交流伺服控制型可编程水轮机调速器的研制与应用.doc

交流伺服控制型可编程水轮机调速器的研制与应用本文介绍了交流伺服控制型可编程水轮机调速器电气部分、电气－机械转换部件和液压系统的结构和工作原理，详细分析了各部分的设计特点和性能交流伺服控制型可编程水轮机调速器的主要性能指标达到或优于国家标准值，在水电厂的运行情况也表明，该调速器性能良好      水轮机调速器是水电站的重要组成部分，主要用于控制水轮发电机组转速与出力，其品质与性能直接影响到电能品质和水电站的安全可靠运行电气－机械转换部件是调速器的核心部件，因此，解决水轮机调速器中电气－机械转换部件工作可靠性差、抗油污能力弱等问题，是提高水轮机调速器可靠性的关键  1  步进电机或直流伺服电机控制的水轮机调速器存在的缺陷     20世纪90年代初期，国内高等院校、科研机构及制造厂家先后开发了电机（步进电机、直流伺服电机）型电气－机械转换部件步进电机的转动由指令脉冲控制，控制简单；直流伺服电机控制方便，调速范围宽，输出转矩高，过载能力强，动态响应好因此，以步进电机或直流伺服电机控制的水轮机调速器在大、中型水电站的应用取得了显著的成果，从而解决了电液伺服阀抗油污能力弱、容易发卡、工作可靠性较差等问题。

但是，步进电机与直流伺服电机本身存在缺陷，主要表现在：步进电机有一启动频率，造成在大负荷情况下响应速度不能过快，而且在高速运转时转矩下降，遇到卡阻时可能堵转、失步；直流伺服电机存在电刷与换向器的磨擦并产生火花的问题，电刷的磨损会带来故障，同时使其在维护方面较为麻烦 2  交流伺服控制型可编程水轮机调速器的结构和主要特点     近年来，随着电子技术的进步，新型功率开关器件、专用集成电路和控制算法的发展，使交流驱动电源、交流伺服系统的性能大大提高，它除克服了步进电机或直流伺服电机本身的不足，还具有功能强大、控制方式灵活、技术性能好和可靠性高等特点因此，把由交流伺服电机构成的驱动装置作为水轮机调速器的电气-机械转换部件是功率电子技术、微电子技术、计算机技术及控制原理进步和不断向前发展的必然结果     2.1 结构     交流伺服控制型可编程水轮机调速器的电气部分是以可编程控制器（PLC）为硬件核心，软件采用全模块化结构，彩色液晶屏幕显示，具有良好的全中文图形人机界面；电气－机械转换部件采用交流伺服电机，配以滚珠螺旋自动复中装置；液压系统为直连式结构，以交流伺服驱动装置的机械位移直接控制主配压阀。

PLC测量水轮发电机组的频率信号偏差，并按一定的调节规律（PID或PI）转换成位置控制的数字电信号；电气－机械转换部件将该数字信号线性地转化为机械位移量，再直接控制由辅助接力器和主配压阀组成的二级液压放大，通过主接力器控制水轮机导水叶开度（或浆叶转角），实现水轮发电机组的调速和负荷控制交流伺服控制型可编程水轮机调速器的系统原理结构见图1，机械液压系统的结构见图2 图1 交流伺服控制型可编程水轮机调速器的系统原理结构框图 图2 交流伺服控制型可编程水轮机调速器机械液压系统的结构    2.2 设计特点    2.2.1 无油电气－机械转换部件    2.2.1.1 交流伺服驱动装置    交流伺服驱动装置由交流伺服电机以及与其配套的驱动器组成在研制、选型和应用中，选用了日本松下公司生产的MSMA交流伺服电机及MSDA交流伺服驱动器MSMA交流伺服电机的主要特点是惯量小，转矩大，控制精度高，可方便地获得与频率成正比的可变速度，在低速运行时无爬行、无震动，调速范围宽，力矩－频率特性好，同时该电机轴上自带有高分辨率的位置旋转编码器，可方便地将电机轴的实际转角反馈给驱动器，在位置环方式下构成一个闭环位置控制。

