论文部分内容阅读
【摘 要】 本文主要介绍了WBDT—150调速器的主要特点，YT—300调速器的特点及注意事项，以供参考。
【关键词】 步进电机；机构；特性
潘家口水电厂管理着大小不同的六台发电机组，有立式和卧式的，其容量分别有15万KW的一号发电机组，500KW的五、六、七号发电机组和4000KW的八、九号机组。与之相匹配的调速器各不相同，结构和形式有较大区别，具有不同的特点，就一号机和小机组的特点及注意事项做一简单介绍。
1 基本情况
15万KW的一号发电机组调速器，于一九九八年进行换型改造，至今已运行六年多，运行稳定可靠，速动性好。改造前是东方电机厂生产的BDT—150电液调速器，二十年的运行实践证明，它的技术性能是比较稳定的，工作可靠性较高，技术成熟，在当时设计安装此调速器也是非常先进的，电气部分采用的是半导体晶体管控制，机械部分主要由电液转换器、引导阀、辅助接力器、主配压阀、放大机构、开度限制控制机构、杠联机构、恢复机构、事故电磁铁和油管路等组成，这些部件组装在一起形成工作环节多，叠加死区较大的特点，是造成调速器静特性试验死区较大的主要原因之一，整体性能和品质受到一定影响，但对发电机组的正常运行不构成威胁。星转斗移，科学技术随着时间发生了日新月异的变化，调速器的发展也不例外，性能优良的调速器比比结实，结合我厂的具体情况以及当时调速器的性能价格比，最终选择能达公司生产制造的WBDT—150调速器。
2 WBDT—150调速器的特点
2.1设计理念超前
WBDT—150调速器一改以往的传统框框，它以机械旋转的硬传动改变以往液压位移的软传动，这是一个把电气量转化为机械位移量的装置。过去是靠电液转换器实现机电转换，现在是一个叫步进电机的装置实现这一任务。步进电机是电---机一体化元件，是控制部分的执行元件，也是集转换与执行为一体的积分式元件。它的步进输出转角是分步进行的，即步进特征，步进停止后具有自保持能力，与电液转换器相比，它不需要油源，虽然它的动态惯量大，灵敏度较底，也就是频响比电液转换器小，但仍可满足调速器使用的各项要求。当步进电机与位移转换装置连接为一体后，把步进电机的左右旋转量转换成上下直线运动的位移量。位移转换装置是丝杠与螺母的相对运动变成直线运动，位移传感器与此连为一体以保持输出位移量，并及时反馈变化量。电气部分采用可编程控制器控制，把采得的外部信息，如测频信息、故障信息、水头、功率、开关信息、按键输入和导叶位移反馈信息等，输入到可编程控制器，经过可编程控制器按逻辑关系把这些信息处理后输出到步进电机，步进电机把电气信息量转化为机械位移量，经液压放大作用于机械部分的各个机构，从而调节和控制发电机组的运行。
2.2机械结构浓缩精度高
BDT—150调速器的引导阀、辅助接力器、主配压阀是分离元件，通过油管路连接传递它们的动作能量。而WBDT—150调速器则是把引导阀、辅助接力器、主配压阀高精度地加工装配在一起，不需油管路连接，简化了空间结构，减小了几何尺寸，精度显著提高，死区相对减小，动作性能和稳定性全面提高。对调速器整体性能的改善和品质的提升创造了有利的条件。一级液压放大仍然由引导阀和辅助接力器来完成。即把引导阀20kg的操作力放大到辅助接力器的输出为1000kg左右。引导阀向下差压18kg左右的力，其结构上具有阻尼阀盘，能有效地防止液压震荡。引导阀的单边搭叠量为0.10mm，形成小波动稳定，大波动迅速动作的功能。局部内构1：1负反馈，一次调节动作两次。