调速器BW(S)T-PLC说明书中文版 - 图文

BW(S)T-PLC系列

步进式无油电转可编程微机调速器

说 明 书

武汉四创自动控制技术有限责任公司

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目 录

第一章 概 述 ...................................................................................................................... 4 第二章 系统结构 .................................................................................................................. 5

2.1 系统结构框图 .......................................................................................................... 5 2.2 框图说明 .................................................................................................................. 5 2.3 系统工作原理 .......................................................................................................... 6 第三章 系统配置 .................................................................................................................. 8

3.1 电气系统配置 .......................................................................................................... 8

3.1.1 硬件配置 ........................................................................................................ 8 3.1.2 软件基本配置 ................................................................................................ 9 3.1.3 功能增强软件配置 ........................................................................................ 9 3.1.4 调试设备及软件（不属于调速器设备内） ................................................ 9 3.1.5 试验设备（不属于调速器设备内） ............................................................ 9 3.2 机械系统配置 .......................................................................................................... 9 第四章 主要功能及特点 .................................................................................................... 10

4.1 主要功能 ................................................................................................................ 10

4.1.1 调节与控制功能 .......................................................................................... 10 4.1.2 诊断及容错功能 .......................................................................................... 11 4.1.3 开发调试功能 .............................................................................................. 12 4.2 主要特点 ................................................................................................................ 12 第五章 主要技术数据及性能指标 .................................................................................... 13

5.1 主要技术数据 ........................................................................................................ 13 5.2 主要性能指标 ........................................................................................................ 14 第六章 硬件构成 ................................................................................................................ 15

6.1 PLC简介 ................................................................................................................. 15 6.2 操作终端 ................................................................................................................ 15 6.3 步进电机驱动模块 ................................................................................................ 16 6.4 步进电机 ................................................................................................................ 20 第七章 软件编程说明 ........................................................................................................ 25

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7.1 主程序流程框图 .................................................................................................... 25 7.2 调节模式 ................................................................................................................ 26 7.3 开机、停机规律 .................................................................................................... 27 7.4 数字协联 ................................................................................................................ 29

7.4.1 双调节水轮机的协联特性 .......................................................................... 29 7.4.2 协联插值算法 .............................................................................................. 29 7.5 自动、手动运行及相互切换 ................................................................................ 30 第八章 面板说明 ................................................................................................................ 31

8.1 机电分柜面板说明 ................................................................................................ 31 8.2 机电合柜面板说明 ................................................................................................ 31 第九章 机械液压系统 ........................................................................................................ 32

9.1 概述 ........................................................................................................................ 32 9.2 主要部件介绍 ........................................................................................................ 33 第十章 安装调试维护说明 ................................................................................................ 37

10.1 机械安装调试 ...................................................................................................... 37 10.2 电气安装调试 ...................................................................................................... 37 10.3 调速器的检修与维护 .......................................................................................... 41 第十一章 运行操作说明 .................................................................................................... 45

11.1 调速器上电或复位 .............................................................................................. 45 11.2 模式切换 .............................................................................................................. 45 11.3 增加、减少操作 .................................................................................................. 46 11.4 机械部分操作 ...................................................................................................... 46 11.5 调速器运行操作 .................................................................................................. 46

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第一章 概 述

水轮机微机调速器是本世纪七十年代在电液调速器的基础上发展起来的新型水轮机调速器。随着计算机技术和控制理论的发展，水轮机调速器技术也不断的发展和提高，可靠性和调节品质已完全能够满足电厂“无人值班、少人值守”的要求。

多年来，我们公司一直致力于水轮机微机调速器技术的开发研制工作，与国内知名的院校、研究机构紧密合作，博采众长，在调速器领域不断推出可靠性更高、调节品质更优的产品。我们公司开发生产的BW（S）T-PLC系列步进式无油电转可编程微机调速器，克服了目前步进电机调速器存在的缺陷，真正实现了步进电机不用油、断电自保持、全数字化、免维护，可靠性和调节品质完全满足国标GB/T9652-1997.2要求。我们公司生产的步进式无油电转的自动复中精确定位装置，具有独特的定位复中功能，已获得国家发明专利，专利号为：ZL 00 2 24552.3。通过多年的努力，我们公司生产的可编程微机调速器已在白山、西津、富春江、丰满、陆水、古田溪、八盘峡等国内几十座水电厂上百台机组上成功运行，我们以优质的产品、一流的服务，赢得了电厂的好评。

BW(S)T-PLC步进式无油电转可编程微机调速器是以进口可编程控制器(PLC)为控制核心，以步进式无油电转作为电液转换环节，以机械液压系统作为执行机构，组成的一种新型微机调速器。

BW(S)T-PLC步进式无油电转可编程微机调速器型号的定义如下： B：步进式无油电转； W(S)T：微机单（双）调； PLC：可编程控制器。

BW(S)T-PLC步进式无油电转可编程微机调速器具有结构简单可靠、不耗油、油泵起动次数少、油质要求低、不卡涩、断电后调速器保持接力器当前开度不变、免维护、易于操作、人机对话方便的优点。

BW(S)T—PLC步进式无油电转可编程微机调速器,以高性能液晶触摸屏作为中文人机界面，可显示各种数据、状态，进行各种操作、试验、记录、报警、打印、通信等功能。

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第二章 系统结构

2.1 系统结构框图

上位机 操作终端触摸式工业平板PC机比例(P)F频率测量fg机组频率Kf频率测量FgFn-+F＇人工频率死区EfKpYP电气开限计算机通讯模块微分(D)电网fn频率KfKDSYD+1+TIVS+++积分(I)L+-fc频率给定+-KfFc人工开度死区永态差值环节频率测量EyIY1Y＇KIYIS数字放大器+-步进电机无油电液转换器机械液压系统接力器电机反馈接力器反馈导叶bp开度Yc给定KyKpgKpgyc开环增量±Yc++-P＇Y-pA/D模块功率Pc给定机组＇Pg功率pcpg功率死区EpKpKI+功率测量++P有功机组水头步进电导叶信号机反馈反馈±pc

