➢ 关于高油压型调速器
• 高油压调速器应用了电液随动装置等现代 电液控制技术，减少了调速器的液压放大 环节，结构简单，工作可靠，具有优良的 速动性及稳定性。
• 高油压调速器的液压元器件标准化、专业 化、国际知名程度高，均为大批量工业化 生产，具有强大的技术支撑和可靠的质量 保证体系，在国内市场均有丰富的硬件资 源。不仅确保了产品质量，也为采购备品 备件提供了便利。
1、基本功能
④接受中控室指令，实现AGC功能 ——硬接线、通信 ——操作信号、状态量、模拟量、故障信号 ——AGC是按功率调节的自动发电控制
⑤按水头改变控制参数 ——启动开度、空载开度、开度限制 ——功率限制 ——转桨调节的协联曲线
1、基本功能
⑥多接力器的协联调节与控制 ——转桨式水轮机、冲击式水轮机
7
3K 1d
Y D (k ) 8 Y D (k 1 )1[ 0 F (k ) F (k 1 )]
采样周期40mS，微分时间常数280mS
频率给定
机组频率
f
测频单元
（ +） （ -）
（ -）
比例运算
积分运算 微分运算
（ +） uy
△u
（ + ）（ + ）
（ +） （ -）
uy
综合 放大器
电 液 s1 前 置 级 s2 主 配 Q 主 接 y
数字阀型调速器
油质要求可达到50um；在调节精度上采 取两组甚至三组调节阀的形式，满足大波动小 波动调节。
数字阀完全实现了与微机的数字化接口。
数字阀是液压行业的标准产品，模块化 结构。
驱动能力大，可以直接驱动接力器。
其静态耗油量量可以做到零，完全无渗 漏。
2.按电液转换类型
数字阀型调速器
2.按电液转换类型
BA
S V
TP
• 比例伺服阀控制主配压阀原理图
2.按电液转换类型 ➢ 关于伺服电机、步进电机型调速器与伺
服比例阀型调速器
电机和伺服比例阀驱动能力小， 必须通过主配的液压放大来驱动主 接力器。
主配是非标产品，加工复 杂、维护不方便。
自复中装置不完善。
静态耗油量大。
适用于低油压调速器。
2.按电液转换类型
Uy为调节器的输出控制信号。
我国调速器标准中要求三项调节参数按 下列范围设置：
Kp：0.5～20 Ki：（0.05～10）1/s Kd：0～5 s
而对缓冲式调速器，调节参数及其参数 范围为：
暂态转差率 bt 1～100% 缓冲时间常数Td 1～20 s 加速时间常数Tn 0～2 s
；
KP
TD Tn btTd
展十分迅速的技术。在全世界的自动 化控制装置中，PLC的产量、销量、 用量位居榜首。PLC、机器人和 CAD/CAM是现代工业自动化的3大支柱。 PLC之所以成为许多工业自动控制设 备和系统的首选产品，是由于它具有 高可靠性。
1.按控制器类型 数字式电液调速器（微机调速器） PLC:
电源模块
D/A模块
三. 调速器的分类
伺服电机、步进电机型调速器
u P ID
u
(+ ) (– )
放 大 器
u s
驱 动 电 源
直 流 伺 服 电 机
丝 杆 传y1 动 机 构
位 移 传 感 器
三. 调速器的分类
2.按电液转换类型
比例伺服型调速器 以电控方式实现对流量的节流
控制
国外调速器主要采用的元件。 调节精度高，对油质管理要求高。
微机分为两种，一种是传统意义的微 机，即单片机系统。另一种是PLC。单片机是 由生产厂家根据要求自己设计生产的电路板， 由于规模、成本上的限制，没有形成标准化、 批量化生产，因而在可靠性及抗干扰性上存在
三. 调速器的分类
1.按控制器类型
数字式电液调速器（微机调速器） PLC是一种应用非常广泛、发
调速器的原理 及改造维护
一、水轮机调速器的基本原理
给定转速
水轮机调速器
n
n 0（ +）
转速测量
（ -）
n
△n
调节器
（转差）
导
y水
电液随动系统
机
构
水轮 n
发电机组
调图 速9 -器2 工水作轮基机本调原速理器图基 本 工 作 原 理 简 图
被调量：转速（频率），功率； 目标：转速给定值（额定转速或频率），功率
Y P ( k ) K [ F p ( k ) F ( k 1 )]
Y I(k ) K I[ F (k ) b p ( Y /P (k ))]
F(k)FFcn((kk))FFgg((kk))
Y/P(k) Y Pcc((kk)) Y PP g(IkD ()k1)
Yc/Pc(k)是有增/减（开度或功率）操作时的开环增/减分量。
机组并网运行时调速器的调节规律及永态转差系数
调速器的静态特性
