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cjt电气冲击式说明书样本
CJT系列中小型冲击式水轮机调速器
可编程说明书
(电气部分)
第一章概述
CJT系列中小型冲击式水轮机调速器是新一代冲击式水轮机电液调速器。
与传统的调速器不同,它采用折向器快速开启、关闭,喷针进行调节的控制方式,提高了调速系统的动态稳定性和调节品质。
该系列调速器电气部分采用三菱FX2N系列可编程。
整机工作可靠,性能优良,结构简单,运行方便。
1.1功能和特点:
1.1.1调速器的主要功能
·频率测量与调节:
可测量机组和电网的频率,并实现机组频率的调节和控制。
·频率跟踪:
当跟踪功能投入时,机组频率自动跟踪电网频率,可实现快速自动准同期并网。
·自动调整与分配负荷:
机组并入电网,调速器将根据其整定的bp值和电网频差自动调整机组的出力。
·负荷调整:
可接受上位机控制指令,实现发电自动控制功能(A.G.C)。
·开停机操作:
接受中控室或上位机指令,实现开停机操作。
·手动操作:
具有机械手动操作功能,并可无条件、无扰动地实现自动运行与手动操作的相互切换。
·能采集并显示调速系统的主要参数,如:
机组频率、电网频率、喷针开度、折向器开度、调节输出值和调节器的整定参数等。
·可配置通讯单元,为电站微机监控系统联系提供标准、可靠的接口,能方便地实现与上位机的通讯。
1.1.2本调速器具有如下主要特点
·电气部分以可靠性极高的FX2N系列可编程序控制器为其硬件的主体,软件采用统一的时变参数控制策略,可适时辨识空载、并网和孤立运行等不同工况,可靠性高,稳定性好,带孤立负荷能力较强。
·频率测量部分采用了可编程内部测频,可靠性高,抗干扰能力强。
·用彩色液晶触摸屏作为人机界面,为运行人员提供了方便、准确、直观的操作环境。
·设有在线自诊断及处理功能,当系统故障时,调速器将自动转入手动工况运行,将负荷固定于故障前的状态。
·自动化程度高,调速器设有开机、停机、发电、调相、增减给定操作回路,只需给调速器相应的操作指令,调速器便能自动完成上述操作,减少了与水机自动回路的联系。
1.2主要技术参数
1.2.1产品型号说明
CJT系列中小型冲击式水轮机调速器的型号是:
CJT/1—1000—4.0CJT/1—1800—4.0CJT/1—3500—4.0
CJT/2—1000—4.0CJT/2—1800—4.0CJT/2—3500—4.0
CJT/3—1000—4.0CJT/3—1800—4.0CJT/3—3500—4.0
CJT/4—1000—4.0CJT/4—1800—4.0CJT/4—3500—4.0
其中第一部分表示冲击式水轮机调速器:
CJ代表冲击式;T代表调速器,数字表示喷针数目。
第二部分数字表示操作功的大小。
第三部分数字表示工作油压,当油压为2.5MPa时,此数字不标。
另外还可应用户要求制作非标产品。
1.2.2主要技术参数
·转速死区iX≤0.08%
·静态特性曲线非线性度ε<5%
·自动空载三分钟转速摆动相对值≤±0.25%
·接力器不动时间Tq<0.2秒
·平均无故障间隔时间≮8000h
1.2.3主要调节参数范围
·比例系数KP0.5~20
·积分系数KI0.05~10(1/S)
·微分系数KD0~5(S)
·永态转差系数bp0~10%
·频率人工死区E0~1.0%
·频率给定范围FG50±5Hz
·功率调整范围PG0~100%
·工作电源:
AC220V≯200W
DC110V或DC220V≯200W
第二章系统工作原理
2.1自动调节
水轮发电机组有多种运行工况,不同的工况需要采用不同的控制规律、控制结构和调节参数。
控制规律的形成和系统结构的改变经过软件来实现。
现对该系列调速器各自动工况的系统工作原理简述如下:
2.1.1闭环开机
