[轻工标准]-QBT 001L-2001 水轮机数字式电液调速器技术条件.pdf

Q B % T 0 0 1 L一 2 0 0 1 前言 为加强水轮机数字式电液调速器产品的质量管理， 特制定本标准口 本标准由长江水利委员会长江控制设备研究所了 东省水利水电机械厂、 武汉三联水电控制设备公 司、 西安启元自 控技术研究所共同提出和编写， 特聘华中理J _ 大学魏守平教授为顾问， 并委托电力行业 水轮机标准化技术委员会调速器分委会负责组织制定 主要编写人: 雷践仁、 王党生、 刘安平、 陈健民、 刘智凯、 潘熙和。 由吴应文、 郭建业、 王春桐、 饶培棠、 雷践仁负责审定 本标准为上述四编写单位的企业标准， 由该四单位负责解释。 水轮机数字式电液调速器技术条件 S p e c i f i c a t i o n o f d i g i t a l e l e c d r o h y d r a u l i c g o v e r n o r f o r h y d r a u l i c t u r b i n e Q B / T 0 0 1 L 一 2 0 0 1 试行 ) 1 适用范围 本标准适用于工作容量大于或等于 3 0 0 0N “ m的水轮机数字式电液调速器的设计、 制造、 安装、 验收和运行( 不包括用于可逆式及双向水轮机的数字式电液调速器) 本标准所称的水轮机数字式电液调速器， 是指具有数字调节器的水轮机电液调速器， 该数字调节器 山微处理器或其他数字电路构成。 2 引用标准 G B 3 7 9 7 -1 9 8 8 电控设备第二部分: 装有电子器件的电控设备 G B / T 9 6 5 2 . 1 -1 9 9 7 水轮机调速器与油压装置技术条件 G B / r 9 6 5 2 . 2 - - 1 9 9 7 水轮机调速器与油压装置试验验收规程 G B / T 1 7 6 2 6 . 4 - 1 9 9 8 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 D L / T 5 6 3 - - 1 9 9 5 水轮机电液调节系统及装置技术规程 D L / T 4 9 6 -2 0 0 1 水轮机电液调节系统及装置调整试验导则 J B / T 5 5 3 8 - - 1 9 9 1 微控调节器通用技术条件 D L / T 5 7 8 -1 9 9 5 水电厂计算机监控系统基本技术条件 D I 丫 T 5 0 6 5 一 1 9 9 6 水力发电厂计算机监控系统设计规定 3 技术要求 除满足G B / T 9 6 5 2 . 1 一1 9 9 7 中第 4 章和D L / T 5 6 3 -1 9 9 5中第 3 章的规定之外， 还应满足如下 要求: 3 . 1 基本功能要求 3 . 飞1 保证水轮发电机组在开机、 空载、 发电、 调相、 停机等工况下可 靠稳定运行。 3 . 1 . 2 具有频率调节、 开度调节等基本调节模式， 还可根据用户要求增设功率调节、 水位调节等特殊调 节模式。当机组稳定运行于额定频率时， 各调i 7 模式间可实现无扰动切换 3 . 1 . 3 具有自动、 电气手动的基本控制方式， 并能进行机械手动操作。各控制方式间应能实现无扰动 切换。 3 . 1 . 4 机组转速( 频率) 、 接力器开度及驱动电气一机械/ 液压转换装置的电气控制信号必须设置独立 指示或进行常驻显示。 3 . 1 . 5 调速器控制面板上应设置定义明确、 标志清楚、 操作方便的按键、 开关等人机接口。 武汉长江控制设备研究所 武汉三联水电控制设备公司 广东省水利水电机械厂 西安启元自控技术研究所 2 0 0 1 一 0 1 一 0 1 发布2 0 0 1 一 0 1 一 0 1 试行 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 Q B / 'r 0 0 1 1 -2 0 0 1 3 . 