2块控制输出通道模件2块开关量输入 输出模件2块双机切换及通讯模件1块交直流双重供电模件2块组合开关电源模件2块控制及信号继电器部件16个液晶显示工控机 人机界面 1套采用两套完全相同的微机控制系统 A B 互为备用 通过故障自诊断进行双机切换 严重故障时 如伺服阀卡 可自动切换至手动运行 2 3SAFR2000微机调速器硬件系统 系统控制插箱简介A B两套系统均为标准8U插箱A系统右侧比B系统多一块双机切换模件除此之外两套系统完全一样 以A套系统插箱为例 其插箱面板如图所示 2 4各插件面板说明如下 2 41双重供电模件 插件上有3个显示灯 自上而下 为 AC220V交流输入 DC220V直流输入 OUT整流电源输出 分别显示电源当前状态 下方有2个按键开关 分别控制交流电源和直流电源的通断 2 42组合电源模件 插件上有3个显示灯 自上而下为 5V输出 12V输出 12V输出 分别显示电源当前状态 面板下方有1个按键开关 用来控制电源的输出 2 43主机模件 插件上有8个显示灯 自上而下为 CAN总线指示 VCC电源指示 RXD1串口1接收 TXD1串口1发送 RXD0串口0接收 TXD0串口0发送 RUN运行 和 STAT状态指示 串口1 RXD1 TXD1 主要用于和监控系统通讯 通讯时RXD1 TXD1将闪烁 RXD0 TXD0主要用于和工控机通讯 通讯时RXD0 TXD0将闪烁 运行时RUN灯将闪烁 调试状态时熄灭 STAT状态灯表示装置故障 正常情况 其闪烁频率指示了当前系统状态 正常时频率为1HZ 一般故障时频率为2HZ 严重故障时频率为3HZ 面板下方左侧的调试窗内有1个调试串行口 1个BDM调试接口和复位键 用作在线编程调试 2 44采样模件 插件上有8个显示灯 自上而下为 12V电源 12V电源 5V电源 5V电源 VCC电源 及3个备用灯 分别显示电源当前状态 2 45控制模件 插件上有8个显示灯 自上而下为 12V电源 12V电源 5V电源 5V电源 VCC电源 及3个备用灯 分别显示电源当前状态 2 46数字模件 插件上有8个显示灯 自上而下为 开机令 停机令 导叶手动 调相令 增加令 减少令 和 油开关 分别显示各开关量输入信号状态 2 47切换模件 插件上有3个显示灯 自上而下为 A套主机 B套主机 和 切换电源 切换电源灯用来指示切换模件的电源状态 当A套为主机时 A套主机灯亮 B套主机灯灭 当B套为主机时 A套主机灯灭 B套主机灯亮 面板下方有1个切换键 用于控制主 从机切换 2 48继电器层简介继电器层分为两条 各为8个继电器 如图所示 各继电器定义如下 WJ1 WJ4受A套脉冲增减控制 WJ9 WJ12受B套脉冲增减控制 WJ5 WJ13分别为导叶 轮叶自动 脉冲切换 WJ6 WJ7为模拟量输出切换 WJ14 W15备用 WJ8 WJ16备用 交流电消失报警与直流电消失报警继电器安装在后面 2 5SAFR 2000型调速器的运行界面 SAFR 2000装置采用带大屏幕 12 液晶显示的工控机作为显示系统 内置智能化人机接口软件 以WindowsNT为操作系统配以三维中文图形界面 智能显示系统以三维图形方式显示机构频率表 导叶开度表 有功功率表 导叶开度限制表等 另还有多种故障光字显示和各种信息显示 模拟量 开关量 状态量等 并通过设置界面可在线修改人工失灵区 电气开限等 可通过触摸屏或鼠标键盘操作 非常方便 SAFR 2000型调速器的运行界面由5个窗口组成 分别为 主控窗 设置窗 信息窗 