SL 615-2013 水轮机电液调节系统及装置基本技术条件.pdf

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    表1角标和专用符号对照表

    4.1电液调节装置与油压装置的型式、 、工作容量应选择合理。流量调节执行装置(包括导叶、转轮 叶片、折向器和喷针等)实际最大开度应对应于接力器最大行程的80%以上。

    车库设计规范和图纸4.2水轮发电机组应满足下列条件:

    a)水轮机在规定的条件下运行。 b)测频信号源、水轮机导水机构、转桨机构、喷针及折向器机构、调速轴及反馈传动机构无制 造和安装缺陷,并应符合各部件的技术要求。 c)在调节系统及装置手动状态时,水轮发电机组应能在各种工况下稳定运行。在手动空载工况 (发电机励磁装置自动运行)时,水轮发电机组转速摆动相对值对配用大型电液调节装置的不 超过士0.2%;对配用中、小型电液调节装置的均不超过土0.3%。 4.3无调压设施的水轮机输水系统的水流惯性时间常数T不宜大于4s。机组惯性时间常数T。:反 击式机组不宜小于4s,冲击式机组不宜小于2s。同时,T/T。的比值不宜大手0.4。 .4使用地点的海拔宜不超过2500m。当海拔超过2500m时,应考虑空气压力或空气密度、湿度、 气温等对设备及元器件的影响。 由游润装黑围围宝气温座

    a)不同海拔的最高空气温度见表2

    表2不同海拔的量最高空气温度

    空气相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度不大于90%。 电液调节系统所用油的各项指标要求应满足GB/T11120中46号汽轮机油或黏度相近的同类 规定,工作油温范围为10~50℃。

    5.1.1电液调节系统及装置宜采用以下结构

    a)电子调节器加电液随动装置。 b)电子调节器加中间接力器加液压随动装置。 5.1.2压力容器内操作油压为紧急停机压力(事故停机的最小压力),同时作用在水轮机流量调节执 行装置上的反向力矩最大时,应能操作水轮机导水机构接力器全行程开启或关闭。 5.1.3机械液压系统中应有合适的油过滤装置;液压部件应有防震、防卡、防止油黏滞的措施,以 保证机械液压部件能正常地工作。 5.1.4电气系统应具有过电压、瞬变电压保护以及屏蔽保护功能。 5.1.5机械液压部分(主配压阀、电液转换装置、紧急停机阀、过滤器、切换阀等)宜来用标准液 压件、无明管路的模块式直联结构

    5.1.6参数设计范围:

    60s范围内调整。 e)接力器的开启和关闭时间应能在设计范围内任意整定。并应能按照规定的关闭规律关闭流量 调节执行装置。 5.1.7用于冲击式水轮机的电液调节装置,宜直接对喷针接力器进行控制;折向器可作为大/小波动 辅助控制和事故时的保护装置。 5.1.8电液调节装置的工作油压等级为2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa、10MPa、16MPa等。 5.1.9油压装置基本要求:

    a)油压装置的压力容器可采用油、气接触式压力油罐,也可采用油、气隔离式蓄能器。油 接触式压力油罐的工作油压不宜超过6.3MPa。 b)系统油温应保持在10~50℃之间,否则应设置油温调节装置。 c)油压装置至少设置两套油泵,对容量及静态耗油量较大的调节系统,可配置连续工作的 泵,避免大油泵频繁启动。

    a)CPU模块故障。 b)模拟/数字转换器和输入通道故障。 c)数字/模拟转换器和输出通道故障。 d)通信模块故障。 e)水头、流量、开度、功率传感器及其反馈通道故障。 f)电源故障。 g)程序出错和时钟故障。 h)紧急停机回路故障。 i)测速系统故障。 i)穴余系统自动切换或手动、自动方式切换故障。 k)液压控制系统故障: 液压控制设备故障报警; 高、低液位报警;

