武汉三联水电控制设备有限公司
自动)有功调节能满足闭环控制和开环控制来调整负荷。现地/远方具有互锁功能,在远方方式下能够接受电站计算机监控系统发出的负荷增减调节命令,具有脉宽调节(调速器开环控制)、数字量、模拟量定值调节有功功率和机组开度的功能。
当功率调节模式下功率反馈故障自动切换到开度调节模式下运行。 当在开度调节或功率调节模式下,自动判断大小电网,当判断为小电网或电网故障(线路开关跳闸而出口开关未跳)自动切换到频率调节模式运行。
根据频率的变化以及负荷或开度的调整对频率引起得变化作为判断大小电网的依据,自动改变运行模式:当在开度调节或功率调节模式下,当判断为小电网或电网故障自动切换到频率调节模式运行。
当机组出口开关闭合而电网频率连续上升变化超过整定值时(整定值与用户协商,缺省值50.3Hz) 和机组功率突然大幅度下降时(突降10%以上),可确定机组进入甩负荷或孤立电网工况,调速器自动切换到频率调节模式,迅速将导叶压到空载开度,机组转速稳定在额定转速运行。
负载工况下的参数: * 运行模式: 开度调节模式 功率调节模式 频率调节模式 * PID调节参数: 开度模式bt,Td,Tn 功率模式bt,Td,Tn 频率模式bt,Td,Tn bp,E
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* 运行参数: 最大电气开限 最小电气开限 导叶开及关放大系数 主配位置放大系数 调相运行
当机组并网后,中控室发调相令,调速器按两段关闭将接力器关回,先快速将接力器关到15%,然后慢速关到零,处于调相循环状态,如调相令解除,则自动将电开限按水头值打开到某开度,开度给定回到空载位置。 5) 运行工况切换
冗余电气系统双机之间的切换、控制或操作方式的切换(包括机械手动操作)、事故等切换无扰动。
自动、电手动、机手动之间任意切换,无扰动。 两套电源无缝切换 。 电源消失时,保持开度不变。
当电源恢复后,自动跟踪当前开度,无扰动的恢复到当前运行工况。 运行方式切换
(1) 现地、远方之间任意的切换;
(2) 自动、电手动、机手动之间意切换 (3) 频率、功率、开度调节模式之间的切换; (4) 频率跟踪功能的投入、切除; (5) 人工频率死区的投入、切除; (6) 自动水头、人工水头之间任意的切换; (7) 残压PT、齿盘任意切除;
(8) 交流、直流电源的投入、切除; 6) 自动停机
主接力器在机组停机时有10~15mm的压
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紧行程,机组在正常停机状态下由调速器输出相应信号,使主接力器的关腔保持压力油以保证机组的导叶全关。
调速系统在接收停机令后(停机令必须保持到机组转速小于70%以下)在下列情况下使机组停机: (1) 正常停机
* 一般停机:在电手动或自动运行工况能实现现地或远方操 作停机,断路器在零出力跳闸后,接受停机令停。
* 停机连跳:并网运行时可接收停机令。当关至空载开度(并网瞬间值)或机组零出力时由监控系统控制断路器跳闸后完全关闭导叶。当断路器末跳闸时,保持空载和零出力状态。 (2)紧急停机
机组紧急停机时,外部系统下发紧急停机令或操作员手动操作紧急停机按钮时紧急停机电磁阀动作,调速器以允许的最大速率(调保计算的关机时间)关闭导叶。
机组在事故情况下可由外部回路快速、可靠地动作紧急停机电磁阀,当紧急停机电磁阀动作后有位置接点输出至指示灯和上送计算机监控系统,并同时由计算机监控系统启动紧急停机流程。 (3)事故配压阀停机
当调速器失灵时,事故配压阀动作,确保机组可靠停机。 (4) 机械过速保护装置
设计有机械过速保护装置的调速系统,由机组转速上升值控制机组可靠停机。 (5) 闭锁
在找到事故原因并加以消除以前,事故停机和紧急停机回路一直保持闭锁状态,只有通过手动操作复归程序才能复归。
3.3.3 电手动运行工况
电手动操作流程见下图:电手动控制模式的增减导叶开度的精度(0.1%接力器全行程)高于机械手动。
一般适用于