开关量窗和报警窗 通过点击窗口下方的分页栏可以选择相应的窗口 主控窗的界面如图所示 主控窗是运行时的主窗口 在窗口上方正中显示了当前机组工况状态和调速器的主要状态 左右两侧分别显示了机组频率 水头高度和导叶开度 有功功率的数值 分为模拟表计显示与数字显示 在窗口中央是增加 减少两个按键 通过点击它可以对机组转速及负荷进行调节控制 在按键下方是用来显示输出控制量的平衡表 设置窗的界面如图所示 点击设置窗口时要求输入密码和用户名 密码和用户名均为 sysadm 注意要小写 密码和用户名正确后便可以再次点击设置窗 设置窗主要用来对运行参数进行设置 窗口左边显示了几个重要的控制量的当前值 作为设置操作时的参考 左下方有一个 参数下发 按键和 发送指示 信息 点击 参数下发 则将当前设置的参数下发至A B系统 同时由 发送指示 显示下发是否成功 右半部分提供了对水头 功率梯度 开限 死区 调差 滑差 自动 人工水头以及机频是否跟踪网频进行设置的窗口 信息窗的界面如图所示 信息窗用来显示系统的主要控制量及内部参数的当前值 窗口左右对称 分别显示A B两套系统较为详细的状态信息 显示的信息包括 电网频率 频率给定 机组频率 机组转速 导叶给定 导叶行程 轮叶给定 轮叶行程 稳零积分 电气开限 空载开度 转速备用 导叶输出 轮叶输出 运行水头 功率给定等内部参数 开关量窗口界面如图所示 开关量窗口用来显示外部开关量操作命令 窗口左右对称 分别显示A B两套系统的信息 显示的开关量信号包括 油开关 开机令 停机令 导手令 调相令 增加令 减少令 轮手令 报警窗的界面如图所示 报警窗用来显示故障报警和故障诊断处理信息 故障一旦被检测到 即使立刻消失 在窗口显示中仍将一直保持报警 直到点击窗口下方的 调速器故障复归 按键后 当前所有的故障显示才被清除 这样 即可实现对偶发故障的记录 故障报警信息分为A B两套系统 包括 电源故障 电网频率 机组频率 齿盘一路 齿盘二路 通信故障 励磁电源 导叶行程 轮叶行程 导叶液压 轮叶液压 水头采样 有功功率 2 6微机测速装置 2 61概述一般微机测速装置通常以发电机残压或永磁机电压为测量信号 要求被测量信号具有一定幅值以上的较为理想的正弦波 发电机转速较低时 其正弦波的幅值及波形通常难以满足要求 在机组刹车时波形畸变可能更甚 因此 这类测速装置在机组刹车以及低速运转的情况下 其转速测量的准确性和可靠性就会降低 如果装置软件处理不够完善 甚至会出现误动作 WJCS 2000型微机测速装置使用先进的测量元件 感应齿盘和接近开关 构成转速测量通道 将发电机的机械旋转转换成脉冲信号 这就使得转速的测量与控制变得简单 可靠 彻底地从根本上解决了常规测速和一般微机测速的缺陷和不足 真正做到了全范围测速 即从低转速情况下机组的蠕动 到高转速情况下机组的过速 均能进行精确的监测 另外 当测量元件 接近开关 掉电或发生其它故障时 单片机能进行自动判断 并将转速测量信号切换到永磁机或残压测频 仍能保持一般微机测速装置的常规运行 大大提高了WJCS 2000型微机测速装置的容错功能和可靠性 2 62WJCS 2000主要技术参数1 测速范围 0 400 Ne 额定转速 2 装置信号输出 1 10路转速信号输出 每路均有两对单独的常开结点 2 1路故障报警输出结点 常开 3 输出结点动作容量 阻性负载 AC220V 3A DC220V 0 5A 感性负载 AC220V 1A DC220V 0 1A 4 测量分辨率 小于0 005Hz5 