1、QB%T 001 L一2001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Specification of digital elecdrohydraulicgovern
2、or for hydraulic turbineQB/T 001 L一2001试行)1适用范围本标准适用于工作容量大于或等于3000N “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GB 3797-1988电控设备第二部分:装有电子器件的电控设备GB/T 9652.1-1997水轮机调速器与油压装置技术条件GB/r 9652. 2-1997水轮机调速器与油压装置试验验收规程GB/T 17626. 4- 199
3、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DL/T 563- -1995水轮机电液调节系统及装置技术规程DL/T 496-2001水轮机电液调节系统及装置调整试验导则JB/T 5538-1991微控调节器通用技术条件DL/T 578-1995水电厂计算机监控系统基本技术条件DI丫T 5065一1996水力发电厂计算机监控系统设计规定3技术要求除满足GB/T 9652. 1一1997中第4章和DL/T 563-1995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
4、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i7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2001一01一01发布2001一01一01试行QB/r 001 1-20013.1-6具有调节
5、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RS232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。3.1.10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PID调节为其基木调节规律，各参数的设定范围不应小于GB/T 9652.1 -19974. 6条的规定范围。3.2.2频率测量应满足a)测频范围5 Hz-99 Hzb) 7A(频分辨率0. 005 Hz。)残压测频时，测频信号电压有效值在。.2V-
6、200 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2.50003.2A4按GB/T 17626.4-1998规定进行电快速脉冲群抗扰度试验时，引起的输出变化量10 000 ho;.:1数字式调t7器硬件应采用工业控制机，如:STI总线工业控制机、PLC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16点;b)开关量输出点数不少于16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:
7、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 220V八A,DC 24V/lA,c)模拟量输人一10 V-10 V输人阻抗10 kd2,4 mA一20 mA输人阻抗50%,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5.1.11.1 PID数字调节器的调节规律可用下列传递函数描述:Ay. (s) /,2,s (S)=K,十K,js+Kos% (1十T,vs)式中:LV, (s)一PID调节器输出的拉氏变换值;A,t (s)一PID调节器输人的拉氏变换值:KY-(T,-+-Tu)/(6,7)一一比例增益;K,=了
8、/(/，了飞)-一积分增益;K,一戮肠一微分增益:Ti,一一微分衰减时间常数cps/ T 001 L-20015.1.11.2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5.1.11.3 K。和K，的校验a bp.KD(或T)置最小值，将Kp和K,或b、和TO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OBC为过渡过程曲线，将直线段BC反向延长，与t轴(时间轴)交于.4点，与轴交于D点，则OD=
9、KPox o调节参数的实测值可按下列各式求出:KP=ODI二K,-OD/(AODx)b.二AT/ODTd=OA5.1.11.4 K。的校验。将KP(或b)置于已校验值，by, K,置于最小值(或T,置最大值),KD(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FU接近于水平线。延长GF与Y。轴相交于D，依据AB-O. 63AD求出13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OC可近似视为T,值。0. 6.9 AD0厂图2记PID数字调节器的采样周期为:，则AD一LKD/(r r T,V习11
10、1.r或AD=Ku /兀v忽略:值)QB/1 001 1一2001K。的近似值可按卜式求出:K,=AD(r一T,v)%Az7或K一ADIv八以忽略二值)=K b,5. 1门2电气协联的调整5.1. 12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
11、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GB/T 17626.9-1998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10%和脉冲的重复频率(士2() it )二万dt17ra43fgy,r! V 4 k2 “下魔诊ft 4i s_-kV7 信号输人端n 乖复R率 kHz l一电压峰值一kV2一重复频率kHz0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
12、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If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48V时，采用额定电
13、压为断OV的兆欧表;工作线圈的额定工作电仄为48V一5OOV48时采用额定电压为500 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 Hz一10 Hz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
14、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QB/r 001 L-2001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。
15、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
16、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60%).在自动下况下向电液随动装置施加约20%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10005.4.3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
17、5/0、 50%和75%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
