调速器培训教材1.doc

NARI 微机水轮机调速器 培训教材 国电自动化研究院 电气控制技术研究所 二○〇四年八月 前 言 本书首先介绍了水轮机调节及水轮机调速器的基本概念、控制对象的数学模型、水轮机调节系统的动静态特性，然后以南瑞电气控制技术研究所必威体育精装版研制的SAFR-2000型32位微机调速器为例说明了微机调节器的电气部分，接着以南瑞集团推出的ZFL系列自动复中式主配压阀液控装置为例说明了调速器机械液压部分原理，然后又介绍了调速器的压油装置和油压系统的控制部分，最后本书介绍了SAFR-2000型调速器的现场实验以及水轮机调速器的非线性鲁棒控制等。 本书共分为八章，主要由南瑞电气控制技术研究所调速工程部编写，其中第五章由陈东民编写，第六章第二部分由蒋克文编写，其余由蔡卫江编写，全书由蔡卫江统稿。 本书第三章引用了华中科技大学魏守平教授的《现代水轮机调节技术》中的部分内容，在此表示感谢。其他部分章节引用的内容详见参考文献，在此对作者一并表示感谢。 教授级高工曾继伦对本书进行了审阅，并提出了许多宝贵意见。 南瑞电气控制技术研究所 于南京 2004-9-2 目录 第一章 水轮机调节概述 1 1.1 水轮机调节的任务 1 1.2 水轮机调速器的控制策略和结构 3 1.2.1 控制策略的发展 3 1.2.2 调速器装置的发展 8 1.2.3 控制策略的发展方向 10 第二章 控制对象数学模型 12 2.1 水轮机组段模型 12 2.1.1 有压引水系统模型 12 2.1.2 水轮机模型 15 2.1.3 液压随动系统模型 17 2.1.4 同步发电机模型 18 2.1.5 包括水轮机组段-发电机-电力网络的整体系统模型 19 第三章 水轮机调节系统的静态和动态特性 20 3.1 水轮机调速系统国家标准……………………………………………………... 20 3.2 水轮机调速系统静态特性……………………………………………………... 20 3.3 水轮机调速系统动态特性……………………………………………………... 22 第四章 微机水轮机调速器电气调节装置 34 4.1 32位微机水轮机调速器简介 34 4.2 32位微控制器MC68332特性介绍 36 4.2.1 概述 36 4.2.2 内部结构 37 4.3 SAFR2000微机调速器硬件系统 44 4.3.1 系统控制插箱简介 44 4.3.2 继电器层简介 46 4.4 装置硬件基本工作原理 46 4.5 SAFR2000微机调速器软件系统 56 4.5.1 概述 56 4.5.2 上位机运行监视软件 56 4.5.3 上位机智能化调试维护软件 60 4.5.4 下位机软件基本构成及框图 83 4.5.5 调节控制原理 87 4.6 微机测速装置 93 4.6.1 概述 93 4.6.2 主要技术参数 93 4.6.3 装置的操作说明 94 4.6.4 装置工作模式说明 97 第五章 调速器机械液压控制装置 99 5.1 南瑞ZFL型液压控制装置概述 99 5.2 液压控制装置系统组成 100 5.2.1 系统原理概述 100 5.3 主要技术参数、性能指标及工艺特点 103 5.3.1 主要技术参数 103 5.3.2 主要性能指标 103 5.3.3 主要工艺特点 104 5.4 主要液压元件原理介绍 104 5.4.1 伺服比例阀 104 5.4.2 双联可切换滤油器 105 5.4.3 主配压阀 105 5.5 液控柜操作说明 108 5.5.1 导、轮叶控制部分的操作 108 5.6 安装与调整 109 5.7 插装阀式液压控制装置 111 5.7.1 插装阀概述 111 5.7.2 插装阀式调速器原理介绍 111 5.8 机械过速保护及事故关机装置 115 5.8.1 系统组成 115 5.8.2 工作原理 115 5.8.3 系统特点 116 5.8.4 机械过速保护装置与液压系统接口 116 5.9 分段关闭装置 119 第六章 油压装置 121 6.1 YZ-8.0-6.3油压装置工作原理 121 6.2 油压装置控制柜 99 6.2.1 概述 125 6.2.2 主要功能 125 6.2.3 供电方式 127 6.2.4 油源控制柜状态 128 6.2.5 油源控制柜控制方式及功能描述 129 第七章 SAFR2000微机调速器现场试验 134 7.1 电站及机组概况 134 7.2 试验项目 135 7.3 现场试验录波 144 第八章 微机调速器的非线性鲁棒控制 153 8.1 概述 153 8.2 工程上实用化的非线性鲁棒控制规律 154 8.2.1 控制模型的线性化 154 8.2.2 鲁棒控