可靠性指标 无故障连续运行时间 20000小时6 模拟量输出 一路D A信号输出 4 20mA或0 5V 5 工作电源 DC220V 15 AC220V 15 6 输入信号要求 残压通道 0 2V 200V 有效值 正玄或方波 齿盘通道 5V 20V 有效值 方波 2 63WJCS 2000的操作说明 齿盘显示窗 显示齿盘转速值 残压 设定显示窗 在运行时显示残压值 在设定状态显示设定数据 功能窗 显示所设定功能 残压灯 此灯表示残压信号状态 齿盘1灯 此灯表示齿盘1信号状态 齿盘2灯 此灯表示齿盘2信号状态 运行灯 此灯闪烁 测速装置处于运行状态 故障灯 此灯亮 系统故障 故障继电器动作 频率值灯 此灯亮 数据显示窗显示为频率值 转速值灯 此灯亮 数据显示窗显示为转速值 百分值灯 此灯亮 数据显示窗显示为百分值 最高值灯 此灯亮 数据显示窗显示为最高值 设置灯 此灯亮 测速装置处于设置状态 根据残压 设定显示窗显示数据值设置参数 设置键 用于设定WJCS II微机测速装置的各项数值 常按退出设定 增加键 用于调整WJCS II微机测速装置的设定参数 每按一下 加上光标闪烁所在的权值一位 配合 减少 左移 使用 减少键 用于调整WJCS II微机测速装置的设定参数 每按一下 减少光标闪烁所在的权值一位 配合 增加 左移 使用 左移键 此键为光标左移键 配合 增加 减少 对显示参数进行调整 确定 切换键 此键在设置状态下为确定键 在运行状态下切换显示窗显示数值 继电器状态指示1 10灯 相对于1 10个继电器 显示相对应的继电器动作 转速计算公式 n表示转速 单位 转 分 f为电机频率 额定为50Hz P为发电机磁极对数 第三部分ZFL S型调速器液压控制柜 ZFL系列液压调节柜型号的含义 3 1特性 采用了德国BOSCH比例伺服阀作为电液转换元件 伺服比例阀的功能是把输入的电气控制信号转换成相应输出的流量控制 该伺服阀的阀芯装备了位置控制传感器反馈 可将反馈信号引入电路形成闭环控制 因此控制精度很高 阀的滞环和不重复性均很小 手动操作采用了接力器闭环反馈控制 手动操作仍然采用比例伺服阀做控制 同时引入了接力器电气反馈 该反馈机构和自动控制回路反馈互相独立 这样手动操作可以保证导叶接力器 或轮叶受油器 的闭环控制 不会产生漂移 采用了全液控自复式主配压阀作为控制核心 主配压阀的控制信号为流量输入 由电液伺服比例阀直接控制 主配压阀自身具有自动回复中位的特点 其自复机构简单可靠 不存在零点漂移现象 无需调整机械零位 电气控制回路上 引入了与伺服比例阀相配套的BOSCH进口功率放大板 所有液压件都设计安装在液压集成块上 液压件之间的联接由集成块内部的油道完成 全部取消明管 从而可大大提高操作油压力 3 2整套装置可以实现下列各种调节和控制 水轮机转速单机调节 空载运行时 能自动跟踪系统频率 能保证机组在下列工况下自动及手动稳定运行 空载 并列带负载 调相及水泵工况运行 机组并入系统后 能根据系统要求自动调节所带负荷并按照电网的调差要求自动调节电网频率 当机组出现突然故障时 可自动紧急停机 以确保机组和系统的安全 实现机组的手动及自动开 停机 实现手动控制与自动控制之间的无扰动切换 3 3液压系统原理图 液压控制装置系统组成 1 导叶控制部分 主要包括自动控制通道 含伺服比例阀V6D及电磁切换阀V5D 手动控制通道 含脉冲增减阀V4D 节流阀V3D V9D 电磁切换阀V2D 紧急停机通道 含急停电磁阀V7 主配压阀V1D等 2 