一般电液调速器开机时,测频信号是断开的,由开限机构控制导叶按规定程序运动,实现机组的开环启动。
当转速接近额定值时,接入测频信号,调速系统才进入闭环调节。
CJT系列调速器在整个开机过程中,测频信号一直接入,调速系统始终处于闭环调节状态。
开机前折向器处于全开位置,开机时将频率给定值置于50Hz,机频与频给的差值经过PID运算后,其输出信号带动电液比例阀随动装置,将输入的控制信号成比例地转换成喷针接力器的位移,控制喷针使机组开机,直至机频达到50Hz,从而完成了闭环开机过程。
在机组开机过程和空载运行中,可编程调节器根据工况识别,自动将调节参数设置于空载参数,保证了机组并网前运行的稳定性。
2.1.2频率调节
当调速器的频率调节方式处于”不跟踪”时,自动空载工况下的调速器受频率给定值控制,可编程调节器对机频与频给的差值进行PID运算,其输出信号带动电液比例阀随动装置,调节喷针开度,直至机组频率等于给定频率,从而实现了频率调节。
频率给定值可经过电控柜上的增给定、减给定开关或触摸屏上的增、减给定键进行整定,也可按上位机或自动准同其装置的指令增、减。
2.1.3频率跟踪
当频率调节方式处于”跟踪”时,调速器自动将网频作为它的频率给定值。
与频率调节一样,在调节过程中,机组频率将始终以作为给定频率的网频为目标值,从而实现了机组频率自动跟踪电网频率的功能。
2.1.4功率调节
机组并网前bp=0。
并网后,频给自动整定为50Hz;bp置整定值,实现有差调节;切除微分作用,并投入人工失灵区。
这时喷针开度根据整定的bp值随着频差变化,并入同一电网的机组将按各自的bp值自动分配功率。
当上位机或机旁的增、减给定开关发出增、减负荷令时,功率给定软件就相应改变功率给定值,功给信号一方面经过前馈回路直接叠加于积分输出值,一方面与积分输出值相比较,其差值经过bp回路调整功率。
由于前馈控制的作用,负荷的增减与命令无滞后。
2.1.5自动停机
调速器接到停机令时,给定频率将置于零,与闭环开机的过程类似,机频与频给的差值经过PID运算后,其输出信号带动电液比例阀随动装置,控制喷针使机组关机,直至机频为零。
为可靠起见,折向器也同时关至全关位置。
2.2手动操作
2.2.1手动操作
手动操作是可编程调节器或比例阀驱动板故障后的操作方式。
此时,调速器切为手动工况,直接操作手阀,控制机组开、停机或增减负荷。
手动开机时,首先操作折向器控制阀,令折向器开到全开,然后操作比例阀手阀,使喷针开至启动开度;待转速升至80%后,将喷针关至空载开度附近,并根据机组转速细心调节喷针开度,使机组稳定于额定转速。
并网后,操作喷针手阀即可手动增减负荷。
手动停机时,操作比例阀手阀,使喷针关至空载开度;与电网解列后,继续操作手阀关闭喷针,直至停机,然后将折向器关至全关位置。
2.2.2手、自动切换
a.自动转手动:
自动转手动,可随时切换至手动运行。
b.手动转自动:
当单喷针工作时,可编程调节器自动跟踪该喷针反馈信号,并使可编程调节器输出信号与其相等。
因而只要电气部分工作正常,即可随时切换至自动运行。
当双喷针工作时,因为可编程调节器跟踪两个喷针反馈信号之和,然后平分之后再分别控制两个喷针。
因此如果要切自动运行,必须保证两个喷针的平衡表指示为平衡位置时才可无扰动地切换。
2.3调节器主程序框图
开始
开关量去抖动
调用机频计算子程序
调用网频计算子程序
喷针投入选择
转速判断,开关折向器
导叶手动
参数初始化
故障检错
停机
调用A/D和D/A子程序
并网
开机
有空载或并网标志
无空载和并网标志
电气故障切换
结束
调手动子程序
调停机子程序
调并网子程序
调开机空载子程序
调手动子程序
调手动子程序
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N
