小议微机调速器的工作原理及在水电站的应用

小议微机调速器的工作原理及在水电站的应用

[摘要]微机调速器系统的应用能使电站发供电更加安全、可靠、优质、经济，而且操作维护简单。本文介绍了微机调速器主要特点功能、结构原理、调试运行、运行性能及在水电站的应用。

【关键词】微机调速器；水电站；运行；工作原理；应用

1、微机调速器系统特点和功能

微机调速器，是基于频率PID 、功率PI 调节规律的数字式微机控制、残压测频的电液调速器。采用可靠性高的可编程控制器为核心控制及自动补气方式的调速器。调速系统总体结构采用组合式油压装置、机械、电气合柜方式，同时采用双电机双油泵供油，互为热备用，并配有一组储能器，作为调速器的油源系统。采用PLC 作为主控制器，触摸屏作为人机界面，操作直观方便，控制精确稳定，调速器能远方自动遥控和现地手动控制，与电站计算机监控系统有良好的接口，接受控制并向监控系统输出有关信息。微机调速器具有调节规律（具有比例、积分、微分PID 的调节规律，功率可采用PI 调节，速度采用PID 调节）、变参数调节功能、开机过程控制、无扰动切换、导叶开导限制、电手动操作机构、人工频率失灵区、频率跟踪、与电站计算机监控系统的接口、在线故障自诊断及故障处理功能、离线诊断功能、故障保护等功能。

2、工作原理和系统结构

微机调速器与电站计算机监控系统相配合，完成水轮发电机的开机，停机，增减负荷，紧急停机任务。并与其它装置一起完成自动发电控制，成套控制，按水位调节等任务。采用了现代液压技术，由高速开关阀（数字阀）组件实现先导级的液压控制，由逻辑控制阀组件+功率集成阀直接驱动接力器，结构更简单，可靠性更高。同时进行元件—组件—回路的多层次组合与优化设计，进而实现调速器的所有功能。微机调速器包括电气控制部分、机械液压随动系统、油压装置等其它附件。

1）电气控制部分：采用日本三菱的高性能可编程控制器FX2N 系列作为硬件主体，可靠性高，利用PLC 的高速计数和中断功能由PLC 实现测频，外围电路简单，可靠性高；用PWM 算法实现对机械液压部分电磁阀的控制，从而实现调速器的全数字控制。

具有可编程控制并联补偿自适用式PID 调节、频率调节、开度调节、水位控制和功率调节等、具有手动和自动两种操作方式、同时可利用触摸屏修改调整如下参数：永态转差系数bp 、暂态转差系数bt 、缓冲时间常用数td 、加速时间常数tn 、频率死区、频率给定、电气开限、放大倍数、水头等。

2）机械液压随动系统：机械液压随动系统由数字阀、主控阀、手动控制阀组成，其中数字阀是实现接力器先导控制的关键组件，其功能是接收位置控制板的脉冲信号，使直动式阀芯通/断动作，进而控制先导油口压力油的通/断，以控制主控阀液流产生相应通/断的动作。主控阀是实现接力器主级控制的关键组件，它接收来自数字阀的通/断信号，使主阀芯产生通/断动作，进而控制通向主接力器主供作油路液流的通/断，以控制主接力器的信移。手动控制阀是实现接力器纯手动先导控制组件，是通过手柄推/拉带动阀芯通/断动作，进而控制手动阀先导控制油口压力油的通/断，以控制主控阀液流产生相应通/断的动作。

3、现场调试与运行