系统结构框图

2.2 框图说明

1．频差Δf

1) 油开关合或油开关分但网频不正常或油开关分且跟踪频给时

Δf=fG-fJ

2) 油开关分且网频正常并跟踪网频时 Δf=fW-fJ 3) 频率死区E（可以设定） ①频率调节 E=0 ②功率调节 E=0.2Hz

2．给定与实际差值Δ

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6.3 步进电机驱动模块

步进电机驱动模块选用日本ROZE公司生产的高质量的步进电机驱动模块RD—323MS，内装振荡器实现细分步驱动，为保护细分步运行，可从低速到高速驱动，3A/相高输出、高频率，采用铝镁合金外壳，抗干扰，散热好。采用自动电流降电路。 其性能见下表：

性能 型号 电源电压 电源电流 励磁电流 驱动方式 RD—323MS DC18V—40V（绝对最大额定电流40V） 相当额定电流1.2倍（最大） 0.3—3.0A/相 特殊单极恒流斩波电路 将基本步1—80细分 ※设定可能的分割数（14种类） 细分数 64、32、16、8、4、2、1 80、60、20、10、5 50、25 自动降电流 响应频率 保护电路 外形尺寸 重量 停止脉冲输入后0.3秒由CURRENT STOP旋钮设定将电流变为动作时电流的0—80% 600KppsMAX(SPEED输入=5V时) 电流电压低下保护、电机误接保护、过热保护 63(M)×105(W)×56(D)mm 250g 步进电机驱动器用于驱动步进电机，其电源为直流24V。步进电机驱动器电源可通过切手动继电器切除或投入。

通过驱动器面板旋钮可调整电机速度、启动时间、运行电流、停止电流、细分数和驱动电流等级等。请见接线图、外形尺寸图、电路图。

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步进电机驱动器可分高速和低速两档，当SPEED端子与步进电机驱动器电源地短接，步进电机以低速运行，否则以高速运行，高速运行速度由输入到SPEED端的电压确定，其电压在0~5V范围内变化时，旋转频率可以在LOW SPEED至HIGH SPEED设定的频率内变化。

步进电机启/停是通过驱动器STOP/START控制信号控制，当STOP/START控制信号为低电平时步进电机启动，否则步进电机停止。

步进电机正转/反转是通过驱动器CW/CCW控制信号控制，当CW/CCW控制信号为低

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电平时步进电机逆时针旋转，否则步进电机反转。

GROW OUT输出端口：步进电机从停止到HIGH SPEED设定转速的加速过程中，本信号输出低电平，因此，利用GROW OUT输出低电平时的脉冲数，可以计算出减速时间。

CLOCK OUT输出端口：时钟脉冲输出端。驱动器本身可通过DIP开关选择在电机基本步距角脉冲。

ALARM输出端口：驱动器在约70℃时过热保护电路启动，ALARM输出变低电平，同时电机停转，驱动器自动电流抑制电路启动，PLC切除驱动器电源。

ALARM LED：过热保护电路工作时灯亮，并输出报警信号。 电压低下保护电路：电源电压约17V以下时励磁电流OFF。

驱动器输出到步进电机的控制线为A,/A,B,/B,CA,CB六根线，其中A,/A,CA是步进电机A相线圈，B,/B,CB是步进电机B相线圈。这里所用步进电机为两相步进电机，每相电流为2A。

步进电机驱动器有五个调整电位器和一组拨码开关可用于驱动器的调整。 五个调整电位器分别如下：

（1） 低速调整电位器LOW SPEED：用于调整步进电机低速时的转速。 （2） 高速调整电位器HIGH SPEED：用于调整步进电机高速时的转速。 （3） 加速时间调整电位器GROW TIME：此电位器用于调整转速上升时间。 （4） 运行电流调整电位器RUN CURRENT：用于调整步进电机运行时的电流。 （5） 停止电流调整电位器STOP CURRENT：用于调整步进电机停止时的电流。 拨码开关设置：

（1） 细分数输出脉冲切换（DIVISION）开关：D1,D2,D3,D4,D5。步进电机每步

细分数可设为：1,5,25,50,64,80。设置表格如下：

开关 D1 D2 D3 细分数 5 0 1 1 80 0 1 0 1 0 1 1 64 0 0 0 25 1 0 1 50 0 0 1 19

D4 D5 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 （2） 励磁电流设置开关：步进电机每相电流可设置为3A和1.5A。 开关设为“0”时选择3A，设为“1”时选择1.5A。

6.4 步进电机

步进电机选用日本三洋公司生产的二相步进电机103H8222-0441，其具体特性如下表：

项目 绝缘介质强度 绝缘电阻 绝缘等级 允许的径向负载 允许的轴向负载 基本步进角 电压 每相电流 每相电阻 感抗 保持力矩 转动惯量 质量

步进电机103H8222频率-转矩特性和尺寸如下图：

说明 1000VAC 100MΩ（500VDC） B级 220N 60N 1.8o 2.8V 2A/相 0.7Ω/相 5.7mH/相 4.9N·M（50kg?2.9 10-4kg·m2 2.5kg ·cm） 20