轮控制部分 主要包括自动控制通道 含伺服比例阀V6L及电磁切换阀V5L 手动控制通道 含脉冲增减阀V4L 节流阀V3L V9L 电磁切换阀V2L 主配压阀V1L等 3 反馈传感器部分 从图中还可以看出 除了在主接力器上安装了位置变送器外 在伺服比例阀 主配压阀的阀芯都加装了位移传感器 这样和控制电路部分组成多级闭环控制 使得整个系统的控制精度很高 响应速度更快 4 2套双切换滤油器 包括两只滤芯 前后两只压力表 一只压差发讯器 3 4系统的控制方式 导叶自动控制主回路为 电气控制柜通过输出继电器控制V5D接通 然后输出控制信号 连续电压 伺服阀功放 伺服比例阀V6D 切换阀V5D 主配压阀V1D 接力器 该控制的稳定性和精度靠三个闭环反馈来实现 伺服阀位移反馈 主配压阀位移反馈 主接力器数字式位移反馈 手动控制通路为 用机柜面板上的手动开关切除伺服阀V6D 即V5D关闭 V2D接通 然后操作手动控制开关 断续脉冲 脉冲增减阀V4D 节流阀V3D 主配压阀 接力器 通过主配压阀的自动复中功能来保证操作结束时接力器稳定不动 调整节流阀V3D V9D的开口可以控制手动增减的速度 紧急停机操作回路为 当出现机组事故紧急停机信号时 系统将紧急停机电磁阀V7投入 同时关闭V5D V2D 切除手动和自动操作回路 实现导叶紧急关闭 机组可靠停机 异常情况下 在伺服阀发生故障时 装置自动切除伺服阀控制 并切换到容错控制阀组 其通路为 电气控制柜输出控制信号 断续脉冲 到容错控制阀组 即 断续脉冲 脉冲增减阀V4D 节流阀V3D 主配压阀 接力器 此时仍能维持接力器自动闭环控制 但精度有所降低 轮叶自动控制 容错控制 手动控制回路和导叶相同 3 5工作原理说明 自动控制回路包括两种方式 正常情况下通路为 电气控制柜输出控制信号 连续电压 伺服阀功放 伺服比例阀 主配 接力器 该控制的稳定性和精度靠三个闭环反馈来实现 伺服阀位移反馈 主配压阀位移反馈 主接力器数字式位移反馈 紧急停机操作是通过操作紧急停机阀 同时切除伺服比例阀通路来完成的 并直接控制主配压阀完成关方向动作 手动控制通路为 手动控制开关 断续脉冲 综合控制模块 伺服比例阀 主配 接力器 通过主配压阀自动复中以及模拟式位移传感器完成手动状态的闭环控制 系统调节原理框图 3 6主要液压元件原理介绍 ZFL S系列全液控自复式主配压阀伺服比例阀双联可切换滤油器机械外罩正面元件布置说明开关机时间整定主配传感器调整 图中所示为系统处于平衡状态时全液控自复式主配压阀 以下简称 主配 的平衡位置 即中位或零位 P腔为操作压力油进油腔 A B腔分别为主接力器关闭腔或开启腔的二个控制腔 T腔为回油腔 C D腔分别为使阀芯上下运动的二个液控腔 Q1 Q2控制油路把伺服比例阀的二个控制口分别与 主配 液控腔C D联接起来 当系统处于平衡状态 即 主配 阀芯处于 零位 中间位置 时 主油腔P T A B之间皆不通 不向主接力器配油 主接力器位置不动 当电气信号使电液伺服阀的压力腔P与 主配 液控腔Q2相通时 同时电液伺服阀的回油腔T也与 主配 液控腔Q1相通 主配 阀芯在D腔油压作用下压缩下弹簧向下移动 促使 主配 A腔与进油腔P相通 B腔与回油腔T相通 于是 主配 通过A腔向主接力器关闭腔配油 而主接力器开启腔的油通过B腔回油到回油箱 结果 主接力器就向关闭方向移动 此时接力器位移传感器向电气综合放大环节送出一个负反馈信号 电液伺服阀于是回复 中位 主配 液控腔Q1 Q2不与伺服比例阀的P或T联通 因此 