调速器技术方案.doc

武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方 案 陕西岚河水电开发有限责任公司 金淌水电站 调速器电气调节器改造 技术协议技术协议 制造单位制造单位: : 武汉国测三联水电控制设备有限公司武汉国测三联水电控制设备有限公司 地地 址址: : 武汉市江夏区江夏大道国测路特武汉市江夏区江夏大道国测路特 1 1 号号 联联 系系 人人: : 邓志翔邓志翔 1380717983713807179837 联系电话联系电话: : 027-87990685027-87990685 传传 真真: : 027-87990674027-87990674 邮政编码邮政编码: : 430223430223 日日 期期: : 20112011 年年 月月 日日 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方 案 买方： 陕西岚河水电开发有限责任公司 技术代表： 签字日期： 卖方：武汉国测三联水电设备有限公司 技术代表： 签字日期： 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 技术方案简要说明技术方案简要说明 电气调节器以法国 SCHNEIDER 公司 Modicon M340 型可编程控制器为核心，触摸屏采用台湾屏 通 PANEL MASTER PV104（10.4 寸）产品。 M340 型 PLC 是法国施耐德的旗帜产品，在工业控制领域具有很高和知名度：该型 PLC 已广泛应 用于电力、冶金、石化和机械制造等行业，并得到了用户认可。 人机界面可方面实现人机对话，使操作者或维护者清楚地了解系统的运行状态；PV104 型产品 是内置工业以太网接口的高清 HMI，工业以太网的应用提高了通信速率和 HMI 的刷新速度，方便用 户使用； 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 目录目录 技术方案简要说明技术方案简要说明.0 0 电气调节器技术方案电气调节器技术方案.1 1 1 供货范围 .1 2 技术标准 .1 3 技术参数 .1 4 性能指标 .2 5 可靠性指标 .4 6 设计原则 .4 7 型式说明 .5 7.1 测速环节 .6 7.2 调速器结构 .6 7.3 保护和信号 .7 7.4 表计 .7 7.5 接线和端子 .7 7.6 通信 .7 7.7 主要配置 .9 8 试验 .10 8.1 工厂试验 .10 8.2 现场试验 .11 9 售后服务 .11 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 9.1 安装 .11 9.2 保修及售后服务 .11 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 1 电气调节器技术方案电气调节器技术方案 1 1 供货范围供货范围 3 台(套)型号为 SWT.1G1S070X-101 的电气调节器，包括：电气柜、电源模块、PLC 模块、 HMI（触摸式液晶显示屏） 、功放模块、保护装置、信号装置和仪表。 更换接力器反馈装置。五台机组加装转速测量探头. 2 台(套)型号为 SWCT11.G1P1X070 电气调节器，包括：电气柜、电源模块、PLC 模块、HMI（触 摸式液晶显示屏） 、功放模块、保护装置、信号装置和仪表等。 更换喷针及折向器接力器的反馈装置。 电器调节器控制柜布置于原液压执行器之上并在尺寸与颜色上与之保持最大程度上一致。 2 2 技术标准技术标准 本投标文件未提及的内容均符合国家有关标准及部颁标准(包括各标准的引用标准)，若标准之 间出现矛盾时，以高标准为准。选用标准为签订合同时的最新版本 水轮机电液调节系统及装置技术规范DL/T563 水轮机调速器及油压装置基本技术条件GB/T9652.1 水轮机调速器及油压装置试验验收规程GB/T9652.2 大型水轮机调速器与油压装置产品质量分等JB/T56079 水轮机电液调节系统及装置调整实验导则DL496 IEC308水轮机调速系统试验国际规程 。 3 3 技术参数技术参数 (1)调速器型式： 并联 PID 调节型全数字式调速器 (2)测速方式： 残压+齿盘 (3)测频误差： 0.00034% 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 (4)扫描周期： 5ms (5)电源： DC 220V15%和 AC 220V15% (同时供电) (6)永态转差系数： bp=010%(调整分辨率为 1%) (7)比例增益 KP： 020 s (8)积分增益 Ki： 010 1/s (9)微分增益 Kd： 05 s (10)暂态转差系数： bt=0200%(调整分辨率为 1%) (11)积分时间常数： Td=120 s(调整分辨率为 