（3）故障诊断及显示； （4）操作监视；

（5）参数修改及PID系数计算。 3．开机过程：

（1）开机； （2）读频差及检错； （3）A/D采样及脉冲输出； （4）故障诊断及处理； （5）操作处理。 4．空载：

（1）读频差及检错； （2）故障诊断及处理； （3）操作处理；

（4）参数修改及PID系数计算； （5）PID计算；

（6）A/D采样及脉冲输出； （7）显示控制； （8）上位机通信。

5．负载：除了实现空载的功能外，还具有：

（1）模式判断（人为和自动）； （2）功率闭环调节。

7.2 调节模式

BW(S)T-PLC设有频率调节模式、开度调节模式及功率调节模式。 1．频率/开度调节模式： （1）条件： a．空载运行；

b．负载运行时，指定为频率/开度调节模式； c．功率调节时，功率信号故障或频率超差。

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（2）运行：

a．调节规律：PID；

b．给定参数：频率给定、开度给定；

c．人工失灵区：空载为0，负载可以设置±0.5Hz； d．增减开度给定。 2．功率调节模式： （1）条件：

负载运行时，有功率调节指令。 （2）运行： a．调节规律：PI； b．给定参数：功率给定； c．功率死区：0~5%PN。 3．功率给定信号：

在功率调节时，功率给定为数字量，由上位机通过通讯口下送。

7.3 开机、停机规律

1．开机规律：

1）基本开机特性：模型参考闭环开机规律

a．在开机过程中，调速器始终处在闭环控制之中。

b．其频率给定值由参考模型给定，它是一条期望的机组转速上升过程线，实际的机组转速跟踪这一期望特性而逐步升高。

c．与开环开机规律相比，此种开机规律启动快速，又不过速。

d．此开机规律无需设置开机顶点，任何有效水头都可快速开机并网发电。

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2）模型参考闭环开机规律与开环开机规律的比较：

开环开机规律（请见开环开机过程图）实质上是对开度进行开环控制，因而需要具有空载开度的资料，而该资料往往不够精确，这也就使开机规律不够理想。

开环开机规律的开机顶点难于确定，其受控于水头的变化，需要知道不同水头下的空载开度。

模型参考闭环开机规律（请见模型参考闭环开机规律图）有效地克服了上述开环开机规律的不足，在模型参考闭环开机规律中，机组转速始终处于控制之下，按期望的转速上升，接力器行程只是一个受转速控制的被动因素；在开环开机规律中，接力器行程是一个主动因素，因而存在上述一些不定因素，也即暴露了其不足之处。

与开环开机规律相比，模型参考闭环开机规律大大改善了性能，缩短了开机时间，既提高了机组应付紧急事件的机动性又获得了更多的经济效益。

2．停机规律：

1）接到停机指令后，导叶即由当时开度，以第一停机速度将导叶关闭。

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2）当导叶关闭至20%（可以调整）开度时，即以第二停机速度将导叶关闭至全关位置。（图见下页）

Yab20%ct 7.4 数字协联

7.4.1 双调节水轮机的协联特性

1．协联数据

根据用户提供的机组协联曲线，将其以表格的形式离散化，每条

协联曲线离散成100点。离散后的协联数据可以在液晶触摸屏上逐个输入，也可以用电脑在线输入。输入后的协联数据掉电保持。

2. 水头值

水头值可以由下列几种方式获取：

（1）通过通信接口接收上位机送来的水头值；

（2）通过A/D模块，采样水头传感器送来的水头信号； （3）通过操作终端手动输入。

7.4.2 协联插值算法

双重调节水轮机的协联曲线是一个具有两个自变量的函数 Φ=f(a,H)。其中Φ为浆叶角度，a为导叶开度，H为水头。

如下图所示：

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af(a)a0HiHf(a+1)Hi+1HiHHi+1 上图是在任意两条水头下Hi,Hi+1的导叶与浆叶的协联关系曲线，当导叶开度在某一值a0时，可以直接在离散的数据区内查表，查到浆叶的转角值ΦHi,，ΦHi+1。若现行水头H在某两条水头Hi和Hi+1之间，则利用线性插值法求得浆叶转角值：ΦH

-Φi ΦH=ΦHi +ΦHiHi+1-Hi(H-Hi)

7.5 自动、手动运行及相互切换

当手动/自动切换开关在自动位置时，PLC执行自动运行程序。除此之外，还设计了机手动运行、机手动切自动、自动切机手动等相互切换程序，这些程序在主程序流程图中未体现出来。在下一章节中，具体介绍上述运行方式。

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第八章 面板说明

BW(S)T-PLC调速器可以采用机电分柜或机电合柜形式。现将各自的面板分别介绍如下。

8.1 机电分柜面板说明

BW(S)T-PLC调速器电柜上有一个操作终端（液晶触摸屏），含触摸键和各种状态监视及操作画面等，既简单可靠又美观大方。同时设置有转速表和导叶开度表、浆叶开度表以及操作旋钮及指示（锁定投入指示灯；锁定拔出指示灯；导叶机械手动；浆叶机械手动（双调）；紧急停机指示灯）。

BW(S)T-PLC调速器机柜上有仪表指示、操作按钮及指示、频率 计等。

8.2 机电合柜面板说明

机电合柜面板布置如下：（由上而下）

仪表指示 操作终端 操作按钮及指示

1．仪表指示

浆叶角度（双调）

导叶开度

机组转速 2．操作按钮及指示

操作按钮都选用带灯按钮，既可操作也可指示状态。操作按钮如下： 锁定投入（指示灯）； 锁定拔出（指示灯）； 导叶手动/自动选择开关； 浆叶手动/自动选择开关；（双调） 紧急停机（指示灯）；

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第九章 机械液压系统

9.1 概述

BWT及BWST型机械液压系统经PLC调速器控制系统控制高精度细分步步进电机机驱动器，驱动滚珠丝杆及自动复中精确定位装置，使引导阀和主配压阀移动，并按比例输出具有一定流量Q的液压油，以驱动执行元件（接力器）控制水轮机的转速和负荷来获得相当高的控制调整精度，满足用户安全可靠的实际需要，从而达到高品质的调速要求。