1 - 6 具有调节参数的显T、 设定、 修改及越限保护功能 3 . 1 . 7 具有故障报警及提示功能。 3 . 1 . 8 数字调节器应具有自诊断和软件自 启动功能 3 . 1 . 9 数字调节器具有与上位计算机进行串行通讯的R S 2 3 2 接口， 并向用户提供其通讯特性， 如有特 殊的通讯接口和规约要求， 由供需双方协商解决。 3 . 1 . 1 0 数字调节器应具有程序和数据的掉电保护功能 3 . 2 基本性能要求 3 . 2 . 1 数字调节器以P I D调节为其基木调节 规律， 各参数的设定范围不应小于G B / T 9 6 5 2 . 1 -1 9 9 7 4 . 6 条的规定范围。 3 . 2 . 2 频率测量应满足 a ) 测频范围 5 H z -9 9 H z b ) 7 A ( 频分辨率 0 . 0 0 5 H z 。 ) 残压测频时， 测频信号电压有效值在。 . 2 V-2 0 0 V内， 频率测量应能正常工作。 3 . 2 . 3 数字式仪表的分辨率不低于1 写; 指针式仪表的不准确度不低于 2 . 5 0 0 0 3 . 2 A 4 按G B / T 1 7 6 2 6 . 4 -1 9 9 8 规定进行电快速脉冲群抗扰度试验时， 引起的输出变化量1 0 0 0 0 h o ;. :1 数字式调t 7 器硬件应采用工业控制机， 如: S T I 总线工业控制机、 P L C可编程控制器或其他类 型工业控制机。也可以采用工业级单片机系统 3 . 3 . 2 数字式调节器硬件输人输出规模: a ) 开关量输人点数不少于 1 6 点; b ) 开关量输出点数不少于 1 6 点; c ) 模拟量输人通道数， 不少于 4 通道; d ) 模拟量输出通道数。 不少于2 通道。 3 . 3 . 3 数字调节器硬件输人输出接口规范: a ) 开关量输人: 孤立接点和/ 或半导体开关 b ) 开关量输出: 孤立接点， 其容量为: AC 2 2 0 V八A, D C 2 4 V/ l A, c ) 模拟量输人 一1 0 V- - - 1 0 V 输人阻抗1 0 k d 2 , 4 mA一2 0 mA输人阻抗5 0 % , Y 。 5 . 1 门1 数字调W 器动态特性试验 动态特性试验是为了 检查数字调节器的调节规律是否正确， 并对调节参数进行校验 5 . 1 . 1 1 . 1 P I D数字调节器的调节规律可用下列传递函数描述: A y . ( s ) / ,2 ,s ( S )=K, 十K, j s+Ko s % ( 1十T, v s ) 式中:L 'V , ( s ) 一 P I D调节器输出的拉氏变换值; A ,t ( s ) 一 P I D调节器输人的拉氏变换值: K Y - - ( T , - + - T u ) / ( 6 , 7) 一 一 比例增益; K, =了 /(/， 了 飞 ) -一 积分增益; K , 一戮肠一微分增益: T i , 一一 微分衰减时间常数 c p s / T 0 0 1 L -2 0 0 1 5 . 1 . 1 1 . 2 模拟输出的数字调节器， 直接按下述方法校验; 数字输出的数字调节器， 校验时将功率放大 器的放大系数置于7 ， 时间常数置最小值， 视功率放大器的模拟输出为数字调节器的输出， 按同样为 一 法 进行校验 5 . 1 . 1 1 . 3 K 。 和K ， 的校验a b p . K D ( 或T) 置最小值， 将K p 和K , 或b 、 和T O 置于待校验值 对数字式 调节器施加适当的频率阶跃信号 x ， 用自 动记录仪记录调节器输出的过渡过程曲线如图1 所示: 图1 中O B C为过渡过程曲线， 将直线段B C反向延长， 与t 轴( 时间轴) 交于. 4 点， 与 ' 轴交于D 点， 则O D = K P o x o 调节参数的实测值可按下列各式求出: KP =O DI 二 K, - - O D/ ( A O D x ) b . 二AT/OD Td =OA 5 . 1 . 1 1 . 