N
N
第三章FX2N系列可编程模块介绍
FX2N系列可编程调节器由基本单元FX2N-32MT、模数转换模块FX2N-4AD、数模转换模块FX2N-4DA构成。
另外,接口功能板AFXIO用于测频信号预处理和A/D采集信号调理;比例阀驱动板用于将调节器输出信号与喷针反馈信号相比较并将其差值放大以驱动电液比例阀。
触摸屏F940组件作为人机对话的窗口。
3.1单元FX2N-32MT
FX2N系列PLC是日本三菱公司产品,它是整体式和模块式相结合的叠装式结构,FX2N有一个16位处理器和一个专用逻辑处理器,其执行速度为0.08μs/步,是当前运行速度最快的小型PLC之一。
FX2N-32MT是16点输入/16点晶体管输出的基本单元,其中集成了CPU、存贮器、开关量输入、输出和电源。
FX2N-32MT的主要功能是系统监控、程序执行、解释及信号的输入输出。
3.1.1微处理器(CPU)
PLC中微处理器CPU按PLC系统程序赋予的功能,接收并存贮从编程器或串行通讯口输入的用户程序和数据;用扫描的方式接收从A/D转换单元和I/O接口输入的有关数据和状态信息,并存入输入映象寄存器中;诊断电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误等;PLC进入运行状态后,从用户程序存贮器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令规定的任务产生相应的控制信号,去启闭有关的控制电路,分时、分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等指令,完成用户程序中规定的逻辑或算术运算等任务;根据运算结果,更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容,并经过输出锁存器传送到输出端子,供显示及有关操作保护用。
同时,将PID运算结果送D/A转换模块,以控制被控对象。
3.1.2存贮器及主要软元件
PLC中存贮器分为系统程序存贮器EPROM,用户程序存贮器EEPROM和数据存贮器RAM。
系统程序存贮器是用来存放系统监控程序,模块化应用功能子程序,命令解释,功能子程序的调用管理程序和各种系统参数等。
但用户不能直接对其进行存取。
用户程序存贮器是用来存贮用户编制的应用程序,以及作为文件寄存器用。
在本系列调速器中,有关控制调节及监控程序等均在该用户程序存贮器中。
数据存贮器(含位存贮器)包括数据寄存器(D)、变址寄存器(V/Z)、辅助继电器(M)、定时器(T)、计数器(C)、输入/输出映象寄存器(X/Y)等。
3.1.3输入输出接口电路
FX2N-32MT为共漏型,共输入接口是由输入继电器(即光电隔离式电子继电器)组成。
输入点X0-X17(八进制)共16点,输入工作电源为PLC内部提供的直流24V,输入开关能够是无源触点或传感器的集电极开路晶体管,经过输入端子(X0、X1……)与PLC相连接。
输入电路原理图见图3-1所示。
输入电路的一次电路与二次电路间用光耦隔离,在电路中设有RC滤波器,以消除输入触点的抖动和沿输入线引入的外部噪声的干扰。
因此,外部输入从ON→OFF或从OFF→ON变化时,PLC内部有约10ms的响应滞后。
当输入开关闭合时,一次电路中流过电流,输入指示灯亮,耦合器的发光二极管发光,而三极管从截止状态变为饱和导通状态,PLC的输入数据产生了0和1的状态改变。
PLC经过输入端子(X)从外部接收信号,输入端子与I/O接口(即输入继电器)连接。
程序执行前,PLC将全部输入端子的通/断状态均读入输入映象寄存器,并将该状态保持到下一扫描周期
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