机械液压控制系统组成及原理图如下：

紧急停机电磁阀 反馈 PLC 位移 流量 接水 引导阀—输入 控制 无油电液 力 轮器系统 自动复中 发电信号 转换器 主配压阀

电 机 电液比例控制

接力器反馈 PLC调速器控制系统根据输入电信号和反馈，经PID运算、放大后，输出数字信号给无油电液转换器，无油电液转换器再输出成比例的位移，经引导阀和主配压阀液压放大而形成巨大的操作力，控制水轮机的导叶开度α和桨叶转角φ，实现水轮发电机组的调速和负荷控制。

电液（比例）随动系统具有二级液压放大，第一级是引导阀和辅助接力器，第二级是主配压阀和主接力器。

PLC调速器控制系统将输出信号与接力位置反馈信号进行比较放大后，输出数字信号驱动步进电机带动滚珠丝杆及自动复中装置，产生与输出信号成比例的位移，因该装置与引导阀直接连接，所以此位移使引导阀产生相同的位移行程，并通过辅助接力器使主配压阀也产生相应的位移，同时向主接力器配油使之产生位移，直到主接力

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器位置信号与输出的数字信号相等为止。

本系统的特点是：无油电液转换器独特的自动复中精确定位装置，无需调整；在步进电机退出工作时，能保证引导阀、辅助接力器、主配压阀迅速回复中位，使主接力器保持在原位，静态耗油少，性能稳定，频率响应好。调整维护十分简单方便，无传统电液伺服阀的节流孔，不存在抗油污问题，可靠性高，避免了环节过多造成系统不可靠。

为提高可靠性，本系统取消了机械反馈杆件和反馈钢丝绳，对厂房布置极为有利。 BWST型为双重调节机械液压系统，由导叶和浆叶两部分组成，采用电气协联，其原理和结构相同，但只有导叶机械液压系统设有紧急停机装置。

根据用户要求，可提供机械分段关闭装置。 型号说明：

B—步进电机 W—微机 S—双重调节 T—调速器

100—主配压阀活塞直径（φ100mn）。

9.2 主要部件介绍

1、无油电液转换器（专利号：ZL 00 2 24552.3）

BZ无油电液转换器是我公司研制开发的新一代电液伺服机构，该机构是在研究了国内外电液伺服机构的优缺点后，扬长避短，经科研人员精心研制成功的具有自我知识产权的专利产品，并获得日内瓦国际专利技术成果博览会金质奖，自动时BZ无油电液转换器通过高精度细分步驱动器驱动步进电机及大导程滚珠螺旋副，直接带动引导阀上下运动，使控制油腔接通压力油或排油，从而达到控制辅助接力器及主配压阀的目的。BZ无油电液转换器还装有电机反馈位移传感器，使BZ无油电液转换器的控制形成闭环，从而补偿步进电机的失步、机械磨损及加工误差等，提高BZ无油电液转换器的定位精度。

BZ无油电液转换器采用独特的自动复中精确定位装置，其特点是采用了一个定位块，一对复中上弹簧，下弹簧直接利用引导阀弹簧，其复中上弹簧的预压力2倍于

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复中下弹簧（引导阀中的）预压力，而上下操作引导阀阀芯的力又大小相同。

复中上弹簧将定位块压向限定位置，而复中下弹簧又使引导阀阀芯通过调速杆连接套压在定位块上，形成上大、下小的复中力（上复中力已为定位块限止，没有外力是不会上下动作，而下复中力也推不动上定位套），所以连接套向上运动时，引导阀在弹簧的作用下，随之上移；连接套向下移动时引导阀在旋转力矩的作用下，向下移动。由于大导程滚珠螺旋副能逆向转动，在复中力的作用下，使连接套复中至限定位置，精确定位，此时只要调整引导阀的中位（即零位），使主接力器在5分钟内位移量小于1mm，即是自动零位和手动零位。

当步进电机退出工作时，用双手转动手轮，能模拟步进电机操作阀芯，松开手轮，在复中装置作用下，阀芯迅速回到中位。

2、 主配压阀

主配压阀用于直接控制和操作导叶接力器或桨叶接力器，我公司生产主配压阀直径从φ40、φ50、φ80、φ100、φ150五种，其中φ40、φ50适用于调速功为1800、3000、3500、5000调速器改造及配套。如果是双重调节，桨叶的主配压阀直径可小于或等于导叶主配压阀的直径，根据用户实际情况选配，主配压阀用优质材料40cr，耐磨损，它由阀体、活塞、辅助接力器活塞、主配压阀活塞、引导阀及开、关时间调整螺栓组成，其中阀体、活塞、辅助接力器活塞和主配压阀活塞在结构上做成一体。

主配压阀由引导阀和辅助接力器构成一级液压放大，主配阀和主接力器构成二级液压放大。

辅助接力器上腔始终接通压力油，引导阀活塞向上移动一个距离，辅助接力器的下腔接通压力油，由于辅助接力器下腔有效面积大于辅助接力器上腔有效面积，压力油将辅助接力器活塞向上移动一个距离，直至引导阀活塞重新封死进油口，辅助接力器便稳定在一个新的平衡位置；引导阀活塞向下移动一个距离，辅助接力器的下腔接通排油，由于上腔始终接通压力油，辅助接力器向下移动一个距离，直到引导阀活塞重新封死排油口，辅助接力器便稳定在另一个新的平衡位置。故辅助接力器活始终随动于引导阀活塞。由于辅助接力器活塞与主配压阀活塞做成一体，故主配压阀活塞也随动于引导阀活塞。

当主配压阀活塞在中位向上移动时，主接力器开启侧通压力油，关闭侧通排油，主接力器活塞向开机方向运动。反之，主接力器活塞向关机方向运动。

调整主配压阀上部的开关机时间调整机构，可限制主配压阀活塞的行程，实现开

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关机时间调整。 3、紧急停机电磁阀

机组正常运行时，紧急停机电磁阀处于接通引导阀压力油、辅助接力器下腔与排油的油路通道被切断的位置，故引导阀与辅助接力器正常运行。

紧急停机接点闭合时，电磁铁将紧急停机电磁阀推到另一个位置，使辅助接力器下腔通排油，引导阀的下腔压力油也同时切断，故辅助接力器在上腔压力油的作用下，向下操作主配压阀活塞，实现紧急停机，并有可靠的位置指示接点。（投入、复归）