1s) (12)加速度时间常数： Tn=05 s(调整分辨率为 0.1s) (13)频率给定范围： FG=4555 Hz(调整分辨率为 0.01Hz) (14)频率死区范围： E=00.5 Hz(调整分辨率为 0.01Hz) (15)功率死区范围： i=05% (16)电气开度限制范围： L=0100%(调整分辨率1%) (17)功率给定范围： P=0120%(调整分辨率1%) (18)人工失灵区： 1.0% (可调) (19)导叶接力器全关行程时间调整范围：240(s) (20)导叶接力器全开行程时间调整范围：240(s) 4 4 性能指标性能指标 (1) 静态特性曲线近似为一直线，其非线性度不大于 2%； (2) 调速器转速死区不超过 0.02%； (3) 水轮机突甩 25%额定负荷后，接力器不动时间不超过 0.15s； 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 (4) 调速器保护机组在各种运行方式下安全稳定运行。在空载工况自动运行时，保证机组转速 摆动相对值不大于0.14%； (5) 当机组并网运行、永态转差系数整定在 2%时，由于调速器引起的机组出力摆动相对值不大 于 0.25%； (6) 电气部分温度漂移折算为转速相对值不超过 0.01% (7) 调速器静、动态特性，满足 GB/T19652.1水轮机调速器与油压装置技术条件的有关规 定； (8) 调速器有足够的容量，当油压装置为最低工作油压，水轮机导叶水力矩最大时，能在规定 的接力器最小全关闭（或开启）行程时间内，将导叶从 100%开度关至零（或从零开至 100%开度） 。 调速器操作功可通过调速轴传递给调速环。 (9) 采用交、直流同时供电，电源切换操作时，产生的开度变化的接力器全行程。供电 电源切除或投入时，调速器能保证接力器开度变化的接力器全行程 (10) 能保证机组实现自动或手动运行方式，并能实现现地和远控两种运行方式的切换。切换 操作时产生的开度变化不大于 1%的接力器全行程； (11) 机组处于孤立电网，带稳定负荷运行时，调速器能保证机组频率变化0.2Hz。 (12) 在水轮发电机出口开关以外切除，机组突然甩25%额定负荷时，或发电机组处于小电网 运行，负荷发生25%额定负荷突变时，调速器能保证在调节过程中最高转速不超过 140%调节保证 设计值，所引起的频率波动过渡过程中的波峰数1.5 个，调节时间30S。 (13) 调速器具有足够的容量，当油压装置为最低工作油压、水轮机导叶水力矩最大时，能在 规定的接力器全关闭（或全开启）行程时间内，将导水叶从 100%的开度关到 0（或从 0 开至 100%的 开度） 。 (14) 在机组并网前同步操作时，能使机组自动跟踪电网频率； (15) 实现机组的经济运行：根据水头自动或手动调节导叶的限制机组出力。使机组处于高效 率区运行； 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 (16) 能单机或成组调节运行，并能实现两种运行方式的相互切换； (17) 调速器的稳压电源在供电电源偏离额定电压15%时，能长期稳定工作，当稳压电源故障 时，能自动控制机组保持事故前导叶开度并发出报警信号； (18) 手动操作装置具有电动和手动操作功能，当电气部分退出工作后，改为手动操作运行， 并能发出状态信号。 (19) 调速系统故障性质仍属允许继续运行时，维持机组原运行状态并不影响机组正常和事故 停机，并发出故障信号； (20) 可按水头值，自动校正导叶电气开度限制的起动开限和空载开限，可自动限制机组最大 出力；设电气开度限制装置，能根据水头限制导叶开度； (21) 对频率、水头、导叶反馈信号具有自诊断功能，并自动处理调速器控制。 （22）调速器触摸屏要求能显示所有调速器测量参数值(如机组有功等)。 （23）调速装置以无源接点方式送出调速器手、自动工作方式，电源消失，电调故障，测速故 障等信号。 （24）与上位监控机通讯协议采用 RS-485 MODBUS 协议。 5 5 可靠性指标可靠性指标 无故障连续运行时间不少于 25000h 大修间隔时间不少于 10 年 调速器可利用率: 自动工况可利用率不小于 99.99% 自动方式手动方式可利用率 100% 退役前的使用期限不少于 30 年。 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 6 6 设计原则设计原则 调速器总体设计原则是，符合招标文件和招标补充文件及国家有关标准的规定，充分体现先进 性、合理性、完整性和高可靠性的原则。保证整个调速系统安全可靠地工作，并满足如下要求： 高性能和高安全可靠性。 各种运行工况稳定，切换无扰动。 硬件配置合理，各种控制调节功能完备。 全中文图形、表格、数据的人机操作平台。 选用世界知名厂家的兼容性高的元器件。 7 7 型式说明型式说明 我公司生产的 SWT-1800 调速器是具有 PID 调节规律的微机电液调速器，调速功为 1800kg.m， 正常操作油压为 2.5Mpa。