LYWTPLC5000低油压调速器.docx
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LYWTPLC5000低油压调速器
四创
YDT-50000-2.5KF01型调速器
改造技术方案
武汉四创自动控制技术有限责任公司
2005年4月4日
1.YDT-50000-2.5KF01型机调速器改造方案详述
我公司根据YDT-50000-2.5KF01型机调速器的实际情况,结合我们成功改造机调速器的经验,提出如下调速器改造技术方案,供电厂参考。
1.1改造范围及说明(如图)
改造范围示意图(注:
虚线框中为改造的部分)
如图所示,根据我公司成功改造调速器的经验,我公司提出调速器改造范围定为:
1以LYWT-PLC型可编程微机调节器(电气部分)改掉原调速器电气控制柜。
该电气柜除了满足国标要求外,还包含了原调速器电气部分所有控制功能。
去掉原机械协联装置,采用计算机数字协联。
2以一套数字式机械液压系替换原导叶调速器机械部分。
1.2调速器改造后功能说明
1)可编程微机调节器包含了原调速器电气部分的所有控制功能,去掉了原机械协联装置,采用计算机数字协联代替。
可编程控制器可根据电站要求扩展功能,扩展极为方便。
2)调速器导叶机械液压部分更换后,完全实现了原调速器导叶机械部分的功能。
5)调速器导叶机械液压部分更换后,设有紧急停机双向电磁阀,实现了原调速器机械液压部分事故停机的保护功能。
6)在调速器电气柜上设有彩色液晶触摸屏作为人机对话的界面,具有试验、实时显示、操作、事故录波、打印等功能,并带有与电站计算机监控系统的标准通信接口,实现与计算机监控系统的通信。
2.调节器的型式及说明
2.1调节器的型式
微机调节器(调速器电气部分)是以进口高档次、高性能、高可靠性的可编程控制器为调节控制核心,外围配以进口的按键、旋钮、继电器、平板彩色液晶触摸屏等元件组成。
所有性能指标均达到或超过国标GB/T9652.2-1997要求,调速器采用分柜型式,外形尺寸为800×600×2260mm。
2.2调节器的性能特征
(1)可编程控制器选用进口高档次、高性能可编程控制器,全部为标准化模块式结构,所有模块均直接安装在标准的SYSTEM—BUS总线上。
各模块均有自己的微处理器,完成各自特定的功能,CPU模块仅完成逻辑判断与PID运算;输入、输出、导叶及轮叶开度采样等工作由各自单独模块完成,各处理器并行工作,速度快,再扩展、升级容易。
(2)调节器的硬件如图,调节器由下列单元构成:
·CPU模块:
采用三菱系列A2ASCPU
·电源模块:
采用三菱系列A1S62PN
·A/D高密度模块:
采用三菱系A1S66ADA
·开关量输入模块:
采用三菱系列A1SX40
·开关量输出模块:
采用三菱系列A1SY10
·通讯模块:
采用三菱系列A1SD51S
·彩色液晶触摸屏:
台湾台达,5.7吋
·测频模块:
SCCP01,基准计数脉冲频率为3M。
可编程调速器调节器(电气部分)原理框图
(3)高达3M的脉冲数字式测频,精度高;环节少,可靠性高。
(4)可编程控制器的语言采用“梯形图”语言,与二次回路图一样,电站一般人员都能掌握。
备品备件互换性好,便于电站统一管理。
(5)调节器电源采用AC220V和DC220V交、直流双电源同时供电,互为备用。
(6)调节器采用彩色液晶触摸屏作为人机对话的界面,具有界面友好,易于操作,并能完成相关图形、调速器试验、事故纪录、计算机打印的功能。
(7)调节器通讯模块带有一个RS-232C通讯接口用于与便携式计算机接口通讯,便于调试及修改常数和程序。
调节器还一个有完备的计算机监控系统接口的通讯模块,有支持RS-232C、RS-485、RS-422及MB+等接口标准的多种通讯模块可以选择,能与包括Modicon在内的各种监控系统通讯。
(8)调节器除能通过常规的开关量(有功增、减)进行功率闭环调节外,调速器本身具有功率闭环调节功能。
当电站将实际有功信号接至调速器时,通过串行口通讯下达有功设定信号,由调速器计算后自动完成功率闭环调节。
此种调节方式速度快,无需经过二次调整,且与调速器的基本功能互不干扰。
调速器能自行保持通过串行通讯口下达的有功功率设定值,且在通讯中断的情况下能自动按原设定值进行功率闭环调节。
2.3机械液压系统的改造方式及说明
2.3.1导叶机械液压系统的选型
调速器机械液压系统采用我公司生产的LYWT-PLC-5000型数字式机械液压系统,该系统全部由电磁球阀、液控单向阀等标准液压元件构成,并应用集成式结构,体积小性能高。
2.3.2导叶机械液压系统的说明
(1)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,所以环节少、可靠性高。
直接控制接力器,速动性好、灵敏度高、死区小。
(2)电磁球阀、液控单向阀的通经大,抗油污好、无机械元件发卡、对油质要求低。
(3)电磁球阀、液控单向阀不动作时,接力器两腔油全部被封闭,无油耗、接力器无飘移。