必要时，也可手按紧急停机电磁阀本身配备的按钮，现场实现紧急停机。 4、位移传感器

位移传感器采用耐磨而精密的电位器作转换元件。接力器通过钢丝绳与用盘簧扭紧的滑轮相连，滑轮轴又与电位器相连，由电位器输出0~10V电压。位移传感器有直线位移和旋转位移两种。

5、滤油器

滤油器有两个滤网，运行时可快速切换。滤油器上装有网后油压表，可观测网后油压。如用户需要可配装压差发讯器。

6、分段关闭装置

分段关闭装置由分段阀、单向阀和凸轮等组成。凸轮固定在接力器传动机构回复转轴上，在分段之前，分段阀下部滚轮不和凸轮接触，当接力器关闭到回复转轴上的凸轮顶着滚轮，带动先导阀上升时，分段阀的节滚活塞下腔即瞬时接通压力油，节流活塞迅速上升至其上方调整螺钉整定的位置，于是接力器在关闭过程中开始分段进行慢关机。

调整分段阀上方的调整螺钉，可以改变节流活塞与阀体之间的节流面积，从而可以改变分段后的慢慢关机速度。

转动凸轮，改变它和回复转轴的相对位置，就可以改变分段关闭的拐点位置。 单向阀可以保证导叶接力器能从全关位置快速开启到分段拐点而不受分段阀节流影响。

该分段关闭装置全部采用刚性联连，可以精确地进行调整，一经调妥后，分段拐点及分段后速度不会再变化，安全可靠。由于该分段关闭装置靠近接力器，所以对装有事故配压阀的水电站，同样能起到最终分段的作用。无需在事故配压阀之后再装分段关闭装置。

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7、机械液压柜

机械液压柜宽×厚×高为750×600×1500（mm）或按用户要求定做。柜的正面，上方设有实际开度、转速、平衡表等针表以及手/自动切换等控制按钮，紧急停机指示灯、接力器锁定拔出/投入位置指示灯。柜的正面和反面均镶有有机玻璃，可以清楚地看到柜内机械液压系统全貌。主配压阀悬在柜的底板之下。机械液压部分总重约800kg（包括基础架）。

注：如要求机电合柜，机械液压部分要求的尽寸为750×600×1000（mm），机电合柜最高尺寸、柜的造型、布置细节，可与定货电站商定。

8、装配和调整 ? 装配

（1） 所有零部件装配都必需符合相关图纸的技术要求。

（2） 装配前，所有零部件都必需洗干净。特别是液压集成块、主配压阀的阀盖及其它有内部管道的零部件，都要用压缩空气吹净管内杂质并用煤油反复冲洗干净。

（3） 各处O型密封垫均不得碰伤或漏装。特别是主配压阀的上、下高压耐油石棉橡胶垫等必需装正，用锥销或定位螺钉精确定位。

（4） 主配压阀的阀盖和阀体连接好，再与底板连接，顺序是：先紧好阀盖和底板的联结螺栓，然后，从底板反面用螺栓通过连接条将阀体和底板固牢，再连接阀体侧面的法兰和管道等。

（5） 主配压阀活塞、引导阀活塞应能靠自重在各自的阀体或衬套内自行滑动，不得碰伤活塞上的尖角。

（6） 步进电机操作机构等部件装配后均必须动作灵活，不得有卡阻现象，所有滑动面均应上一层黄油。

（7） 在额定油压下，所有密封面均不允许漏油或渗油。 ? 零位调整

开、关机调整螺栓均调至主配压阀最大行程的位置，开启调速器总进油阀，使调速器各处充油，由于滚珠螺旋自动复中装置的零位无需调整，调整零位实际上就是调引导阀的中位。先松开螺母，调节其下方连接螺杆，使引导阀活塞相对于压盖上、下移动，当引导阀活塞调整到主接力器能在任何位置稳住为止，（轻轻转动滚珠螺旋自动复中装置的手轮，可使接力器开和关）。由于是开环，不可能调到接力器完全不动，一般接力器在5分钟之内的飘移小于1毫米就行了，再将螺母并紧。

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第十章 安装调试维护说明

10.1 机械安装调试

一、装配

参见第九章。 二、零位调整

参见第九章。 三、电机限位开关调整

调速器切手动，以平衡位置为中间点，手动旋转手轮，限位块上下移动6mm即可使电机限位开关动作，否则应调整电机限位块。限位开关动作时可将步进电机及驱动器电源切断，使步进电机失磁，无油电转自动复中，接力器保持当前位置不动，以达到保护机组和步进电机的目的。

10.2 电气安装调试

机械安装调试完毕后即可进行电气安装调试。 一、安装

1、柜体安装。柜体要安装牢固，可靠接地。

2、外部接线。按照端子图将外部接线按要求接好。导叶/浆叶反馈、步进电机反馈、机组有功、机频、网频、通讯电缆等要用屏蔽线，且不能跟动力电缆走一个线槽。交、直流电源也不能跟动力电缆走一个线槽。

3、检查各电源是否短路，有无接地现象。

4、检查导叶/浆叶反馈、步进电机反馈、机组有功、机频、网频、通讯电缆等的接线，除屏蔽线外，不能与大地短接。

5、检查各端子、插头连接是否牢固，各元件是否完好无损。 二、调试

1. 导叶/桨叶反馈调整

导叶反馈调整按如下步骤进行：

（1）调整导叶反馈零点：调速器切手动，将接力器全关，调整导叶反馈，使反馈电压在80mV~100mV即可，在导叶反馈零点调整画面，按“零点确定”即可。

（2）调整导叶反馈全开值：手动将接力器全开，调整最大值反馈电位器（小电

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位器），使反馈电压在9.5V~10V之间，在导叶反馈全开调整画面，按“全开确定”即可。若反馈使用编码器时，只需手动将接力器全开，在导叶反馈全开调整画面，按“全开确定”即可。