调速系统由可编程控制器，电液随动系统构成，结构型式为组合式。 我公司生产的 SWCT11-600 调速器是具有 PID 调节规律的微机电液调速器，调速功为 600kg.m， 正常操作油压为 2.5Mpa。调速系统由可编程控制器，电液随动系统构成，结构型式为组合式。 SWT-1800 和 SWCT11-600 可编程微机调速器（包括油压装置及接力器） ，机械控制柜采用数字逻 辑液压系统，电气部分采用高可靠性的法国 Schneider M340 系列可编程序控制器。调速器电气、 机械液压部分组合成一体。调速器的性能优良、可靠性高、检修维护方便，能够适合大、小电网等 各种运行工况，满足电厂运行的需要。 调速器采用可编程控制器作为调节控制的核心，并配备液晶显示触摸屏作为人机对话接口。通 过它可显示：机组频率、频率给定、电网频率、导叶开度、给定开度、电气开限、机组功率、功率 给定、当前水头。 频率模式、开度模式、功率模式、手动运行、自动运行、机频故障、网频故障、导叶位移传感 器故障、A/D 模块故障、D/A 模块故障、DL 位置状态、锁定投入和退出信号灯等等。 同时可以通过触摸屏修改运行参数和调节参数，对调速器进行操作。 调速器电气部分采用单元组合及插件标准化系列结构，由法国 Schneider M340 系列可编程控 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 制器实现。 7.17.1 测速环节测速环节 1调速器的测速由调速器信号装置和测频回路组成。转速信号、测频信号取自发电机电压互 感器。在额定转速10%范围内，测速装置静特性曲线的非线性度不大于 2%，转速死区不大于 0.02%。 2测频回路采用先进的数字测量回路，以提高调节速度的精度。为了加速同期设置频率跟踪 回路。 7.27.2 调速器结构调速器结构 1调速器的电气部分和机械液压部分布置于一个组合柜内。电气部分采用单元组合及插件标 准化系列结构。 2调速器结构方便安装、检修，柜上仪表安装方位便于运行操作。 3导线从底部引入调速器电气柜。 4调速系统上设有下列仪表：机组频率表、油压表、导叶开度指示表、锁定信号和油压变送 器（带指示）等。 5调速器各机构和装置除符合 GB/T9652.1 中有关规定外，还满足下述要求： 调速器机械部分采用数字球阀和单向阀等标准液压元件，直接控制接力器两油腔的进、排 油，从而达到控制接力器行程的目的。 由于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， 其速动性好、机械防卡性能好、对油质要求低、油过滤140，静态无油耗、无机械飘移。在工 作范围内，其静特性曲线的最大非线性度不超过 2%，在最大负载下，死区不超过 0.02% 用油采用双滤油器过滤，在运行中能方便的拆洗及更换。采用折叠式滤网，通流量大、不 破损； 转速调整装置能远方控制； 永态转差系数调整机构便于调节永态转差系数值，并具有数值指示； 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 暂态转差系数调整机构有明显的刻度指标，其刻度值偏差不得超过0.5%。 导叶接力器的位移信号变送器线性度好、时间常数小、工作可靠； 调速器设有电气锁定位置，当转速信号故障时，使导水机构保持在所处运行位置，使机组 保持稳定运行。该装置投入时不妨碍机组正常和事故停机； (8) 调速器的功率给定、开度限制有足够的数量及引出接点； (9) 调速器满足计算机监控系统的要求，并配有 RS232 或 RS485 接口，可与计算机监控系统 进行通讯和控制，通讯规约由计算机监控厂家确定。 7.37.3 保护和信号保护和信号 1调速系统设有事故低油压保护。当油源压力降至事故低油压整定值时，机组紧急停机。 2调速器设锁定装置（包括机械及电气锁定装置） ，同时有投入和退出信号灯。 3调速器电气柜柜上有反映机组运行状况（如：停机、发电、紧急停机和各种故障等）的信 号指示灯。 4调速器电气部分设置自检保护，并配有相应的信号指示。 7.47.4 表计表计 1所有指示仪表的精度不低于 1.5 级。 2调速系统的调节旋钮及指示灯。交流电源指示灯、直流电源指示灯、调速器故障指示灯、 锁定投入、锁定拔出钮。 7.57.5 接线和端子接线和端子 1、调速电气柜的电气接线供应至柜内端子排。 2、调速设备元件在环境温度 540，相对湿度90%的条件下能长期可靠运行。 3、所有的端子排布置合理、排列整齐、便于接线，并有明显标记。端子排的端子数量留有 20% 的余量。 