灯泡贯流式机组调速器运行中桨叶误动原因分析.pdf

灯泡贯流式机组调速器运行中桨叶误动
原因分析

调速器抽动的原因有很多，其中包括某些整定参数出现改变或者随动设备系
统的增益太大，电液的转换过程中部件的回环特性太大等。下面针对介绍的是东

方电机控制设备有限公司HGS型水轮机调速器控制系统分析。

调速器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。电气控制系统采用工业控制器(如

PCC、PAC等)为硬件核心，组成冗余双通道控制结构，并配以彩色液晶触摸屏作
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。调速器控制系统为模块化的硬件结构，易于维护、维修，可靠性高。此外，
根据用户要求，控制系统的接力器位置反馈和/或导叶主阀位置反馈可采用交叉
冗余配置，伺服比例阀输出亦可采用交叉冗余配置（即采用双比例阀），以便进

一步提高调速系统可靠性。

控制功能说明

调速器在接到水轮机开机信号后将以最快的速度把机组调节到额定转速。机
组并网后，调速器将自动切换到开度调节（或功率模式）状态，在机组并网状态
下，调速器可运行于开度调节模式或功率调节模式之一，运行人员可通过触摸屏
选择调节模式。功率调节模式下，如果功率信号缺失，调速器将自动切换到开度
调节状态。如果调速器处于手动状态，则调速器不再参与调节，而是处于自动跟

踪状态，从而允许运行人员将手动切换到自动状态而不出现接力器波动。

机组开机：
从机组监控系统向调速器发出水轮机开机令，调速器接到开机令后
将导叶以一定速度开启至某一开度，使机组转速快速上升，然后开始检查机组频

率，当机组频率大于50%时，则进入开机转速控制模式（由开机过程PID参数参
与调节），此时机组转速给定由当前转速值按软件整定速率上升至额定转速，从
而控制机组转速的上升过程，使机组转速快速平稳的达到额定同步转速，实现快
速并网，缩短机组的开机时间。当机组转速到达95%后，调速器将进入空载转速

控制模式（由空载调节PID参数参与调节），当电网频率跟踪功能投入且电网频
率正常时将自动跟踪电网频率，此时亦可接受来自同期装置的频率“给定增加/

减少命令”，调整机组频率，以便于并网。

发电：

当机组并网后，调速器导叶开度将略为向开方向打开一定开度以防
止机组发生进相，调速器将自动进入开度控制模式或功率控制模式（由用户设

定）。

并网后，调速器电气开限将打开至当前水头下的最大允许开度。

在开度模式下（调速器自动），电气柜处于远方操作时，通过远方
指令“给定增加/给定减少”修改导叶开度给定值，从而改变机组出力，例如：
当导叶开度为50%时，远方发出导叶开度增加信号，此时调速器将以2.5%/秒
（增/减速度可根据用户需要调整）的速度增加导叶开度，当开度增加信号消失，
调速器也将立即停止增加开度给定。当电气柜处于现地操作时，则可以通过电柜

触摸屏上增加/减少按钮增减导叶开度至需要开度，以此调节机组功率。

在功率模式下（调速器自动），电气柜处于远方操作时，通过远方
指令“功率给定增加/减少”修改功率给定值，从而直接修改机组出力，同时，
也可以通过现地控制盘（监控系统）向调速器下发功率设定值，调速器接到功率

设定值后将自动调节机组功率值至设定功率值。例如：此时机组功率为50MW，现
地控制盘（监控系统）此时下发一个100MW功率设定值给调速器，当调速器收到
此功率设定值时，调速器将自动调节机组功率至100MW；当电气柜处于现地操作

时，则可通过电柜触摸屏上增加/减少按钮增减功率设定值到需要功率输出。
停机-发电调相-停机/发电：

调速器在停机状态接到水轮机开机令，执行开机流程到机组转速到
达额定转速，当机组处于发电状态下，调速器接到调相投入令时，调速器将关闭
导叶至全关，调速器处于调相运行状态。当调相完成后，调速器接到停机令，调
速器将自动处于停机状态；如果调速器接到发电令，调速器将开启导叶至空载开

度，调速器处于发电状态，并等待监控系统下一步指令。

停机

调速器在自动状态下接到机组停机令后，导叶将从当前导叶开度开
始以一定的速率关至全关位置，同时导叶开限将给定为-5%，以保证机组完全关

闭，使主阀始终处于关方向，调速器处于停机状态。

调速器具有桨叶协联运行功能。该功能投入后，调速器接受开机令，轮叶开
启到轮叶启动位置（可通过软件配置修改）后保持不变，导叶开始按照开机规律
开启，当机组转速到达协联转速（可通过软件配置修改），轮叶协联投入运行，
轮叶即根据预先设定的协联曲线表调整角度。如果当机组处于停机状态时，轮叶