MSMA交流伺服电机结构简单，体积小，运行可靠，无需维护与其配套的MSDA交流伺服驱动器是一个功能强大、控制方式灵活、适合多种用途的全数字化驱动装置，它本身带有CPU和人机对话界面，可以对其控制方式（位置控制、速度控制、转矩控制方式或组合控制方式）、工作参数（如位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数、速度前馈等）进行设定，以达到最优控制，满足不同工况下调速系统的稳定性要求    2.2.1.2 自动复中装置    自动复中装置主要由大导程滚珠丝杆、滚珠螺母和定位器等组成交流伺服电机通过联轴器和小手轮（手动操作用）直接连接滚珠丝杆，当电机带动滚珠丝杆正转（或反转）时，与滚珠螺母连成一体的位移输出杆上升（或下降），从而将电气数字信号直接转换为机械位移输出由于采用了大导程滚珠螺旋副，所以速动性好，磨擦阻力小，传动效率高，死区小，寿命长同时，在滚珠螺母与位移输出杆的水平对称位置两侧各设有一个定位器，当交流伺服电机失电时，在定位器的作用下，滚珠螺母与位移输出杆立即回复到原始的水平零位，滚珠丝杆也回到原始的中位因此，在调节过程中，当交、直流电源同时出现故障时，由于交流伺服装置设置具有自动复中功能，可使主配压阀及时复中，使调速器保持稳定，确保机组安全运行。

2.2.2 机械液压随动系统    机械液压随动系统由带有自动复中装置的电气-机械转换部件、引导阀、辅助接力器与主配压阀块、油路模块、紧急停机电磁阀等组成该系统的结构特点是：采用油路模块，取消连接油管路的明管；采用电气反馈，取消机械反馈杆件及钢丝绳，机柜内无传动杠杆，避免在铰接处产生死行程；实现无扰动手、自动切换，结构紧凑，外形美观，操作简单，维护方便    2.2.3 人-机接口    采用彩色液晶触摸屏幕实时显示机组当前运行工况、机组频率、导叶开度、机组功率、水头值和故障信息等各种运行参数和工况，直接通过触摸屏幕进行人-机对话，允许通过菜单实时修改运行参数，显示直观，操作方便，具有良好的全中文图形人机界面3  交流伺服控制型可编程水轮机调速器在水电站的应用    江西省寻乌县斗晏水力发电厂为坝后式水电站，安装有3台12.5 MW的混流式水轮发电机组，调速器为SKDT-80模拟型电液调速器，电液伺服部件采用电液转换器受斗晏水力发电有限公司的委托，由广东江海机电工程有限公司承接该调速器的技术改造任务在技术改造中，采用交流伺服可编程控制技术对该调速器进行技术改造，于2001年6月完成改造，并投入运行。

    经过一年多的实际运行，调速器情况良好开、停机几十次，从机组开机到空载运转的稳定时间短，并网快速，机组空转时间减少，节约用水；调节灵敏，运行可靠    改造后的调速器型号为GKT80-SP，分别于2002年1月和2002年8月通过了电力行业专家的现场鉴定测试和广东省水利厅专家组的鉴定将改造后的主要鉴定试验结果（见图3、图4和 表1）与GB/T9652.1—1997的数据进行比较，其主要性能指标全部达到或优于国家标准规定值 图3 GKT80-SP型调速器甩25%负荷时的试验曲线图4 GKT80-SP型调速器甩100%负荷时的试验曲线表1 GKT80-SP型调速器试验结果与国家标准值的比较4 结束语    交流伺服控制型可编程调速器经过了水电站现场真机的运行考验，其调节灵敏，可靠性高，性能好，运行稳定，而且该产品技术先进，结构简单、合理，操作简单，维护方便，能为水电站带来较好的经济效益范文最新推荐------------------------------------------------------ 电力安全月工作总结[电力安全月工作总结]电力安全月工作总结 2011年3月1日至3月31日为我公司的安全生产月，**变电站围绕;夯实基储提高素质、树立标杆、争创一流;的主题，开展了丰富多彩、形式多样的具体行动：通过看板形式宣传安全第一、预防为主的方针；通过48+4的学习机会，进行安全生产大讨论；通过安全活动进行查找本站的隐患的活动，电力安全月工作总结。