主配 C与D腔之间无压力差 主配 阀芯在下端弹簧的作用下向上移动 直至定位件被下端主阀套定位端面阻挡为止 主配 回复到中间位置即 零位 此时 主配 停止向主接力器配油 主接力器停止移动 当电气信号使伺服比例阀压力腔P与 主配 液控腔Q1相通 回油腔T与 主配 液控腔Q2相通时 主配 阀芯运动过程及主接力器移动过程与上述情况相反 主配 上端中心装有二个调节螺母 用来分别限制主配操作油开口大小 从而限制操作油的流量 达到调节主接力器开关时间的目的 3 61ZFL S系列全液控自复式主配压阀结构图 3 62ZFL S 双调节 系列液控系统功能 紧急停机控制 当出现机组事故紧急停机信号时 系统将V4D投入 向 主配 Q2供油 Q1回油 同时 用V3D切断V2D 伺服控制 油路 主配 以最大开口向主接力器关闭侧供油 导叶紧急关闭 机组停机 机柜现场安装布置示意图 3 63伺服比例阀 伺服比例阀的功能是把输入的电气控制信号成比例转换成输出的流量控制 所谓调速系统处于伺服运行工况 即是指伺服比例阀在运行的情况下 其阀芯装备了位置控制传感器 使得滞环和不重复性均很小 在电磁铁断电时 阀具有 故障保险 位置 即第四位置 4 4伺服比例阀 伺服比例阀阀位机能图 该阀的最大特点是电磁操作力大 为环喷式和双锥式电液伺服阀电操作力的5倍以上 它结合了伺服阀和比例阀的优点 既有伺服阀的高精度高响应性又有比例阀的出力大 耐污染能力及防卡能力强等高可靠性 因此是普通电液伺服阀所无法比拟的 3 64双联可切换滤油器 油质处理采用了双联可切换滤油器 如右图 它有两只滤芯 总容量为2 190L min 过滤精度10 m 在滤芯的前后级各有一压力表 用它可直接读出滤芯前后的压力差 另外 还加装了一只压差发讯器 当滤芯前后压差达到0 35MPa 发讯器就点亮机柜面板上的指示灯报警 提示更换正在使用的这只滤芯 更换是时 只要把双切换手柄拔向另一只滤芯 即可在机组正常运转的情况下更换脏滤芯 滤油器在切换过程中 输出油流不会中断 因为本滤油器滤芯的安装方式是由下至上压紧 且过滤油流的方向是从外向内 故在更换滤芯的过程中不会带进新的污染 另外 因滤芯是由各种有机 无机高分子材料复合而成 它既不会象纸质滤芯那样掉毛 亦不会象粉末冶金滤芯那样脱粉 总之 它自身不生污染 3 65机械外罩正面元件布置说明 操作电源 操作回路的DC24V DC220V电源监视电源 正常时常亮 若灯不亮 则表示DC24V DC220V操作电源至少一个消失 此时手自动切换及手动增减均不能进行 需紧急处理 检查DC24V DC220V操作电源 如果只是DC24V消失外部紧急停机失效 可以操作面板紧急停机按钮操作急停 轮叶功放 灯常亮时表示轮叶功放模件工作正常 灯灭时表示功放保护动作 可能是传感器 伺服阀反馈断线以及伺服阀过流所引起 需作紧急处理 若恢复正常需将功放模件电源断开再合上 可将调速器切至手动方式 操作柜内开关FU1进行 再将调速器切至自动方式 轮叶手动 当轮叶控制手自动把手位于手动时 该灯被点亮 切换回自动方式时灯灭 锁锭拔出 锁锭投入 当锁锭拔出和投入时分别被点亮 用于监视锁锭的状态 当锁锭投入灯亮时 不允许进行手动操作导叶接力器 否则会造成锁锭损坏 油滤堵塞 当滤油器前后的压差达到一定数值时 该灯被点亮 压差可通过波油器前后的压力表观察到 当发生堵塞时 应及时进行滤油器切换或更换工作部分滤油器滤芯 紧急停机 当紧急停机操作执行时灯亮并自保持 此时须再执行复归才可使灯灭 紧急停机灯点亮表示调速器进入紧急停机状态 