(4)无机械零位安装调试便捷、免维护。
(5)采用集成式结构,体积小。
2.4调速器功能
(1)调速器能实现机组的自动、电手动及机手动启动和停机。
当调速器自动或电手动部分失灵时,能手动运行。
1调速器共有机手动、电手动和自动三种操作方式,并且具有手动跟踪功能,能三种运行方式任意相互无扰切换,切换操作时产生的开度变化≤1%的接力器全行程。
2有别于机械手动的电手动调节功能,能细微调整导叶开度,大大方便用户调试、检修等。
3调速器设有一个RS232编程通讯接口,能实时在线或离线修改参数、程序等,并能保证断电后数据不消失。
4程序采用如二次回路一样的梯形图语言,电厂人员易于掌握。
5调速器具有自适应式(即闭环)的开机规律,无需设置开机顶点,开机参数,能自动根据水位迅速安全地将机组开启至空载。
6空载电网频率自动跟踪,以及特有自动补偿PID调节规律,能使机组频率迅速达到同期要求。
7当有净水头变送器信号输入时,调速器能自动采集水头信号,并能根据水头信号自动选择启动空载开度、启动空载开限及负载开限。
当无水头变送器信号时,则自动按设定水头值选择以上参数,设定水头值能随时调整、断电不消失。
负载开限能限制并网运行时的机组最大出力。
8调速器采用自适应式并联PID调节规律。
一般调速器仅能根据机组运行工况,选择不同的调节参数得到自适应性,我公司调速器能根据机组运行工况,经调节器自动识别后,选择不同的调节规律及调节参数,进行自适应调节。
9调速器具有故障自诊断功能,能实时监视各组成部分,一旦发生故障,能立即诊断,并以数字显示指出故障部件。
(2)调速器具有如下自动容错功能:
●当机组负载运行,机频测量故障时,则自动取网频作为机频,稳定运行。
如网频也同时故障时,则发出报警信号,并保持故障前开度不变。
●当水头输入信号故障时,调速器自动取手动设定的水头运行调节,如手动未设定水头,则自动维持水头输入故障前的状态稳定运行。
●当机组负载运行、导叶位置反馈信号故障时,调速器自动报警并保持故障前的开度运行。
(3)调速器能实时监视电网波动情况,能在电网发生变化时,自动选择最优调节规律及调节参数,保护机组安全,并使机组始终工作于最佳状态,能使机组适应电网的各种恶劣变化。
即具有负载自动识别大、小电网功能。
2.5调速器的主要技术参数
型号 LYWT-PLC-5000
(1)主配压阀直径 无主配压阀
(2)额定油压 2.5MPa
(3)调节规律 并联PID
(4)调速器转速死区 <0.03%
(5)永态转差系数bp 0~10%
(6)暂态转差系数bt 3~150%
(9)缓冲时间常数Td 0~20s
(10) 加速度时间常数Tn 0~5s
(11) 频率整定范围 45~55Hz
(12) 调速器测频方式 残压
(13) 电源 AC220V,50HZ DC220V
3.调速器性能保证
3.1动、静态品质保证
1静态特性曲线近似为一直线,最大非线性度<5%
2调速器转速死区ix<0.03%
3空载频率摆动值≤±0.15%
4水轮机突甩25%负荷,接力器不动时间≤0.2S
5机组甩100%额定负荷后,在转速变化过程中,超过稳态转速3%额定转速值以上的波峰不超过两次。
6机组甩100%额定负荷后,从接力器第一次向开启方向移动起,到机组转速摆动相对值不超过±0.5%为止,历时不大于40s。
7调速器动、静态特性,能符合SD295-88和GB/T9652-1997“水轮机调速器与油压装置技术条件”的有关规定。
3.2可靠性保证
1平均无故障运行时间(MTBF)不少于25000h。
2大修间隔时间不少于8年
3调速器可利用率不少于99%
4退役前的使用期限不少于30年
4、关于调速器的人机界面的说明
LYWT-PLC型调节器采用彩色液晶触摸屏作为人机交互的界面,通过液晶触摸屏能完成如下功能:
显示功能:
调速器状态显示、调速器数据显示、仪表模拟指示。
操作功能:
调速器参数设置、调速器现地的所有操作。
试验功能:
能完成调速器的所有动、静态试验,并显示试验曲线。
故障查询及记忆功能:
能实时故障报警,并可对调速器发生的主要故障作详细记录。
5、调速器试验
5.1调速器出厂前试验
严格按国标GB/T9652.2-1997要求进行调速器出厂前各项试验。
各项试验均通过我公司水轮机调速器综合仿真测试仪进行。
水轮机调速器综合仿真测试仪集仿真和测试于一体。
通过水轮机调速器综合仿真测试仪仿真机组实际运行工况,按国标GB/T9652.2-1997要求进行调速器出厂前各项试验,选择调速器最佳运行参数,并打印各项试验结果。
5.2速器现场试验
导叶机械液压部分和桨叶流量伺服阀、调速器电器柜在现场安装完好后,通过水轮机调速器综合仿真测试仪,按国标GB/T9652.2-1997要求对调速器自动进行现场各项试验,检查调速器动静态调节品质,选择调速器最佳运行参数,并打印各项试验结果。
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