4 K 。 的校验。 将K P ( 或b ) 置于已校验值， b y , K, 置于最小值( 或T , 置最大值) , K D ( 或T) 置于 待校验值对数字调节器施加相当于一定相对转速的频率阶跃信号 T ， 记录调节器输出量的过渡过程 曲线如图2 所示。曲线后部F U接近于水平线。 延长G F与Y 。 轴相交于D， 依据A B - - O . 6 3 A D求出1 3 点， 过B点作水平线与曲线交于F _ 点， 再过E点作垂线与t 轴交于C点， 则O C可近似视为T , , 值。 0 . 6 .9 AD 0 厂 图 2 记P I D数字调节器的采样周期为: ， 则 A D一L K D / ( r r T , V 习111 .r 或A D=K u / 兀v 忽略: 值) 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 Q B / '1 ' 0 0 1 1 一 2 0 0 1 K。 的近似值可按 卜 式求出: K,= A D( r 一 T, v ) % A z 7 或K 一A D I ' v八 以忽略二 值) = K b , 5 . 1 门2 电气协联的调整 5 . 1 . 1 2 门将水头信号调整到某一待试验值. 输人井逐次改变模拟导叶接力器行程的电气量 测出电气 协联的输出量， 据此绘出该水头信号 F 以电气量表示的实际协联关系曲线 用同样的方法绘出各水头信 号 卜 的实际协联关系曲线. 与 转换为电气量的给定114 联关系曲线比 较， 误差较大时应进行修正对机组 出力限制线以外的协联关系曲线， 其误差可不予修正; 对运仃机会很少的 丁况区， 其误差可不予严格 修正。 5 门门2 . 2 当使用函数记录仪直接记录各水头 以电气量表示的实际协联关系曲线时， 应注意电气量 的变化速度不能太快， 否则不能得到准确的协联关系曲线 5 . 2 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 按G B / T 1 7 6 2 6 . 9 -1 9 9 8 有关规定进行试验， 试验等级为3 级· 试验参数见表3 : 表 3 开路输出试验电压士1 0 %和脉冲的重复频率( 士2 ( ) i t ) 二 万dt17ra43fgy, r! 'V 4 k2 “ 下魔诊 ft 4i s_-kV7 信号输人端n 乖复R率 k Hz l 一电 压 峰 值一 k V 2 一重复 频率 k Hz 0 在额定工作条件下进行试验， 其输出量应整定在中间值， 从供电电源端口 或频率信号输入端门 输人 瞬变脉冲干扰信号。试验应在专 用设备上进行， 在输人十扰信号时应采取保护措施， 防止受试设备损坏 或出现不安全后果。电气部分在整个试验期间显示的抗扰度应满足3 . 2 . 9 的要求; 试验结束后， 电气部 分的性能还应满足有关技术条件规定。 5 . 3 电气 一 机械/ 液压转换装置试验 试验应在装置工 作正常、 零位调整完毕、 线圈内阻及绝缘电阻按 二3 . 飞 的规定测定并满足要求的条 件下 进行。 试验时环境温度为室温或在规定范围内; 当1 卜 常工作需振动分量时， 应加入规定的振动信号; 对电气 一 液f+ : 转换装置、 除进行油压漂移试验时外， 其工作油I f 应在规定范围内 5 . 3 门线圈内阻及绝缘电阻的测定 各类电气机械/ 液压转换装置的线圈内阻用欧姆表测量; 各线圈间及各线圈对壳体!. 的绝缘电阻 用兆欧表测量。 工作线圈的额定工作电压小 于4 8 V时， 采用额定电压为断O V的兆欧表; 工作线圈的额 定工作电仄为48 V 一5 O OV4 8时 采用额定电压为 5 0 0 V的兆欧表 5 . 3 . 2 静态特性试验 装置带规定负载或实际负载， 逐次增大或减小输人指令信号， 悔次稳定平衡后. 测量相应的输出位 移( 对流量输出型电气一液压转换装置则测量其相应的空载输出流量) ， 测点不得少于 阳点， 绘制其静 态特性曲线; 由曲线求出其工作范围、 传递系数和死区。 