主配压阀受辅助接力器控制，形成二级液压放大，操作力可达10000N，动作后打开开机腔或关机腔，形成的液压力推动接力器活塞做直线运动，调节导叶的开启或关闭，实现对发电机组的有效控制。此主配压阀为等直径三阀盘结构，而BDT—150调速器的主配压阀是差压两阀盘结构，区别较大，等直径三阀盘主配压阀与辅助接力器相平衡的作用力，由独立阀盘产生。小波动稳定和大波动迅速动作，阀盘的结构处理实现，它的控制阀盘与导向阀盘分开，使衬套可以周边开口，这样控制边的，遮程可确保一致，并且通油能力比过去的差压两阀盘通油能力强。在加工制作中阀芯与衬套选用同材料、同硬度，小间隙精密加工装配，加工过程中多次时效处理，确保不变形，最大限度的保证阀体的公差配合及精密性。
2.3功能强大
WBDT—150调速器具有自动、电手动、机械手动三种运行方式，纯机械手动可以使机组在电气控制完全故障的情况下，维持机组运行，在不停机的情况下进行电气检修，从而多创效益；能随时随地无扰进行自动手动或手动自动切换，此功能使机组的自动与手动这两种运行方式平稳、快速、准确地互相切換，使机组的运行安全更加可靠；可实现远方和现地电手动控制，并与机组的顺控技术相结合，为水电厂无人值班，少人值守创造了必要条件；能可靠的进行事故紧急停机；开度限制机构还可以在机组停机状态预防机组误开机，运行时防止机组过负荷，确保发电机组的运行安全。
这些特点结合在一起构成了品质优良的新型调速器。
3 YT—300调速器的特点
3.1技术成熟可靠
YT—300调速器是纯机械式自动调速器，是成熟的技术产品，根据调速器的工作原理和服务对向，它主要由检测水轮机转速的飞摆及其驱动装置、根据飞摆的命令去控制接力器的主配压阀、控制导水机构的接力器、接力器动作使主配压阀恢复中间位置，而获得稳定运行的弹性恢复机构的缓冲器、由接力器位置产生刚性恢复，能够确保机组并列运行所需的调差机构、单机运行时控制机组转速，并网后控制机组出力的转速调整机构、开度限制机构、油压装置和油管路等部件组成。做为完整的调速器还应有测速装置和事故电磁阀。YT型是合成式，把调速机构油压设备与接力器组成一个整体，便于运输及安装。在结构上根据不同的水轮机能适用于立式或卧式机组，适用于水轮机导水机构不同的开闭方向。运行方式上可以满足自动调节及远距离控制的各项要求，并可紧急事故停机。此调速器的油压装置可以自行补气打压，通过油泵、中间补气罐、补气管完成压油罐的建压操作，为调速器的液压控制创造条件。从而不需单独配备空气压缩机。
3.2使用注意事项
在使用中飞摆的电源取向不同，事故电磁阀的选择不同。飞摆的供电方式有两种，永磁机供电和发电机供电，五、七号机的飞摆电源采用发电机供电方式，这种方式省掉了永磁机，比较经济，但是，在发电机未投励磁或励磁消失的情况下，反映机组转速的交流电压没有或随之消失，调速器不仅无法正常自动运行，而且会自动地将导水机构打开，出现飞车事故。
3.3运行方式多项灵活
YT—300调速器有三种运行方式，分别是纯手动运行，液压手动运行和自动运行。纯手动运行方式可以满足条件落后的山区农村地区，在没有电没有油的情况下实现对机组的控制。其过程，把切换阀切到手动位置，用手动操作机械手轮旋转作用于接力器丝杠，使接力器做直线运动带动导叶开关，完成对机组的开停机及增减负荷的控制。液压手动运行方式，则需建立起稳定的油压，切换阀切到液压手动位置，操作开度限制机构控制机组的运行。自动运行则是通过飞摆对机组转速的控制来完成，切换阀在自动位置，经过飞摆测得的转速信息进行负反馈调节，作用于引导阀、主配压阀、接力器、反馈机构等部件，从而自动进行机组的控制。这三种运行方式可随时随地的任意切换，以满足机组的不同运行条件和不同工况。