    高、低油压报警; 高、低油温报警; 油过滤器堵塞报警

    5.2.7下列离线诊断及调试功能根据需要选定

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    a)系统硬件及软件故障检查,包括各硬件模块故障检查。 b)调节参数检查及调试。 c)程序检查及调试。 d)修改和调整程序。 e)检查、调试和电站计算机监控的通信及其他接口。 5.2.8电液调节装置稳定运行时,如测速装置输人信号、水头信号、功率信号或接力器位置信号消 失时,应能使机组保持所带的负荷,接力器的行程变化不应超过其全行程的士1%,同时要求不影响 机组的正常停机和事故停机。 5.2.9电液调节装置应具有一次调频功能,一次调频转速死区 业响应滞后时间应满足当地电网要求: 永态转差系数应小于5%。 5.2.10电液调节装置应能带孤立负荷稳定运行。 5.3性能要求 5.3.1电液调节装置接力 器容 量及主配压阀的流量特性应达到设计要求 5.3.2机组启动至机组空载转速偏差小于同期带(十1% ~ 0.5%) 的时间tsR不应大于从机组启动 至机组转速达到80%额定转速的时间to.8的5倍 5.3.3电液调节装置的静态特性 a)静态特性曲线应近似为直线。 b)测至接力器的转速死区i,大型电液调节装置不超过0.02%; 中型电液调节装置不超过 0.06%;小型电液调节装置不超过0.1% c)转浆式水轮机电液调节装置,转轮叶片随动系统的不准确度i应不大于0.8%。实测协联曲 线与理论协联曲线的偏差应不大于转轮叶片接力器全行程的1%。 d)在稳定工况下,多喷嘴冲击式水轮机的任何两喷针之间的位置偏差,应不大于全行程的1%; 每个喷针位置对所有喷针位置平均值的偏差应不大于0.5%。 5.3.4电液调节系统的动态特性: 5.3.4.1水轮机电液调节系统及装置在各种工况下应能稳定运行。在自动空载运行时,施加阶跃型 转速指令信号,观察过渡过程,选取合适的调节参数,待稳定后机组转速摆动相对值应满足如下 要求: a)对于大型电液调节系统,不超过士0.15%;中、小型电液调节系统,不超过士0.25%。 b)手动空载转速摆动相对值大于规定值的机组,其自动空载3min内转速摆动相对值不应大于 相应手动空载转速摆动相对值。 5.3.4.2机组甩负荷后动态品质: a)甩100%额定负荷后,在转速变化过程中,超过稳态转速1.5Hz以上的波动次数不超过2次。

    a)对于大型电液调节系统,不超过士0.15%;中、小型电液调节系统,不超过土0.25% b)手动空载转速摆动相对值大于规定值的机组,其自动空载3min内转速摆动相对值 相应手动空载转速摆动相对值

    5.3.4.2机组用负荷后动态品质

    b)从机组甩负荷时起,到机组转速相对偏差小于士1%为止的调节时间t与从甩负荷开始到转 速升至最高转速所经历的时间tM的比值,对中、低水头反击式水轮机应不大于8(转轮叶片 关闭时间较长的轴流转桨式水轮机不大于12);对高水头反击式水轮机和冲击式水轮机应不 大于15;对从电网解列后需提供厂用电的机组,解列后机组的最低转速不低于90%额定值 (投入浪涌控制及转轮叶片关闭时间较长的贯流式机组除外)。 c)接力器不动时间不应超过0.2s

    5.3.5大型和中小型电液调节装置的综合漂移量折 分别不超过0.3%和0.6% 5.3.6绝缘电阻与工频耐受电压 在温度为15~35℃及相对湿度为45%~75%的环境中, 回路间及其与机壳和大地间的绝

    5.3.5天型和中小型电液调节装置的

    在温度为15~35℃及相对湿度为45%~75%的环境中,各电气回路间及其与机壳和大地间的绝 缘电阻不应小于5MQ,并按表3要求进行历时5s的耐压试验,应无击穿与闪络现象。见GB/ T3797

    表3主电路工频试验电压

    对不适于由主电路直接供电的辅助电路, 应能承受表4规定的耐压试验电压,历时5s

    表4辅助电路工频耐受电压

    电气控制部分应能承受来自电源、信号源和控制端口的干扰,以及周围环境的辐射电磁场干扰, 同时,设备本身的电磁干扰应减小到最低程度。 至少应参照GB/T17626.4进行电快速瞬变试验,对大型电液调节装置在电气和电子设备的电源 端口、信号和控制端口耦合快速瞬变脉冲群干扰信号。在供电电源端口,保护接地时试验电压峰值为 2.0kV;在I/O(输入/输出)信号、数据和控制端口,试验电压峰值为1.0kV;对中小型电液调节 装置试验电压峰值减半。施加干扰时,电气控制部分的功能和动作应正确无误,接力器不应有异常 动作

    3.7.1在额定转速10%范围内,静态特性曲线应近似为直线,其转速死区应符合设计规定 额定转速士2%范围内,其放大系数的实测值偏差不超过设计值的士5%。 3.7.2测速装置最小工作信号电压不大于规定值。

    5.3.8在稳定状态,电/液或电/机转换装置工作电源消失时接力器行程变化不应超过全行程的 ±1%。

    5.3.9.1油压装置止常工作油压的变化范围应在名义工作油压的主5%以内。紧急停机压力(事故传 机的最小压力)Pr的选择应使关机后压力不降到最低操作压力Pr以下。最低操作压力Pr(MPa) 根据要求的接力器容量A(N·m)和所用的接力器容积V(m)求得