并入电网后，调速器输入输出关系: Y 1 X
bp
Y为调速器的接力器开度；X为机组相对转速； bp为永态转差系数。
永态转差系数定义为：用相对量表示的调速器静态特性曲线斜率的
10%，
fcfgbp(ycyP ID )＝ 0
给定值； 引起转速变化的原因：机组负荷扰动或进入水
轮机的水量（水头）的变化。
组成：转速偏差测量机构、调节器和电
液随动系统或执行机构
调节器调节规律：PI，PID（比例+积分+
微分）
PID调节器的输出表达式为：
Uy=ＫpΔn
+ＫI
ndt
+ＫDd
dt
n
式中：Δn 为转速偏差；
Ｋp、ＫI和ＫD为比例项、积分项和 微分项增益；
二、水轮机调速器的主要功能 2．特殊功能 （1）容错控制功能
容错控制功能是指当调速器控制系统中
的部件发生故障时，控制系统自动采取一 些修补措施，允许调速器在降低一些性能 指标的情况下保证机组带负荷继续运行。 这一功能符合我国电网目前还不能允许机 组经常停机的实际要求。我国的大型微机 调速器大多采用的是硬件冗余的措施实现 容错功能控制。目前常用的冗余控制有：
转换器 液压放大
压阀
力器
测频单元
永态转差率
（ bp）
调节器
位移传感器 电液随动系统
图 9-3 电 子 调 节 器 及 电 液 随 动 系 统 的 调 速 器 结 构 框 图
电子调节器及电液随动系统的调速器结构框图
二、水轮机调速器的主要功能
1、基本功能 ①频率测量与调节
——并网前自动跟踪网频，实现快速并网； ——孤网运行按给定频率调节 ——并网后实现一次、二次调频 测量方式： 高速计数模块配合中断模块测量 频率信号源：发电机机端电压互感器,交流(0.3～ 150V) 测频范围： 残压测频 (10～90Hz) 齿盘测频： (2～90Hz) 测频分辨率：±0.0015Hz
分
A
段
关
B
闭
阀
三. 调速器的分类 3.按油压等级
低油压型调速器(2.5,4.0,6.3MPa)
高油压型调速器(10MPa、16MPa及 以上)
➢ 关于高油压型调速器
3.按油压等级
充分采用液压行业中先进而成熟 的技术成果，是高油压调速器的主要特点。 传统水轮机调速器及油压装置，工作油压 低，采用价格很高的螺杆泵及小批量生产 的非标准液压件，体积大，用油量大。高 油压调速器的工作油压定为16MPａ，全部 采用了液压行业的各类先进成熟的标准产 品。在压力油源部分，采用了高压齿轮泵、 滤油器、囊式蓄能器及相应的液压阀；在 结构上采用了液压集成块和标准的液压附 件。
测速、稳定及反馈信号用机械液压的方 法产生，经机械液压综合放大后通过放大部分驱 动水轮机接力器。最早的水轮机调速器都是机械 液压调速器，它是随着水电建设发展而在20世纪 初发展起来的。它能满足带独立负荷和中小型电 网中运行的水轮发电机组调节的需要，有较好的 静态特征和动态品质，可靠性高。但是，面临大 机组、大电网提出的高灵敏度、高性能和便于实 现水电站自动化要求，机械液压调速器固有的采 用机械液压方法进行测量、信号综合和稳定调节 的功能就露出明显的缺陷。
1 K I btTd
KD
Tn bt
机组并网运行时调速器的调节规律及永态 转差系数
水轮发电机组大部分时间是并入电网运行 ，向电网送出电能。电网容量较一台发电 机组的容量大很多，并入电网以后，机组 导叶开度的变化，只能改变自身的出力， 对电网频率的影响很小，此时，机组被电 网拖入同步运转。电网要求并入电网的机 组必须按所要求的永态转差率运行，这时 ，调速器是按有差规律进行调节。
二、水轮机调速器的主要功能
1、基本功能
① 频率调节
F
t f1
高频时钟信号 N
f2
&
f4
f1
放 大 f2
分 频 f3
整形
f3
t T
t
t
f4
T
t NT
1、基本功能
②有功调节 ——并入电网后，按永态转差系数和
频差、 水头自动调整机组出力
③自动改变工作模式与工作状态， 变参数调节
水轮机调速器的节模式
水轮机调速器的工作状态
二、水轮机调速器的主要功能
（3）计算机辅助调试和试验功能 通常称这种功能为计算机辅助试验功能。试验 信号的发送、试验数据的记录、试验数据的处理、 试验曲线的绘制、参数的整定、试验结果的分析、 试验报告的形成，都是由调速器内置的微机系统 来实现的。这一功能为现场检修维护人员提供了 一种简便易行的调试与整定手段，省去了外部测 试仪器需要接信号传感器和仪器的麻烦，调速器 调试过程做到了省时省力，是调速器试验手段的 一种改革