（3）将接力器全开和全关（用紧急停机电磁阀）几次，检查零点和全开值是否改变，若改变值超过范围，请重新调整，直到满足要求为止。

（4）根据导叶反馈零点和导叶反馈全开值，设置导叶反馈过高值和过低值，过高值要大于全开值，过低值要小于零点值。设置时，范围要尽可能大一些。

（5）零点和全开值调整完后，将接力器全开，调整导叶开度表后的电位器，使表头指示为100%。

桨叶反馈调整方法同导叶反馈调整。 2. 电机反馈调整

电机反馈调整按如下步骤进行：

（1）电机反馈安装时，应保证电机反馈在平衡位置能上下移动6mm以上。 （2）调速器切手动，接力器应保持不动，此时的电机反馈值即为电机反馈零点。 （3）在电机反馈零点调整画面，调整电机反馈最大值调整电位器（小电位器），使电机反馈零点电压为满量程电压的一半左右，然后按“零点确定”即可将当前电机反馈值设为电机反馈零点。

若电机反馈为传感器，则不需调整电机反馈最大值调整电位器，只需调整传感器，使电机反馈零点电压为满量程电压的一半左右，然后按“零点确定”即可将当前电机反馈值设为电机反馈零点。

（4）在电机反馈全关值调整画面，往关方向旋转电机，使电机反馈所走行程为最大关机行程，然后按“全关确定”即可将当前电机反馈值设为电机反馈全关值。

（5）根据电机反馈零点和全关值，设置电机反馈过高值和过低值，过高值要大于全关值，过低值要小于（2×零点值－全关值）。设置时，范围要尽可能大一些。

3. 调速器各项功能试验

当以上各项调整完毕，且外部接线完成后，即可进行各项功能试验。 （1）开机试验：合开机令，调速器按闭环开机规律将机组开至空载开度，且电气开限自动为空载开限。在开机过程中，如果测频故障，导叶自动关至空载开度。如果跟踪频给灯亮，则机组频率跟踪频给，否则机组频率跟踪网频，以更快地并网。正常运行时，跟踪网频灯亮，机组频率跟踪网频，若网频故障，调速器自动跟踪频给50HZ。

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（2）在空载状态，若机组跟踪频给，按面板上的“频给增”即可增加频给，机组转速也跟随升高，按“频给减”即可减少频给，机组转速也跟随降低，利用此功能可将机组频率调节至45HZ~55HZ之间任一频率。在空载状态，调速器为频率调节。

（3）并网工况：同期条件满足后即可合油开关，并网后调速器自动进入开度调节模式，且开限自动增至100%，这时即可按面板上的“功给增”“功给减”按扭，或者通过远方功给增/减令来调节导叶开度，以调节机组有功。

在并网工况，若机组频率波动超出人工死区，调速器自动进入频率调节模式，按照BP（永态转差系数）值自动调整导叶开度，以适应电网频率的变化。

（4）甩负荷：当油开关断开时，调速器迅速将导叶关闭，等待转速下降后，再将导叶开至空载开度，机组稳定在额定转速，调速器处于空载工况。

（5）停机：将机组有功减到零后，即可跳油开关，发停机令，调速器将接力器全关，电气开限也关至零，停机连锁灯亮，调速器进入停机备用状态，停机完成。此时，无油电转在关方向有关机行程，以防接力器开出。

（6）静特性实验:

目的：检测机组转速死区和接力器非线性度

条件：并网，开度给定=50%，电气开限=100%，大网负载参数为BP=6%,BT=5%,TD=1%,TN=0,E=0，小网人工死区为1HZ。

方法：

A、用频率发生器发51HZ频率，等导叶稳定后，记录导叶开度。 B、每降低0.2HZ，等导叶稳定后，记录导叶开度，共计录12点。

C、在B项最低频率的基础上每增加0.2HZ，等导叶稳定后，记录导叶开度，共计录12点。

D、去掉前、后两点，绘制静特性曲线，计算转速死区和非线性度。 （7）空载频率扰动试验： 目的：选择最优空载参数

条件：机组在空载工况，跟踪频给，频给为50HZ,电气开限为100%，BP=0%。 方法：

A、在空载频率扰动画面修改扰后频给为48.00HZ,按开始即可将机组频率下扰至48HZ。

B、频率稳定后，在空载频率扰动画面修改扰后频给为52.00HZ,按开始即可将

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机组频率上扰至52HZ，同时记录机组最高频率或上扰波形。计算机组频率超调量和调节时间。

C、频率稳定后，在空载频率扰动画面修改扰后频给为48.00HZ,按开始即可将机组频率下扰至48HZ，同时记录机组最低频率或下扰波形。计算机组频率超调量和调节时间。

D、分析机组上扰、下扰结果，若不满足要求，则再选一组参数，重复B、C两步，直到选出合适的参数为止。

E、参数选好后，将机组频率扰至50HZ即可结束试验。 （8）空载频率摆动：空载参数选好后，即可测试频率摆动。 目的：检测空载频率摆动，选择最优PID优化系数

条件：机组在空载工况，跟踪频给，频给为50HZ,电气开限为100%，BP=0%，置最优空载参数。

方法：观察空载频率3分钟，若频率摆动超标，则在线修改PID优 化参数：比例优化系数KPX

积分优化系数KIX 微分优化系数KDX

4.步进电机驱动器调整

步进电机驱动器有五个调整电位器和一组拨码开关可用于驱动器的调整。 五个调整电位器分别如下：

（1）低速调整电位器LOW SPEED：用于调整步进电机低速时的转速。（此电位器出厂设置对应的刻度为6）。

（2）高速调整电位器HIGH SPEED：用于调整步进电机高速时的转速。（此电位器出厂设置对应的刻度为6.5）

（3）加速时间调整电位器GROW TIME：此电位器用于调整转速上升时间。（此电位器出厂设置对应的刻度为6.5）。

（4）运行电流调整电位器RUN CURRENT：用于调整步进电机运行时的电流。（此电位器出厂设置对应的刻度为6）。

（5）停止电流调整电位器STOP CURRENT：用于调整步进电机停止时的电流。（此电位器出厂设置对应的刻度为5）。

5．拨码开关设置：

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(1)细分数输出脉冲设置（DIVISION）开关：D1,D2,D3,D4,D5。步进电机每步细分数可设为：1,5,25,50,64,80。（此项出厂设置为80）设置表格如下：