    5.3.9.2压力容器可用油的体积:在正常工作油压下限和油泵不打油时,压力容器的容积至少应能 在压力降不超过正常工作油压下限和最低操作油压之差的条件下,提供规定的各接力器行程数。对混 流式水轮机为3个导叶接力器行程;对转桨式水轮机,除3个导叶接力器行程外,还要求1.52个 转轮叶片接力器行程;对冲击式水轮机,除3个折向器接力器行程外,还要求1.5~2个喷针接力器 行程。 油压装置压力容器的容量宜按附录A的规定进行计算。 5.3.0.3在工作油压上限、油气埃触式的压力续内油和空气体和比宣为1/3~1/2

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    5.3.9.4油泵运转应平稳。双调节水轮机工作油泵每分钟输油量为双调节接力器总容积的0.4~ 0.65倍;单调节水轮机工作油泵每分钟输油量为接力器总容积的1.1~1.5倍。 5.3.9.5控制系统管道内油的流速不宜超过5m/s。 5.3.9.6当油压高于工作油压上限2%时,安全阀应开始排油;高于10%以前,安全阀应全部开启, 使压力容器中的油压不再升高。当油压低于工作油压下限的0.1~0.15MPa时,备用油泵应启动;当 油压继续降低至紧急停机压力(事故停机的最小压力)时,作用于紧急停机的压力信号器应立即 动作。 安全阀的油漫量不应天王油泵输油量的1%

    5.3.9.7油压装置各压力信号器整定值的动作偏差,不应超过整定值的士1%。 5.3.9.8设有自动补气装置的油压装置,应配备空气安全阀,其动作值不大于工作油压上限 的114%。 5.3.10平均无故障间隔时间应不少于12000h:平均大修间隔时间应不少于4年

    5.3.9.7油压装置各压力信号器整定值的动作偏差,不应超过整定值的士1%。

    5.4.1电液调节装置应能 卓机监控系统远方控制机组开、停机和/或现地开、停机。 5.4.2在45~55Hz频率给定范围内,电液调节装置应能控制机组在设定的转速和空载下稳定运行。 5.4.3在自动控制方式下,应能控制机组自动跟踪给定频率或电网频率,实现机组快速同期;在断 路器合闸后,机组进入并网运行控制方式,应能调整机组功率大小。

    5.4.2在45~55Hz频率给定范围内,电液调节装置应能控制机组在设定的转速和空载下稳定运行。 5.4.3在自动控制方式下,应能控制机组自动跟踪给定频率或电网频率,实现机组快速同期;在断 路器合闸后,机组进入并网运行控制方式,应能调整机组功率大小。 5.4.4在下列情况下,电液调节装置应使机组停机: a)正常停机:机组功率降为零,断路器跳闸后,现地或远方控制关闭流量调节执行装置。 b)紧急停机:机组设备发生事故,以允许的最大速率关闭流量调节执行装置。 c)紧急事故停机:机组设备发生事故,并造成机组过速,以允许的最大速率关闭流量调节执行 装置。 5.4.5闭锁。在未消除故障以前,紧急停机和紧急事故停机回路应一直保持闭锁状态,只有通过手 动操作复归按钮或通过计算机复归程序才能复归。

    大、中型电液调节装置的调节器部分(控制器)应采用工业控制计算机或工业级可编程控制器 市装置除具备基本功能外,还应具有故障诊断和容错等功能,提供通信协议

    5.7.1电液调节装置至少应采集以下信号:

    .7.1电液调节装置至少应采集以下信号: a)转速信号。 b)接力器反馈信号。 c)工作电源和备用电源指示。 d)接力器锁锭状态。 e)运行工况。 f)电液调节装置工作状态。 g)故障信号。

    5.7.2电液调节装置应能显示以下参数!

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    a)导叶开度(喷针行程)。 b)导叶限制开度。 c)转轮叶片(折向器)转角。 d)电气一机械/液压转换装置输出量或主配压阀位置。 e)机组转速。 f)功率给定值。 g)频率给定值。

