YWT数字阀微机调速控制器说明书V1.0版重庆水轮机厂水电控制设备分公司2010年11月目录1 产品简介2 调速器主要技术指标3 调节性能指标4 控制原理5 机械部分6 出厂试验7 技术服务1产品简介YWT型微机调速器是混流式水轮发电机组配套设计的，其控制部分以FX2N-32MT可编程控制器为调节控制核心，采用机械液压控制回路控制导叶接力器。

接力器的行程由位移变送器反馈至微机调节器，该调速器取消了传统的机械协联柜、凸轮和复杂的机械连杆，不仅大幅度简化了系统结构，而且有效地克服了机械系统死区，彻底地改善了系统的调节性能。

该调速器在性能及结构上都突破了传统混流式调速器的模式，从根本上克服了常规混流式调速器存在的缺陷，代表了新一代调速器的发展方向。

该调速器反应灵敏，具有较高的调节精度，动态品质优良；微机控制可使导叶具有很高的同步精度；可任意设置和修改导叶的运行方式，采用数字阀直接控制接力器，使控制精度和可靠性大幅提高；整个机械液压系统采用模块式结构，机械柜内无明管和杠杆，结构简单、美观。

实践表明，采用数字逻辑阀做为电液转换器件的混流式专用调速器性能较好，系统结构相当简单，而且没有机械回复装置、静态控制精度高、静态无油耗。

因此我们建议采用数字逻辑阀做为电液转换器件的混流式专用调速器。

1.1 交直流并馈供电该控制器采用交流220V及直流220V（110V）并馈方式供电，同时保证两电源间的无扰动切换，为控制器提供高可靠的电源。

1.2 软件测频机组频率及电网频率经简单整形后直接输入可编程控制器，通过软件实现机频及网频两大重要参量的采集，大大克服了硬件测频元器件多、质量不稳定、抗干扰能力差等缺点。

1.3 汉化显示该控制器采用大屏幕触摸屏作为人机介面，对机组运行状态、各种参量、故障信号等均采用汉化显示，观察直观、操作方便。

1.4 自动故障检测该控制器通过软件对多种故障点进行实时监测，一旦发现问题，将及时发出故障信号并显示故障点，保证机组安全可靠运行，方便维护人员检修。

1.5 各运行方式无扰动切换该控制器通过软件实现各种运行方式（自动、电手动、纯手动）间的相互跟踪，并随时可进行各运行方式间的无扰动切换。

1.6 高可靠的数字式逻辑阀机械液压系统调速器机械部分（即机械液压系统）采用全数字逻辑式机械液压系统。

结构上采用数字球阀、插装阀式等标准液压元件，直接控制接力器两油腔的进、排油，从而达到控制接力器行程的目的。

其速动性好、机械防卡性能好、对油质要求低、静态无油耗、无机械飘移。

性能可靠、死区小、灵敏度高、安装调试方便、免维护。

1.7 网频自动跟踪该控制器同时检测机频及网频，并按其差值进行PID调节，使机组频率自动跟随网频而变化，达到快速并网的目的。

1.8 多种运行模式该控制器具有频率、开度二种运行模式，机组运行过程中，均可很方便，无扰动地进行各模式间的相互切换。

2．调速器主要技术指标●导叶接力器全开全关时间 2~30s●额定输入电压： AC220V±20% 50Hz ，DC220V（110V）±20%●最大工作电流 3A●静态耗油量 <0.1升/分(2.5Mpa)●滤油精度 200μ●最大不灵敏区 <0.5%●油压等级 16Mpa●可编程型号日本FX2N-32MT可编程控制器●调节规律：并联补偿自适应PID●测频方式：残压测频●暂态转差系数： bt=0～60%（调整分辨率1%）●永态转差系数： bp=0～10%（调整分辨率1%）●积分时间常数： Td=0～20s （调整分辨率1s）●频率给定范围： FG=45.0～55.0Hz（调整分辨率0.01Hz）●频率人工死区范围：E=0～1Hz3、调节性能指标◆静特性转速死区ix＜0.02%◆最大非线性度ε＜5%◆甩25%负荷，接力器不动时间≤0.15s◆甩100%负荷，过渡过程超过3%额定转速的波峰数N＜2，调节时间T＜40S4、控制原理YWT型微机调速控制器依据国标GB/T 9652.1-1997《水轮机调器与油压装置技术条件》，采用传统机械调速器的惯用参量，按PID调节规律而设计,详见原理框图。

