比例—数字阀全冗余可编程调速系统的控制方法研究与系统实现

论文摘要

本文首先提出了研究本课题的主要意义和目的,综述了调速系统的发展概况,简要分析了水轮机调节系统的控制原理。在深入分析改造原因后提出乌江渡发电厂增容改造调速系统改造总体方案。针对比例-数字阀全冗余可编程调速系统的控制特点,进行整个系统结构的组成,对水轮机调速系统的控制流程进行控制设计,对于其测频处理采用残压齿盘测频双冗于的设计进行了分析,并对于油开关等现场接线进行了合理设计,对于停机联锁等关键回路进行了防误设计。并根据现场仿真试验,来选定系统控制参数,通过试验录波来验证其满足国家标准要求。总的看来,此次调速系统的控制方法研究满足了乌江渡发电厂设备改造的技术要求,具有一定的先进性和合理性,应用于与工程实践取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 概述
• 1.1 研究本课题的主要意义和目的
• 1.2 调速系统的发展过程
• 1.2.1 机械液压调速系统
• 1.2.2 电气液压调速系统
• 1.2.3 数字式电液调速系统
• 2、水轮机调节系统的控制原理
• 2.1 水轮机调节的基本任务
• 2.2 水轮机调节系统的结构
• 2.3 水轮机调节系统的特点
• 3. 乌江渡发电厂调速系统改造总体方案的提出
• 3.1 改造的必要性
• 3.2 改造后的先进性
• 3.3 具体改造方式
• 3.4 增容改造后机组参数（见表3-1）
• 3.5 调速系统的配置
• 3.5.1 PLC 模块配置（Quantum 见表3-2）
• 3.5.2 软件
• 3.5.3 触摸屏配置
• 3.5.4 比例伺服阀及高速数字球阀的配置
• 3.6 电源
• 3.6.1 供电电源
• 3.6.2 电源监视
• 3.7 测频装置（残压+齿盘冗余式测频技术说明）
• 3.7.1 机频的采集
• 3.7.2 测频环节的比较
• 3.8 电气反馈
• 3.9 分段关闭装置、过速限制器
• 3.10 运行工况转换
• 3.11 油开关接点的接入
• 3.12 调速系统停机连锁动作的程序条件
• 4 系统组成
• 4.1 工作过程
• 4.2 电气控制系统
• 4.3 机械液压系统
• 4.3.1 结构说明
• 4.3.2 电液转换环节
• 4.3.3 主配压阀
• 4.3.4 滤油器
• 4.4 调节规律
• 5 水轮机调速系统的控制流程设计
• 5.1 调速系统运行流程
• 5.2 自动运行工况
• 5.2.1 停机备用
• 5.2.2 自动开机过程
• 5.2.3 空载运行工况
• 5.2.4 负载运行工况
• 5.2.5 运行工况切换
• 5.2.6 自动停机
• 5.3 电手动运行工况
• 5.4 机械手动运行工况
• 6 调速系统的故障诊断和故障处理
• 6.1 容错
• 6.1.1 频率容错
• 6.1.2 导叶反馈容错
• 6.1.3 水头容错
• 6.1.4 机械零点漂移自动补偿
• 6.1.5 操作出错
• 6.2 自诊断和故障处理
• 7 调速系统调节参数的整定
• 7.1 解决方法
• 7.2 试验运行结果
• 7.3 参数选择
• 7.3.1 PID 参数调整
• 7.3.2 工况 PID 参数
• 7.3.3 水位信号
• 7.3.4 主配位移反馈放大倍数（仅比例阀用）
• 7.3.5 调节系统放大倍数
• 7.4 比例伺服阀与放大器的调整
• 7.4.1 连线
• 7.4.2 供电电源
• 7.4.3 放大器
• 8 结束语
• 致谢
• 参考文献