    5.7.3所有指示表计的精度应不低于2.5级。

    电/液或电/机转换装置

    a)在规定的使用条件下,应能正确、可靠工作。 b)电/液转换装置的死区、油压漂移和放大系数实测偏差及耗油量不应超过设计规定值。工作 范围不应小于设计规定值 在压 猫 口前应设置在线过滤器。 c)电/机转换装置的输出操作 力和行程应不小于设计值 .8.2主配压阀在规定压力降下的 的流量特性应符合设计规定值。 .8.3事故配压阀、分段 关闭装置 纯机械过速保护装置等 根据实际需要配置。 .9其他结构、元件和 工艺 .9.1压力容器的设计 洗 GB/T20633等有关规 .9.2油泵应采用高效 率产 品,运转应平稳。螺杆泵在规定压力 下的输油量和轴功率的性能容差参 照JB/T8091,效率下降值不 下应超过产品规定值的5%;液压齿轮泵的空载排量、额定压力和额定转 速工况下的容积效率不应低于 JB/T7041的要求 .9.3安全阀动作应正确 有害振动和噪 .9.4自动补气装置及油位 压力 信号装置动作应正确 .9.5电气控制柜结构和工艺 a)外形尺寸应符合GB/T3047.1的规定 b)柜体表面平整,漆层牢固美观,柜内所有黑色金属件均有可靠防护层,在保证通风散热条件 下,应有防止异物进人柜内的措施。 c)柜上指示灯和按钮的颜色应符合GB/T2682的有关规定。 d)控制用手柄、按钮等操作器件的安装高度应便于操作。 e)机电合柜应对电气部分采取防油污措施。 f)信号线与动力线应分开布线。柜内配线应整齐美观,配线颜色参照GB/T2681的有关规定, 接线端子线号清楚,不易变色、磨损。 .9.6所有的电子元器件、组件应符合国家标准或相应行业标准的要求,并严格进行质量检验和电 气性能筛选。 .9.7同类插件应具有良好的互换性。 .9.8印制电路板装焊工艺必须按照JB3136的有关规定执行。

    5.9.3安全阀动作应正确

    5.10与电站计算机监控系统的接口

    试验应按照GB/T9652.2的相关规定进行

    1产品应按照批准的图纸和文件制造。设备交货前,应按本标准和有关标准以及订货合同的 由用户组织验收。验收的程序、技术要求及责任单位应在产品订货合同中明确。 2设备运到指定交货地点后,应在规定的时间内,在供货方代表在场或认可的情况下,进行

    9铭牌、包装、运输、贮存

    每台产品应在适当的明显位置固定产品铭牌,其主要内容: a)产品名称。 b)国家名称。 c)制造商/供方名称。 d)产品型号。 e)产品出厂编号。 f)产品出厂日期。

    品包装应符合GB/T13384和JB/T4711的规定。

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    产品运输及装卸过程应按包装箱上的标志及有关规定进行。供方发运的件数、箱数、标志、发 间、车次等应在发运的同时通知收货单位,

    9.4.1产品应存放在环境温度为一5~十40℃,相对湿度不大于90%,室内无酸、碱、盐及腐蚀性、 爆炸性气体和强电磁场作用,不受灰尘、雨蚀的库房内。 9.4.2自供方发货之日起,在正常的贮存条件下,供方应保证在1年内不致因包装不善而引起产品 的锈蚀、精度降低等。

    在遵守保管、安装和正常运行条件下,产品的保证期为:自供方发货之日起3年或投入运行2年 上述期限以先到为准)。在此期间因产品制造不良而发生损坏或不能正常工作时,供方应无偿地为用 户更换或修理。

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    附录A (规范性附录) 油压装置压力容器的容量

    Pomx=(0.851.0)PD,当确定最大操作压力时,涉及到安全阀的开启和最终压力的规则需 Pomin=(0.80~0.9)Pp; Pomin>Pr>PR,Pr的选择是要使其压力在事故停机之后不降到Pr之下; PR=(0.58~0.75)PD。

    Pomx=(0.85~1.0)Pp型钢标准,当确定最大操作压力时,涉及到安全 遵循; Pomin=(0.80~0.9)Pp; Pomin>Pr>PR,Pr的选择是要使其压力在事故停机之后不降到Pr之下; P; = (0. 58 ~ 0. 75) Pn .

    V,为接力器的总容积。 双回路控制:

    V.为导叶接力器(或折向器接力器)的总容积;

    Z.为导叶接力器(或折向器接力器)的总容积

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    V2为转桨接力器(或喷针接力器)的总容积。 在孤立电网运行的情况下,取较高值。

    脚手架标准规范范本A.2皮囊式或活塞式蓄能器的容量

    具有油和氮气间密封隔离的皮囊式和活塞式蓄能器,其应用压力较高,可得到更为经济的效果, 在使用中可不必提供剩余油体积和自动补充气体的设施。 推荐的可用油体积和压力范围,

    B.1供方提供的所有备品备件应具有互换性,并应与原部件采用相同的材料、工艺要求和标准进行 制造。 B.2推荐的备品备件数量由供需双方根据电站实际情况在合同中规定,推荐的备品备件项目如下: a)不同尺寸、型号的引导控制阀,包括活塞、衬套。 b)不同尺寸的密封圈、垫圈和垫衬。 c)调速器要求的传感器,包括功率传感器、压力传感器、转速传感器和接力器位移传感器等

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