采用大电流晶体管输出模块，分别控制机械液压系统电磁阀。

微机输出与导叶开度值进行综合放大，综合放大后的信号对应PWM脉宽调制输出信号控制导叶的开启或关闭。

4．2 PWM数字式电液转换说明该机械液压系统采用全数字式PWM脉宽（占空比）控制方式，导叶控制部分由完全独立的机械液压系统组成，电磁阀由电气控制柜送来的PWM（占空比）信号进行控制，其PWM 控制方式如下：t/TХ100% t≤T因此t决定了电磁换向阀的导通时间，也就是如果t越长，电磁阀的导通时间越长，那么接力器运动的速度越快。

反之，接力器运动的速度慢。

显而易见，采用上述控制规律及机械结构，最大的优点就是：整个机械液压系统无零点可调，只要电磁换向阀没有电流流过，整个机械液压系统处于平衡位置无静态耗油，而且驱动电磁阀及电磁开关阀的电流必须达到1安培以上的电流，所以抗干扰能力强。

4．3 信号测量该控制器接收机组残压提供的频率信号以及电网频率信号，经降压整形后按数字测频原理由软件实现机频及网频的测量。

4．4 频率调节频率调节是该控制器的主要运行模式(频率模式)，由采集的机组频率与给定频率相比较，其差值经调节模块按PID规律进行实时运算，其结果经电磁换向阀输出，调节导叶开度，达到机组频率稳定于给定频率的目的。

4.5 开机控制机组启动前，须预先设定机组的空载开度。

控制器收到开机指令后，将控制导叶按负指数规律开启至启动开度位置，然后按小斜率线性关系逐点开启导叶并监视机组实际转速，当机组转速达到99%额定转速时，开机控制结束，控制器自动转入空载调节程序。

4.6 停机控制停机条件满足，控制器接收到停机指令后执行停机顺序控制，按指数规律将导叶关闭至零并监视机组转速，待机组停稳后自动转入开机等待状态，停机控制结束。

4.7 网频跟踪为使机组尽快并入电网运行，控制器设计有电网频率跟踪功能，当跟踪指令发出后，控制器按机组频率与电网频率之偏差进行调节，当机组并入电网后，跟踪功能自动解除，控制器转入正常调节程序。

4.8 人机联系该控制器对机组的运行状态及各种参量均采用汉化显示，所有操作均有指令诊误，对不满足条件者不予执行，真正做到显示直观、操作简便、运行安全。

5 机械部分5.1 油压装置该类型调速器控制部分与蓄能式油压装置是组合为一体的，油压装置的压力能源足以保证调节系统的安全、稳定、可靠，该调速器的控制部分是装在回油箱体上的，并专门结合冲击式水轮机控制特点所配置的数字阀的液压控制机构的调速器。

该调速器主要由机械部分和电气（PLC）控制部分（另有说明书）组成。

机械部分主要由皮囊式氮气蓄能钢瓶、回油箱、双齿轮泵、双滤油器及液压控制阀组板等组成。

并用液压控制阀组代替了传统调速器的主配压阀等机械结构。

1. 主要数据1).蓄能器容积40L2).蓄能器储油容积14L3).额定油压 2.5Mpa2.工作原理回油箱的油经吸油滤油器过滤后，经齿轮泵、单向阀、溢流（安全）阀进入蓄能器，又通过截止阀主输出油管到液压控制阀组板的精滤油器；通过液压控制阀组板分别操作和控制喷针接力器的开和关和控制折向器的开和关。

