文档介绍：HGS型微机调速器电气柜原理、使用说明书
目次
1 概述 2
2 系统构成、原理与特点 2
3 系统调节原理 2
4 开机及停机特性 3
5 调节器功能及特点 4
6 容错及故障保护功能 6
7 系统硬件配置及软件结构 6
8 操作与显示 8
9 主要参数 9
10 维护与维修 9
11 注意事项 10
HGS型微机调速器电气柜原理、使用说明书
1 概述
本电气柜为水轮机电液调速器的两个重要组成部分之一，完成调速系统的主要控制规律与操作保护功能，同机械液压随动系统配合，控制水轮发电机组的频率及有功功率，以实现机组的开机、停机、并网、发电、调相等功能，并可与电站监控系统通讯，接受监控系统的控制。该电气柜以工业控制微机为硬件核心，采用双微机通道冗余控制结构，并配以彩色平板电脑做为操作显示接口，具有良好的全中文图形人机界面和在线帮助系统，操作简单方便。电气柜为模块化的硬件结构，易于维护、维修，可靠性高。
2 系统构成、原理与特点
该微机调速器电气柜是以工控机为核心的双微机调节器，它适用于单调或双调的水轮发电机组。主要由以下部分组成：
彩色平板电脑，作为微机调节器的人机接口与显示界面，同时负责与电站监控系统的通讯控制。它可以实时显示调节器双微机控制器各种运行参数与曲线，并可对各种控制参数进行修改。
两套独立的工控机，包括各种数据采集与输出接口卡，完成调速器的各种调节控制与保护功能。两套独立的工控机中，一套为主机，另一套为热备用机。当其中一套微机系统出现故障时，该系统所有输出断开，另一子系统上相应输出闭合。如果故障子系统原为在线系统，则系统无扰动切到备用子系统；如果故障发生在备用子系统，则该子系统只需退出备用。若两套系统同时故障时，系统自动切换到手动运行。任何一套微机故障均有相应指示。双机及彩色平板电脑间通过ARCNET网络相连，完成数据交换、显示与控制参数的修改。
该微机调节器与比例伺服型全液控液压随动系统相连，采用高可靠性的直线位移传感器与比例阀功放模块，确保了导叶接力器反馈与电液转换的可靠性与准确性。
两套大功率的工业级开关电源，将厂用220VAC与220VDC供电电源变换成直流24VDC电源后作为调速器供电电源，提高了供电系统的可靠性。
3 系统调节原理
微机调节器采用并联PID调节规律。当油开关闭合或油开关断开但网频fw故障时，频差为频率给定fg与机组频率fj之差；当油开关断开且网频fw正常时，频差为电网频率fw与机组频率fj之差再加上一固定频率差，以使机组频率略高于电网频率，便于机组快速并网。该调速器具有三种调节模式：
①转速（频率）调节模式：频率死区Ef = 0，PID调节；
②功率调节模式(并网且功率测量正常)：频率死区Efz，PID调节；
③开度调节模式(并网后)：频率死区Ef，PID调节。
KdS / (1+TnS)
Ki / S
Kp
bp
f j
Lim
液压随
动系统
机组有功功率
yref
fg / fw
yg
Pg
电网检测
及参数调整
给定前馈
* fg : 频率给定; yg : 开度给定; Pg : 功率给定; f j : 机组频率;
f w : 电网频率; yref : 随动系统参考
Ef
_
+
+
+
_
导叶开度
图1 PID调节原理框图

在空载工况下只有频率调节模式，而在负载工况下则具有频率、功率和开度三种调节模式，可人为设定为任何一种调节模式。当处于功率调节模式时，如果功率测量故障，则自动切换到开度调节模式；在功率和开度调节模式时，如果机组频率与额定频率之差超过一定范围，则自动切换到频率调节模式。各种调节模式间的切换由于设有状态跟踪，故均为无扰切换。对不同调节模式设有不同的PID调节参数。
4 开机及停机特性
开机特性
基本开机特性
接到开机指令后，调速器将导叶开启至第一开机开度YK1 倍空载开度YNL)，等待一定时间后，开始检查机组频率，如果机组频率大于45Hz，则将导叶关闭至第二开机开度YK2 ()，调速器即由开机工况转入空载工况，进行PID调节。如果在开机过程中接到停机指令，则转入停机工况。
开机特性与水头关系
开机过程中的第一开机开度YK1和第二开机开度YK2均与水头有关，调速器中保存有空载开度YNL与水头的关系曲线，根据实测或运行人员输入的水头值，调速器自动计算出对应水头的YK1和YK2值。总的