5 . 3 . 3 动态特性试验 用频率法进行试验。装置带规定负载或实际负载， 输入。1 H z 一1 0 H z 的正弦波信弓， 输入信号的 幅值应使装置工作在线性范围内， 必要时可加人偏置信号。用位移传感器测量输出位移( 对流量输出型 电气液压转换装置可用动态流量变送器或用带有位移传感器的试验接力器测量其输出流量) ， 并用自 动记录仪记录输人、 输出信号的波形图， 求出其幅频、 相频特性 5 . 3 . 4 电气一液压转换装置油压漂移的测定 对位移输出型电气一液压转换装置. 保持输人指令信号为零. 装置带规定负载或实际负载， 在允许 的范围内改变油压大小， 测量相应的位移变化量。 该变化量与_ ; _ 作行程之比， 即为相对油压漂移; 在汕压 Q B / 'r 0 0 1 L -2 0 0 1 降低过程中， 相对油压漂移达到最大允许值时的油压为允许最低工作油压 对流量输出型电气一液压转换装置， 保持输人指令信号为零， 在正常工作油压范围内， 改变油压大 小， 测量其相应的输出流量。使输出流量恢复至零所需的输人信号的变化值与额定信号之比， 即为相对 油压漂移。 5 . 3 . 5 电气一机械转换装置及位移输出型电气一液压转换装置负载漂移的侧定 保持装置输人指令信号不变， 使其位移输出处于中位， 在允许范围内改变负载大小， 测量其相应的 位移变化， 该变化量与工作行程之比， 即为相对负载漂移; 相对负载漂移达最大允许值时的负载为最大 允许负载。 5 . 3 . 6 电气一液压转换装置静态耗油量的测定 在工作油压下带实际负载， 输入指令信号为零， 测定电气一液压转换装置每分钟静态耗油量， 并记 录当时油温。 5 . 4 电液随动装置试验 5 . 4 . 1 极限开环增益测定 试验在接力器开关机时间调整到规定值后进行试验时。 接力器开到适当位置， 改变放大系数以改 变电液随动装置的开环增益， 然后， 观察在各种开环增益下的稳定情况。能使电液随动装置保持稳定的 最大开环增益即为其极限开环增益 542 动态特性试验 电液随动装置开环增益置整定值( 确定整定值的原则是: 在满足转速死IX 和随动装置不准确度指标 要求的前提下选取较小值， 且不得超过极限开环增益的6 0 %) .在自动下况下向电液随动装置施加约 2 0 %最大反馈电压的阶跃扰动信号， 记录接力器运动的过渡过程。 最大超调量应小于扰动信号的1 0 0 0 5 . 4 . 3 静态特性试验 将开环增益置于整定值， 按同一方向逐次增大和减少输入信号， 待接力器稳定后， 记录各输人信号 - 值及相应的接力器行程， 按定义用作图法或一元线性回归分析法求出其死区i和不准确度; ， 。 5 . 4 . 4 油压漂移试验 试验在正常工况下 进行。接力器分别置于约2 5 '/ 0 、 5 0 %和7 5 %的开度， 在调节参数、 指令信号及输 人信号不变的条件下， 使油压在正常工作范围内变化， 测量接力器在不同开度时的漂移值， 并取其平 均值 6 交付与验收 6 门产品应按照规定程序批准的图纸和文件制造。 6 . 2 随产品一起供给用户的技术文件包括: 产品技术条件、 产品说明书、 原理图、 安装图、 总装配图、 出 厂试验报告、 合格证及装箱单等。 6 . 3 产品交付前， 可按本标准及合同要求组织产品验收 64 设备运到使用现场后， 应在规定的时间内进行开箱检查。检查应包括以下内容; a ) 产品完好无损， 品种、 数量与合同相符， 随机技术文件齐全 b ) 按合同规定随产品供给用户的备品备件齐全， 并具有互换性 检查后， 用户应对检查结果予以书面确认口 6 . 5 在用户遵守保管和使用规则的条件下， 从制造厂交付之日 起 3 年内或机组投人运行 2 年内( 上述 期限以先到为准) ， 因产品质量问题， 而发生损坏或故障时， 制造厂应无偿为用户更换或修理 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载