开 关 D1 D2 D3 D4 D5

（2）励磁电流设置开关：步进电机每相电流可设置为3A和1.5A。开关设为“0”时选择3A，设为“1”时选择1.5A。（此项出厂设置为“0”）

细 分 数 5 0 1 1 0 1 80 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 64 0 0 0 1 0 25 1 0 1 0 0 50 0 0 1 0 0 10.3 调速器的检修与维护

一、日常巡视时，应注意： （1）检查步进电机的温度；

（2）机组带稳定负荷时，电机应不动，若电机来回抖动不停，应切手动运行，检查抖动原因；

（3）滤油器压力检查，若压力降低，应清洗滤网。

（4）要注意各故障报警及应急处理，出现故障时，应注意观察机频、网频、导叶开度表、PLC输出值及平衡值等。

（5）故障应急处理：

当电机反馈故障、电机限位、驱动器故障、导叶反馈故障、PLC

故障时，驱动器电源断开，步进电机失磁，无油电转复中，接力器保持当前开度不动，在这种情况下，最好将机械手动按钮按下，调速器切手动运行，通知维修人员检修。

出现测频故障时，在空载工况应停机，在负载工况，最好切手动运行，若无频率抖动，也可自动运行，增减负荷，只是无频率调节功能。

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PLC电池电压低灯亮时，不能关闭调速器电源，以免PLC程序丢失，此时应检查是电池接触不好，还是电池电压真的过低？若确认PLC电池电压过低，应在一个星期内更换，更换电池时应防止手上带静电。PLC电池电压低时，调速器仍能正常运行。

无油电液转换器每两个月应加一次润滑油（透平油即可），加油时应注意不要深入加油孔太深，以免碰上里面的滚珠丝杆。

二、检修时，应注意：

（1）检查导叶/桨叶反馈和电机反馈的导电塑料是否磨损严重，电位器的接触点是否接触良好，发现问题应及时更换，尤其是电机反馈，由于电机频繁调节，电机反馈动作频繁，其磨损比导叶反馈更快些。电机反馈故障的前兆是：机组带稳定负荷时，步进电机不停地来回抖动。此时应切手动运行，以避免电机温度过高。

（2）检查无油电液转换器的机械零点是否漂移？导叶切手动后，接力器应保持不动，否则应调整机械零点。机械零点调整后，应将电气零点重新设定，否则就不能与机械零点保持一致。

（3）检查调速器各端子是否有不该接大地的却与大地相连。 （4）滤油器检查，看滤网是否堵塞，滤油器压力是否正常。 （5）其它一些常规的检查维护等。

三、故障诊断：

当调速器出现故障时，其产生的结果和可能的故障原因如下表所示。（主要故障）

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故障名称 故障现象 测频故障灯亮 在开机过程中，出现测频故障，导叶自动关至调速器设置的空载开度，若空载开度合适，则机组稳定测频故障 在额定转速，否则会发生漂移。可接受停机令。 故障原因 1.机组PT断线，此时机频显示为零。 2.机组PT回路有接触不良现象。 3.机组PT有接地现象。 4.机频隔离变压器故障。 5.电缆屏蔽不好。 6.机组PT与动力电缆走一个走线槽，当动力电缆电流突变时产生电磁干扰。 在并网工况，测频故障时，7.系统PT的情况同机组PT。 调速器不再进行频率调节，但可接受功给增/减命令，调节机组有功。 电机限位故障灯亮，步进1. 驱动器故障或步进电机故障。 电机失磁，无油电转复中，2. 电机限位开关位置发生了变动或电电机 限位 故障 接力器保持当前位置不动。 机限位开关坏。 3. 电机反馈参数设置不对，包括电机反馈零点、电机反馈全关量程等。 4. 电机反馈故障。 5. PLC故障。 导叶/桨叶反馈故障灯亮，1. 导叶/桨叶反馈断线或短路。 步进电机失磁，无油电转2. 导叶/桨叶反馈有接大地现象。 导叶 /桨叶 反馈 故障 复中，接力器保持当前位3. 24V电源故障。 置不动。 4. 电缆屏蔽不好。 5. 反馈电缆与动力电缆走一个走线槽，当动力电缆电流突变时产生电磁干扰。 6. A/D采样模块故障。 8.测频板故障。 9.测频通讯故障。 43

电机 反馈 故障 电机反馈故障灯亮，步进同导叶反馈。 电机失磁，无油电转复中，接力器保持当前位置不动。 驱动器故障灯亮，步进电1. 驱动器本体故障。 驱动器 故障 机失磁，无油电转复中，2. 步进电机故障。 接力器保持当前位置不3. 无油电转卡涩。 动。 4. 步进电机行程过大。 1. PLC CPU模块掉电保护电池电压低。 2. PLC CPU模块掉电保护电池接触不良。 PLC故障灯亮，故障锁定1. PLC各模块故障。 灯亮，步进电机失磁，无2. CPU运行灯灭。 油电转复中，接力器保持3. 程序运行超时。 电池电压低故障 电池电压低故障灯亮。 PLC故障 当前位置不动。 4. 状态RAM故障。 5. 时钟故障。 6. 逻辑解算故障。 7. 错误配置。 调速器故障接点输出时，1. 出现上述故障。 远方报调速器故障。 调速器 故障接点输出 2. 交流电源故障，或其监视继电器故障。 3. 直流电源故障，或其监视继电器故障。 4. 调速器电源交、直流消失。 5. 调速器故障输出继电器坏。 紧急停机 紧急停机灯亮。 1. 紧急停机电磁阀动作。 2. 紧急停机位置接点坏。