其他操作都被禁止 导叶手动 当导叶控制手自动把手位于手动时 该灯被点亮 切换回自动方式时灯灭 导叶功放 与 轮叶功放 灯类似 灯常亮时表示导叶功放模件工作正常 灯灭时表示功放保护动作 可能是主配传感器伺服阀反馈以及伺服阀过流所引起 需作紧急处理 若恢复正常需将功放模件电源断开再合上 可将调速器切至手动方式操作柜内开关FU1进行 再将调速器切至自动方式 机械外罩正面元件布置 3 66开关机时间整定 开关机时间整定可以通过调整开侧调节镙母和关侧调节镙母来实现 当关侧调节镙母靠近调节支架时 关闭时间变长 反之则时间变短 同理 若整定开启时间 当开侧调节镙母靠近调节支架时 开启时间变长 反之则时间变短 开关机时间整定可以通过手动来操作 利用秒表来记时 整定好后可以将开关侧调节镙母固定 3 67主配传感器调整 一般主配位移传感器在拆卸 更换以及零点偏移时需要重新调整零位 该调整对于调速器的自动运行非常重要 方法如下 1 将导叶 或轮叶 液压控制部分切换到手动状态 操作增减把手 使接力器保持在中间某位置不动 2 测量传感器的供电电源 15V及 15V 电源应保持对称且不低于 14V 若供电电源为 12V 则不应低于 11V 3 测量传感器的反馈电压 如偏离零伏电压 则慢慢调整传感器的铁芯 使反馈电压接近零伏 然后用内六角扳手调整传感器侧面的镙母进行微调 直到零伏电压 3 7插装阀式调速器原理介绍 调速器液压控制系统是由四只插装阀组成一个三位四通阀与一个伺服比例阀并联后去对导叶主接力器的控制 因为插装阀其实就是一个大流量的开关阀 它不能实现连续精确的流量调节 所以如果只用它去直接控制主接力器是很难的 而伺服比例阀可以连续精确的流量调节 其响应和精度均很高 但其流量较小 所以我们就将此两种阀结合在一起取长补短 发挥各自的优点 同时弥补各自的不足 在系统需要大调节时插装阀与伺服比阀同时对主接力器配油 当与设定值还差3 5 时 插装阀关闭 此时只有伺服比例阀继续对主接力器配油 直至到设定值为止 这样的系统配置即满足了系统对速动性的要求同时又满足了系统对控制精度的要求 满拉插装阀式调速器液压原理图 从液压系统原理图中可看到插装阀V1 V2 V3 V4是由先导电磁换向阀V7来控制 V1和V3组成一组 V2和V4成一组 当V7阀a端电磁线圈通电后V1和V3两插装阀的上控制腔通回油 V2和V4两插装阀的上控制腔通压力油 这时V1和V3打开 V2和V4关闭 这时操作油P通过V3进入主接力器关腔 主接力器开腔的油通过V1进入回油箱 这时主接力器快速关闭 通过调节V1阀盖板上的螺杆就可以调整V1阀的开口量 从而实现对快关速度 时间 的整定 反之当V7阀b端电磁线圈得电后V1和V3关闭 V2和V4打开使主接力器快速开启 通过调节V4阀盖板上的螺杆可以实现对快开速度 时间 的整定 当V7阀两电磁线圈均不得电时V1和V3 V2和V4的上控制腔均通压力油 所以它们此时均关闭 从系统图中可看出 伺服比例阀V5的输出口是与插装阀组的两输出口并联在主接力器的开关油路上的 伺服比例阀可以对主接力器实现精度的位置控制 该系统中有一个手动控制电磁阀V9 它的输出口也是并联在主接力器的开关油路上的 通过分别对V9阀a b电磁线圈的通电实现对主接力器的慢关与慢开 手动开关机速度可以通过安装在V9阀下面的V8叠加式单向节流阀上的两调节螺钉来调整 系统的紧急停机也是通过V7阀的a电磁线圈来实现的 系统中的V6电磁阀是对V5伺服比例阀的切除阀 当系统紧急停机或手动操作时V6电磁阀得电 