【关键词】 步进电机；机构；特性
潘家口水电厂管理着大小不同的六台发电机组，有立式和卧式的，其容量分别有15万KW的一号发电机组，500KW的五、六、七号发电机组和4000KW的八、九号机组。与之相匹配的调速器各不相同，结构和形式有较大区别，具有不同的特点，就一号机和小机组的特点及注意事项做一简单介绍。
1 基本情况
15万KW的一号发电机组调速器，于一九九八年进行换型改造，至今已运行六年多，运行稳定可靠，速动性好。改造前是东方电机厂生产的BDT—150电液调速器，二十年的运行实践证明，它的技术性能是比较稳定的，工作可靠性较高，技术成熟，在当时设计安装此调速器也是非常先进的，电气部分采用的是半导体晶体管控制，机械部分主要由电液转换器、引导阀、辅助接力器、主配压阀、放大机构、开度限制控制机构、杠联机构、恢复机构、事故电磁铁和油管路等组成，这些部件组装在一起形成工作环节多，叠加死区较大的特点，是造成调速器静特性试验死区较大的主要原因之一，整体性能和品质受到一定影响，但对发电机组的正常运行不构成威胁。星转斗移，科学技术随着时间发生了日新月异的变化，调速器的发展也不例外，性能优良的调速器比比结实，结合我厂的具体情况以及当时调速器的性能价格比，最终选择能达公司生产制造的WBDT—150调速器。
2 WBDT—150调速器的特点
2.1设计理念超前
WBDT—150调速器一改以往的传统框框，它以机械旋转的硬传动改变以往液压位移的软传动，这是一个把电气量转化为机械位移量的装置。过去是靠电液转换器实现机电转换，现在是一个叫步进电机的装置实现这一任务。步进电机是电---机一体化元件，是控制部分的执行元件，也是集转换与执行为一体的积分式元件。它的步进输出转角是分步进行的，即步进特征，步进停止后具有自保持能力，与电液转换器相比，它不需要油源，虽然它的动态惯量大，灵敏度较底，也就是频响比电液转换器小，但仍可满足调速器使用的各项要求。当步进电机与位移转换装置连接为一体后，把步进电机的左右旋转量转换成上下直线运动的位移量。位移转换装置是丝杠与螺母的相对运动变成直线运动，位移传感器与此连为一体以保持输出位移量，并及时反馈变化量。电气部分采用可编程控制器控制，把采得的外部信息，如测频信息、故障信息、水头、功率、开关信息、按键输入和导叶位移反馈信息等，输入到可编程控制器，经过可编程控制器按逻辑关系把这些信息处理后输出到步进电机，步进电机把电气信息量转化为机械位移量，经液压放大作用于机械部分的各个机构，从而调节和控制发电机组的运行。
2.2机械结构浓缩精度高
BDT—150调速器的引导阀、辅助接力器、主配压阀是分离元件，通过油管路连接传递它们的动作能量。而WBDT—150调速器则是把引导阀、辅助接力器、主配压阀高精度地加工装配在一起，不需油管路连接，简化了空间结构，减小了几何尺寸，精度显著提高，死区相对减小，动作性能和稳定性全面提高。对调速器整体性能的改善和品质的提升创造了有利的条件。一级液压放大仍然由引导阀和辅助接力器来完成。即把引导阀20kg的操作力放大到辅助接力器的输出为1000kg左右。引导阀向下差压18kg左右的力，其结构上具有阻尼阀盘，能有效地防止液压震荡。引导阀的单边搭叠量为0.10mm，形成小波动稳定，大波动迅速动作的功能。局部内构1：1负反馈，一次调节动作两次。主配压阀受辅助接力器控制，形成二级液压放大，操作力可达10000N，动作后打开开机腔或关机腔，形成的液压力推动接力器活塞做直线运动，调节导叶的开启或关闭，实现对发电机组的有效控制。