喷针接力器和折向器接力器的行程由反馈电位器来控制。

液压控制阀组板的回油通过回油口回到回油箱。

这样构成一个封闭的循环油路具体动作过程，回油箱内的清洁油经齿轮泵的吸油管的滤油器吸入加压后，经单向阀稳压，超过2.5Mpa的压力通过安全阀溢出，当压力低于下限时电动机通过联轴节带动齿轮泵启动，高于上限时停止。

电接点压力表用于事故低油压报警，压力表便于观察装置压力变化。

余油经回油滤油网回到回油箱。

为反映回油箱内油面的高低，装设了液位信号器，当回油箱内油面过高或过低，它都能发出信号。

并另装有油位计便于直观。

3.主要结构3.1蓄能式油压装置（1）、回油箱用于贮存液压油，并作为控制阀板和蓄能器的安装机体。

（2）、电机及油泵为保证油压装置工作的可靠性，二台电机及齿轮油泵、一台为工作油泵，另一台为备用油泵，两者应定期切换使用，在特殊状况下，两台油泵也可同时做短时间的工作。

（3）、溢流（安全）阀安全阀在油泵出口处，当系统油压高于额定油压而油泵仍在工作时，将油泵输出的高压油直接排入油箱。

调整开关的预压量可整定其动作值。

当油泵打油的压力超过规定值时，安全阀开始泄压，以保护油泵的正常运行。

安全阀的开启压力为63bar，全开压力为70bar。

（4）、蓄能器囊式蓄能器是一种油气隔离的压力容器，钢瓶内有一只丁晴橡胶囊，用来贮存氮气，压力油进入钢瓶后，压缩囊内的氮气，从而存储能量。

为了运输过程中的安全性，出厂前已试验用的氮气排空，到电站后需到当地氧气厂充加氮气（40bar）。

（5）、单向阀用于防止油泵停止工作时压力油倒流。

（6）、吸油滤油器安装在油泵吸油口上，以阻拦较大的机械杂质，保护油泵。

（7）、回油滤油器安装在的回油箱，过滤从接力器回流油中的杂质，保证回油箱中油质的清洁度，并方便清洗。

（8）、电接点压力表当油压下降或上升到整定值时，相应的接点闭合，将讯号发送给油泵电机控制柜，开启或关闭油泵。

（9）、压力表用于观察主供油阀后的系统压力。

（10）、液位信号器安装在回油箱上，通过两组信号向外显示回油箱内液位的变化情况。

工作时正常液位见安装图。

当回油箱内液位不正常降低时，应及时向外给出信号报警，查找原因，及时排除。

其原因一般分为两种情况，a、蓄能器皮囊漏气。

b、液压管件和部件漏油。

（11）、空气滤清器安装在回油箱上，便于回油箱内外空气交换，防止空气中的杂质进入回油箱里。

（12）、充气工具蓄能器内的氮气是用随机提供的充氮工具(见下图)充入的。

充氮工具示意图充气时，先将蓄能器顶部螺帽旋下，把充氮工具螺口1旋上，然后将充氮工具螺帽2与高压氮气瓶口相联。

顺时针旋转充氮工具的旋阀3，顶开蓄能器气门芯，然后打开氮气瓶的阀门充气。

观察压力表4上的压力值，当压力值在氮气瓶的阀门关闭后达到额定值时，即可停止充气。

逆时针旋转充氮工具的旋阀3至上止点，拆下充氮工具，旋上蓄能器顶部螺帽，就完成了充气过程。

如果充气压力过高，可通过旋塞5放气。

4、安装与调整调速器所有零部件在工地安装前，必须按有关图纸将零件拆开（电磁阀等阀类除外），先用煤油仔细清洗，然后将所有管路用压缩空气吹干，再用46号汽轮机油润滑，按图要求装配。

清洗时只能用丝绸或纱布，不能用棉纱等掉毛物品擦拭零件。

4.1、安装注意事项（1）、齿轮泵与电机用联轴器连接后，用手轻轻转动，要求转动灵活，不能有卡阻现象。

（2）、齿轮泵与吸油管的连接紧密，密封性能好，不能有任何吸气现象。

4.2、安装后的第一次启动首先确定用油量。