将V5伺服比例阀从控制油路中切除 以防止在以上两种工状下伺服比例阀对系统的干扰 V5伺服比例阀有事故保护位 第四位 有了此位 在系统全部掉电时 可以保证主接力器不动 系统调节原理框图说明 自动控制回路包括两个通路 小调节情况下通路为 电气控制柜输出控制信号 连续电压 伺服阀功放 伺服比例阀 接力器 该控制的稳定性和精度靠二个闭环反馈来实现 伺服阀位移反馈 主接力器位移反馈 大调节情况其通路为 电气控制柜输出开关量信号 断续脉冲 快开 快关 阀 插装阀 接力器 当接力器行程给定与反馈值小于程序设定值时快开快关阀退出 接力器行程与给定的差异通过伺服比例阀调节到最佳状态 紧急停机操作是通过操作快关阀完成 其直接控制插装阀完成关方向动作 手动控制通路为 手动控制开关 切换阀 断续脉冲 手动阀 接力器 通过手动阀自动复中和模拟式导叶开度传感器来保证接力器稳定在某个位置 3 8机械过速保护及事故关机装置 机械液压过速保护装置 包括下列部分 1 过速摆 2 过速摆对面的平衡块 3 机械液压阀 4 用于指示或关机的机械限位开关 5 液压阀及安装板的安装 固定螺栓螺母 6 半法兰盘安装固定件 7 过速摆拆卸专用工具及安装块 8 2个半园紧固圈 工作原理机械液压过速保护器的两个半法兰圆环安装在水轮机主轴上 过速摆安装在半法兰圆环之间 液力阀安装在过速摆外侧半法兰圆环径向位置d处 当水轮机转速增大时 由于离心力增大的缘故 安装在水轮机主轴两个半法兰圆环间的过速摆中的柱塞发生径向位移 当转速增大到过速保护设定值 过速摆中的柱塞会由于径向位移大于d值而触动液压阀 液压阀从而切换压力油 以此实现对机组的过速保护 液压阀有三个接口 机组正常工作时 压力油由接口P 进口 进入 流经液压阀后从压力油接口A 出口 出来 机组正常工作时P A处于开通状态 此时A口带压 当液压阀被触动后 压力油接口A与P管路通道被液压阀关闭 同时液压阀将接口A管路切换到与泄油管接口R相连通状态 此时A口无压 过速保护值在出厂时精确整定 不需要在现场调试 液压阀具有自保持功能并可用手动复位 本设备同时装有与液压阀联动的限位开关 可用于连接指示灯或其它电气辅助信号提供 3 9分段关闭装置 在实际工程中有时要求执行机构 如油缸 有两段关闭速度 而又不影响其在任何位置时以一个较快速度开启 有些水电厂在水轮机控制时就有这个要求 目的是防止水锤对机组的伤害 它要求在开始阶段机组以较快的速度关闭 在关到一定程度后以一个较前一段关闭速度慢的速度关闭至机组全关 我们知道调速器分段关闭的曲线图如下所示要求导叶在分段关闭拐点以上时能快速关 到达关闭拐点时 要以较慢的速率慢关到导叶全关位置 同时要求导叶在任何位置 包括分段关闭拐点以下位置 均能快速开启 工作原理 当导叶开度在分段关闭拐点之上时 先导电磁阀 6 或行程阀 不得电 此时压力油从B口经过插装阀2及节流式插装阀3通到导叶接力器关腔 分段关闭装置不起节流作用 导叶接力器快速关闭 当导叶关到分段关拐点时 电磁 或行程阀 先导阀6得电 这时插装阀2控制腔5通压力油 插装阀2关闭 B口的压力油只能通过节流式插装阀3进入导叶接力器关腔 导叶接力器即以较慢的速度关闭 而第二段的关闭速度是由节流式插装阀上的调节螺杆来调定的 当要求第二段关闭速度再慢一些时将螺杆向里旋入一些 反之要求第二段关闭速度快一些时螺杆向外旋出一些即可 所以说该分段关闭装置的分段关拐点是由先导电磁阀6的得电来决定的 而第二段的关闭速度是由节流式插装阀3上的调节螺杆来决定的 由插装阀的