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检查、判断和调整机械液压系统零位,校对导叶开度的零点和满度。当机组转速信号全部故障时,可人为启、停机组,增减负荷;当系统甩负荷时,自动关到最小空载开度并接受紧急停机信号。
3.3.4 机械手动运行工况
机械纯手动操作流程:机械纯手动控制模式的增减导叶开度的精度(0.3%接力器全行程)一般用于检验机械液压系统的动作情况,适用于大修后第一次启动机组。
当全厂供电电源消失后,可人为手动操作,启、停机组,增减负荷;并接受紧急停机信号。
3.4 调节规律
补偿PID:具有控制结构自适应和参数自适应的调节功能,自动按工况改变运行参数、PID调节参数及整机放大系数,使调速系统始终工作在较佳的工况点。
在空载、负载开度、负载功率、负载转速运行工况下都有相应的PID调节控制参数与之对应,确保优良的控制效果和机组安全稳定地运行。
在空载工况下,网频正常且为跟踪状态时的频差为: △F = FW-FJ 机组并网运行后,空载无网频,或在不跟踪工况下,频差为: △F = FG-FJ 其中:FW电网频率,FJ机组频率, FG为频率给定值。
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通过对频率差值,或开度差值或功率差值进行PID运算后,得到一个与该差值所对应的开度输出信号,经过开度限制环节输出到液压随动系统来控制导水叶的开度,则导水叶的开度经AD转换后与PID调节器的输出信号进行综合比较,放大输出,直到调整输出信号和导水叶开度所对应的信号之差为零。
水轮机调节系统的工作点可以由水头和接力器行程来确定,工况可以由工况回路来
确定。在空载工况下: 调节△F =0;
在负载开度调节时: 调节开度差值△YG =YG-Ya=0; 在功率闭环调节工况下: 调节功率差值△PG=PG-Pa=0。
其中:YG开度给定,Ya机组实际开度,PG有功功率给定,Pa 机组实际功率。 PID控制算法的模拟表达式如下:
Y(t)=KP[e(t)+1/T1∫e(t)dt + TD de(t)/dt] 离散后得到第n次输出值为:
n
Y(n)=KP{e(n)+τ/TI∑e(j)+TD/TI[e(n)-e(n-1)]} j=0
式中Y(t)为调节输出;e(t)为t时刻的输入偏差值;τ为采用周期(τ =△t);e(n)为第n次输入偏差值;e(n-1)为第n-1次输入的偏差值;n为采样序号(n=0,1,2?);KP为比例系数;TI为积分时间;TD为微分时间。 第n-1次输出值为:
n-1
Y(n-1)=KP{e(n-1)+τ/TI ∑ e(j)+ TD/TI[e(n-1)-e(n-2)]} j=0 PID算法的增量表达式为: 将Y(n)Y减去(n-1):
Y(n)-Y(n-1)=KP{e(n)-e(n-1)+τ/TI e(n)+ TD/TI[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]} 整理后关系式为:
Y(n)= Y(n-1)+ KP{e(n)-e(n-1)+τ/TI e(n)+ TD/TI[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]}
= Y(n-1)+KP[e(n)-e(n-1)]+ KI e(n)+ KD[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)] 增量式PID算法表达式为:
△Y(n)= Y(n)- Y(n-1)
= KP[e(n)-e(n-1)]+ KI e(n)+ KD[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]
调速器的内部PID计算公式
Y(K)=YPIYG(K-1)+ △YP(K)+ △YI(K) +YD(K) + △YYG(K)
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