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第十一章 运行操作说明

11.1 调速器上电或复位

当合电源开关(交流、直流)或复位CPU，根据不同情况执行的结果不同。 1. 导叶手动/自动切换开关处于“自动”状态时，程序执行顺序如下： (1)故障锁定投入，电机失磁； (2)采样导叶反馈； (3)读频差；

(4)当机频大于45Hz时，PLC跟踪导叶开度，故障锁定复归。油开关为分时，进入空载过程，油开关为合时，进入负载过程；

(5)当机频小于45Hz，PLC不跟踪导叶开度，输出为零，故障锁定复归，进入停机等待状态；导叶电机向关方向转一定的角度，使导叶在关方向有一定的作用力。

(6)执行故障诊断，所有故障状态灯应全灭。 2. 导叶手动/自动切换开关处于“手动”状态时： (1)“机械手动”灯亮；

(2)执行手动运行程序，采样导叶开度，且PLC跟踪。

11.2 模式切换

一、 调节模式切换

调节模式有三种，分别是：频率调节、开度调节和功率调节。 1. 空载工况下，调速器自动处于频率调节模式。

2. 负载工况下，按下功率调节按键，调速器处于功率调节模式，

与功率反馈形成闭环控制，功率给定不变时，自动恒功率发电；按下开度调节按键，调速器处于开度调节模式，与导叶开度反馈形成闭环控制，开度给定不变时，自动维持导叶开度不变。

3. 在功率调节模式下，若功率反馈故障或频率超差，调速器自动 取消功率调节，切换为开度调节模式。

4. 在功率调节模式下，功率由上位机通信给定。

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二、跟踪切换

1. 调速器上电时，自动跟踪网频。

2. 点跟踪频给时，跟踪频给灯亮，调速器跟踪频给。 3. 点跟踪网频时，跟踪网频灯亮，调速器跟踪网频。

11.3 增加、减少操作

1．功给增/减

(1)在开度调节模式下，按此键，改变的是开度给定。通过改变导叶开度达到改变功率。

(2)在功率调节模式下，功率手动时，改变的是功率给定；功率自动时，开关量增减无效。

2．频给增/减

在空载工况下，跟踪频给时，可改变频率给定值，否则，频给增/减无效；在其它工况下，频给增/减无效。

3．电气开限增/减

用于增/减电气开限，从而限制导叶开度和机组有功。 4．水头改变

在水头手动状态下，点设定水头值即可手动修改水头

11.4 机械部分操作

请见第九章说明。

11.5 调速器运行操作

1．停机备用状态： （1）机频显示00.00； （2）导叶全关y=0；

（3）电机处于关机位置；平衡表偏向关机方向。 （4）浆叶为起始角度 2．自动开机并网

（1）满足开机条件，调速器处在停机备用状态；

（2）给开机令，并保持；状态画面显示“开机”，导叶开度渐渐打开到开机顶点，浆叶从起始角度往回关。

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（3）转速开始上升，机频开始显示；

（4）当频率大于45Hz时，自动进入PID调节，机频跟踪电网频率； （5）同期条件满足，即可并网；

（6）并网后，状态画面有“并网”指示，电气开限为100%。 3．增减负荷

（1）功率调节时，通过上位机或模拟功率给定可以调整负荷； （2）频率/开度调节时，可以通过中控室增减把手或触摸屏上 的功给增减触摸键来调整负荷；

（3）在功率调节时，如果数字功率给定或模拟功率给定故障，也可以通过中控室把手或触摸屏功给增减触摸键调整负荷。

4．调相

机组并网状态，给调相令，并保持，状态画面有“调相”指示，导叶自动全关，电气开限为零。

5．解除调相

断开调相令，状态画面无“调相”指示，电气开限为100%，调速器将导叶自动开到空载，按调整负荷程序改变机组出力。

6．自动停机

（1）给停机令，状态画面有“停机”指示，自动减负荷； （2）当负荷减到零时，跳油开关； （3）导叶继续关到零；

（4）当转速下降到40Hz以下，浆叶打到起始角度；导叶电机停在关机方向，平衡表显示关机量。

（5）机组停稳，停机过程完成。 7．机械手动开机并网

机械手轮操作，具体操作参见机械部分说明。

（1）手动/自动切换阀切到手动或按下手动按钮，“机械手动”灯亮，PLC开始跟踪导叶开度；

（2）打开导叶，当导叶大于3%时，浆叶进入协联（如果浆叶在自动位置）； （3）PLC自动跟踪导叶，读频差，为切自动作准备； （4）调整机组频率到空载，同期条件满足后即可并网。

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注：手动旋转手轮时，旋转角度不易过大，以使接力器缓慢开出，不至过快，这样就更容易控制导叶开度。

8．机械手动切自动

（1）观察电气工作是否正常；

（2）若正常，将手动/自动切换阀切到自动或复归手动按钮，手动灯灭。 9．自动切机械手动

按导叶（浆叶）手动按钮，若有机械开限，则机械开限自动往回关，当达到平衡时，自动切到手动，切换无扰动且电机失磁；若是采用积分式手操，则电机失磁。

10．电源操作

关调速器电柜电源时应先关工业平板PC机，当平板PC提示可安全关机时，方可关掉平板PC，然后再断交、直流电源开关。

11．无油电液转换器的润滑：每两个月加一次润滑油（汽轮机油），加油时注意：不要深入加油孔太深，以免碰伤滚珠丝杆。

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