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 7.67.6 通信通信 电气调节器采用国际通用的 MODBUS RTU（RS485）与机组控制系统通信；调节器通信站号由机 组控制系统指定； 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 7.77.7 主要配置主要配置 序号序号元器件元器件用途用途生产厂家生产厂家 1M340PLC 模块法国 SCHNEIDER 2PV10410.4 吋 HMI台湾 Panel Master 3S-201电源模块台湾 MEAN WELL 4SKMD24继电器（24V）日本 KOYO 5GD-2数字式功率放大器三联水电 6信号整形器三联水电 7MM2XPDC220VDC220V 继电器日本 OMRON 8MK2P-IAC220V 继电器日本 OMRON 9磁盘测速探头欧姆龙 10 GAX60 R13/12 E10 接力器传感器日本 KOYO 11 12 调速器型号调速器型号项目名称项目名称型号及规格型号及规格生产厂家生产厂家 SWT.G1P1X070 柜体*3 1100*800*600 （高*宽*厚） 武汉三联 SWCT11.G1P1X070 柜体*2 1100*660*460 （高*宽*厚） 武汉三联 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 8 8 试验试验 调节器所有试验均严格按国家标准 GB/T9652.1-2007 和 GB/T9652.2-2007 的规定执行； 8.18.1 工厂试验工厂试验 调速设备出厂前组装并进行试验，试验项目与方法按 GB/T9562.2水轮机调速器与油压装置试 验验收规程中的规定进行联调试验，其中调速器在工厂进行联调试验，回油箱做渗漏试验。下表 中标有“*”号的试验项目通知发包人代表参加。 工厂试验项目表工厂试验项目表 序号名称动作试验压力试验试验检验备 注 1 油泵 * 试运转及输油量 2 阀组 * 3 测速装置 * 4 缓冲装置 5 转速指标信号 * 6 永态转差系数 * 7 暂态转差系数 * 8 缓冲时间常数 * 9 加速时间常数 * 10 电气装置 * 11 电液转换器 * 12 静态特性 * 13 转速特性 * 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 8.28.2 现场试验现场试验 调速系统安装、耐压、试验完毕后，进行现场试验，以检验是否满足本合同及其附件要求。主 要试验项目除重复进行厂内试验项目外，还需进行操作回路检查及模拟动作试验。试验按照 GB/T9652.2水轮机调速器与油压装置试验验收规程 、IEC308-1970 水轮机调速系统试验国际规程 有关规定和招标文件执行。我公司派人员指导安装，并负责调速系统的试验。试验报告分项填写， 包括试验记录数据和对试验结果的分析和讨论。每台套调试时间不大于六个工作日。 9 9 售后服务售后服务 9.19.1 安装安装 调速系统的安装将在我公司派至电站现场的工作人员指导下，由其他承包人进行。 9.29.2 保修及售后服务保修及售后服务 9.2.19.2.1 保证期保证期 公司自发货之日起两年内，机组投入运行一年内(上述期限以先到为准)，因产品制造质量不良 而发生损坏或不正常工作时，我公司无偿更换或修理。上述期限之后，设备发生损坏或不正常工作 时，公司仍及时积极配合更换或修理，合理收取工本费。 9.2.29.2.2 现场技术服务现场技术服务 (1) 目的：使调速系统安全、正常投运。 (2) 现场服务人员的素质 遵守现场的各项规章制度；具有强烈的责任心和事业心；了解合同设备的设计，熟悉其结构， 并能正确地进行现场指导；身体健康，适应现场工作条件。 (3) 现场技术服务人员的职责 调试前，解释调速系统的工作原理，提供调试程序和调试方法，进行现场调试；解答技术问题。 全权分析和处理现场出现的一切技术问题。 (4) 我方对现场技术服务人员的一切行为负全部责任。 武汉国测三联水电设备有限公司 SWT SWCT1 型调速系统技术方案 9.2.39.2.3 服务承诺服务承诺 (1) 严格按合同要求，按时提供调速器及油压装置的有关图纸、资料。 (2) 按时派遣技术人员进行现场调试。 (3) 需要进行售后服务工作时，24 小时内提出解决问题的方案；需要进行售后服务工作的现场 服务时，48 小时内出发赶往电站，及时、顺利地解决问题。 (4) 质量保证期内，由于质量原因造成的一切损失，均由我方承担；质保期过后，对维修调速 器及油压装置所发生的费用，只收取更换元件的工本费，且更新后设备或元器件不降低技术性能。 (5) 长期优惠供应相应备品备件。 (6) 按时提供调速器及油压装置资料 9.2.49.2.4 长期保修长期保修 (1) 公司自发货之日起两年内，设备投入运行一年内(上述期限以先到为准)，因产品制造质量 不良而发生损坏或不正常工作时，公司无偿为业主更换或修理。 (2) 上述期限之后，设备发生损坏或不正常工作时，我公司仍及时积极配合业主更换或修理， 合理收取工本费。 (3) 调速系统软件公司在设备投入运行后无偿负责为买方升级。 9.2.59.2.5 人员培训人员培训 对买方的运行及维护人员的培训是调速系