形成了;人人学会安全，层层尽责保证安全;的良好氛围，使我站的安全生产工作又上了一个新的台阶本站安全生产月活动具体工作如下： 1.开展安全月活动宣传工作，大家坐在一起讨论活动的主题、学习实施纲要、讨论各个实施阶段的活动安排深刻反思11.3事故，汲取事故教训，每人写了一份11.3事故反思，并对本站的安全管理、记录报表、规章制度、培训工作、事故隐患每个值班员都谈了自己的看法和建议，对站内管理每个人都倾注了最大的热情，可见11.3对每一个值班员的触动是刻骨铭心的，安全月的必要开展对变电站各项工作的促进，尤其对值班员安全意识、主人翁精神的影响最为深刻 2.深入开展安全生产大检查活动在安全生产整顿周活动的基础上，结合秋季安全大检查，进一步查摆了本站安全生产的隐患，特别是各种规章制度的建立、健全、完善和执行情况，对现场运行规程从全面、具体和针对性上进行了修订；制定全站停电的反事故预案，制定低温天气和防冰闪的反事故措施，进行现场演练当前正处年底收关和人员调整后的敏感时期，人员思想浮动大，而且本站正在进行新母差与新间隔投运的准备工作，施工人员多，施工人员安全意识和安全防范技能较低，是近阶段我站安全运行的一大隐患，我们会同工作负责人一起讨论施工过程中的存在和潜在的危害，并有针对性地制定防范了措施，保证了施工安全的进行。

针对人员素质参差不起，安全意识高低不同，我们制定了《**站考核细则》，制定措施, 明确职责和工作程序，对任何可能发生的情况做了充分的准备工作 3.利用交接-班的时间，我们查找本站存在的隐患，实行分片分区，责任到人，对查找到的隐患汇总分析，能自己解决的我们都及时认真地消除，对我站能力不足不能解决的，我们纳入工区的职业安全健康体系，由工区负责解决，工作总结《电力安全月工作总结》该报缺陷的上报缺陷，该报危害辨识的报危害辨识，使站内所有设备、所有工作、所有危险点在控、可控、能控 4.对在本月进行的工作、操作等，我们编制事故预案，如220KV母差保护更换的准备工作和悬垂刷涂工作， 除了工区安排跟踪外，站内根据人员新调整、新人员对设备不熟悉的现状，三班改为两班，加强值班力量， 保证了各项工作的顺利完成为防止意外发生，我们共同讨论制定出了在工作期间母线故障的反事故预案 5.每个班利用晚饭后的时间讨论检查了我站在遵章守制方面还存在哪些差距，现有规程制度能否满足现场规范化、标准化工作需要，并在站内宣读并实施了《**站考核细则》，按照个人能力分为12大员管理站内事务，规定每个值班员必须按照规章制度工作，否则就严格考核。

在个人专业技能与岗位要求存在的差距，站内按人所需制订培训计划，建立心智加油站和个人提升计划的培训平台进行培训工作日志、检修记录、安全活动、安全用具记录、缺陷记录等班组记录已经和工区进行交流，完善纪录格式 6.对全站值班员进行《电力安全工作规程》、本岗位安全职责、工作中的危险点辨识和防范措施及相关专业的规程制度等的培训，选派两名值班员参加工区举办的安规比赛，锻炼值班员具备工作所要求的安全生产技能，熟知各项工作的危险点及防范措施； 7.完善三票管理制度，针对本站实际按照运行工区职业安全健康管理体系实施;三票;管理制度，内容完善；;三票;按照规定执行，严格执行倒闸操作;六关;制度（操作准备关、接令关、操作票填写关、核对图板关、操作监护关、质量检查关）；;三票;的填写及执行情况良好三票;管理制度健全，制定了;三票;合格评价标准和考核规定；;三票;合格评价符合标准要求，对发现的问题能及时提出改进措施，有记录可查；定期对;三票;的执行情况进行统计、分析和考评 8.重温《沧州供电公司运行管理标准》及运行相关管理规定完善我站的《综自站的管理规定》，并制定措施严格执行查找五防系统管理和软件缺陷，及时上报，并。