此主配压阀为等直径三阀盘结构，而BDT—150调速器的主配压阀是差压两阀盘结构，区别较大，等直径三阀盘主配压阀与辅助接力器相平衡的作用力，由独立阀盘产生。小波动稳定和大波动迅速动作，阀盘的结构处理实现，它的控制阀盘与导向阀盘分开，使衬套可以周边开口，这样控制边的，遮程可确保一致，并且通油能力比过去的差压两阀盘通油能力强。在加工制作中阀芯与衬套选用同材料、同硬度，小间隙精密加工装配，加工过程中多次时效处理，确保不变形，最大限度的保证阀体的公差配合及精密性。
2.3功能强大
WBDT—150调速器具有自动、电手动、机械手动三种运行方式，纯机械手动可以使机组在电气控制完全故障的情况下，维持机组运行，在不停机的情况下进行电气检修，从而多创效益；能随时随地无扰进行自动手动或手动自动切换，此功能使机组的自动与手动这两种运行方式平稳、快速、准确地互相切換，使机组的运行安全更加可靠；可实现远方和现地电手动控制，并与机组的顺控技术相结合，为水电厂无人值班，少人值守创造了必要条件；能可靠的进行事故紧急停机；开度限制机构还可以在机组停机状态预防机组误开机，运行时防止机组过负荷，确保发电机组的运行安全。
这些特点结合在一起构成了品质优良的新型调速器。
3 YT—300调速器的特点
3.1技术成熟可靠
YT—300调速器是纯机械式自动调速器，是成熟的技术产品，根据调速器的工作原理和服务对向，它主要由检测水轮机转速的飞摆及其驱动装置、根据飞摆的命令去控制接力器的主配压阀、控制导水机构的接力器、接力器动作使主配压阀恢复中间位置，而获得稳定运行的弹性恢复机构的缓冲器、由接力器位置产生刚性恢复，能够确保机组并列运行所需的调差机构、单机运行时控制机组转速，并网后控制机组出力的转速调整机构、开度限制机构、油压装置和油管路等部件组成。做为完整的调速器还应有测速装置和事故电磁阀。YT型是合成式，把调速机构油压设备与接力器组成一个整体，便于运输及安装。在结构上根据不同的水轮机能适用于立式或卧式机组，适用于水轮机导水机构不同的开闭方向。运行方式上可以满足自动调节及远距离控制的各项要求，并可紧急事故停机。此调速器的油压装置可以自行补气打压，通过油泵、中间补气罐、补气管完成压油罐的建压操作，为调速器的液压控制创造条件。从而不需单独配备空气压缩机。
3.2使用注意事项
在使用中飞摆的电源取向不同，事故电磁阀的选择不同。飞摆的供电方式有两种，永磁机供电和发电机供电，五、七号机的飞摆电源采用发电机供电方式，这种方式省掉了永磁机，比较经济，但是，在发电机未投励磁或励磁消失的情况下，反映机组转速的交流电压没有或随之消失，调速器不仅无法正常自动运行，而且会自动地将导水机构打开，出现飞车事故。
3.3运行方式多项灵活
YT—300调速器有三种运行方式，分别是纯手动运行，液压手动运行和自动运行。纯手动运行方式可以满足条件落后的山区农村地区，在没有电没有油的情况下实现对机组的控制。其过程，把切换阀切到手动位置，用手动操作机械手轮旋转作用于接力器丝杠，使接力器做直线运动带动导叶开关，完成对机组的开停机及增减负荷的控制。液压手动运行方式，则需建立起稳定的油压，切换阀切到液压手动位置，操作开度限制机构控制机组的运行。自动运行则是通过飞摆对机组转速的控制来完成，切换阀在自动位置，经过飞摆测得的转速信息进行负反馈调节，作用于引导阀、主配压阀、接力器、反馈机构等部件，从而自动进行机组的控制。这三种运行方式可随时随地的任意切换，以满足机组的不同运行条件和不同工况。