水轮机电液调节系统及装置技术规程

中华人民共和国电力行业标准

水轮机电液调节系统及装置技术规程

Specifications of electro-hydraulic DL/T563-95 regulating system and unit for hydraulic turbines

1 适用范围

本技术规程适用于工作容量大于或等于18000N·m的水轮机电液调节系统及装置的设计、制造、安装、验收、运行（不包括用于可逆式及双向水轮机的电液调节系统及装置）。

2引用标准

GB9652 水轮机调速器与油压装置技术条件

3 基本技术条件

3.1 适用条件

3.1.1 电液调节装置与油压装置的工作容量选择合理。导叶实际最大开度要对应于接力器最大行程的80%以上。

3.1.2 水轮发电机组满足下列要求：

a)水轮机在制造厂规定的条件下运行。

b)测频信号源、水轮机导水机构、浆叶机构、喷针、折向器机构、调速轴及反馈传动机构的制造安装质量应符合有关规定。

c)水轮发电机组应能在手动各种工况下稳定运行。在励磁投入自动的条件下，水轮发电机组手动空载转速摆动相对值：对配用大型电液调节装置者不超过±0.2%；对配用中型电液调节装置者不超过±0.3%。

3.1.3 水轮机过水系统的水流惯性时间常数T

w

：对于配用PID型电液调节装置的机组不大于4s；对于配用PI型电液调节装置的机组不大于2.5s。机组惯性时间

常数T

a :反击式机组不小于4s，冲击式机组不小于2s。同时，比值T

w

/T

a

不大于

0.4s。

3.1.4 使用地点的海拔高度不大于2500m。

3.1.5 电液调节装置周围空气温度：

3.1.5.1 不同海拔高度的最高空气温度（见表1）。

表1

海拔高度（m） h≤1000 1000

3.1.5.2 最低空气温度：50C。

3.1.6 空气相对度：最湿月的平均值最大相对湿度不大于90%，同时该月的月平均最低温度不低于250C。

3.1.7 所有油的质量必须符合GB2537《汽轮机油》11120L—PSA46号汽轮机油或粘度相近的同类型油的规定，工作油温范围为10～500C。

3.1.8 水轮发电机组上所安装的与电液调节装置有关的传感器应能在最大加速度为25g（g=9.81m/s2）振动负载下，在相应的频率范围内不产生共振，且不损坏元件的性能。

相应频率下的双振幅为：

频率 双振幅

25Hz 1.6mm

50Hz 0.4mm

100Hz 0.1mm

3.2 系统要求

3.2.1 新设计的电液调速器一般应采用电子调节器加电液随动装置的系统结构。

3.2.2 永态转差率b

应能在零至最大设计值范围内整定。最大设计值不小于8%；

p

零刻度实际值不大于0.1%，且必须为正值。

3.2.3 调节参数的调整范围必须包容如下规定值：

a)加速度一缓冲式调节装置：

:0～100%；

暂态转差率b

t

:1～20s;

缓冲时间常数T

d

加速度时间常数T

:0～2s。

n

b)对于并联PID调节装置

:0.5～20；

比例增益K

p

积分增益K

:0.05～10s-1；

I

微分增益K

:0～5s。

D

外，均不小于10档）；其空载和负上述参数应能连续整定或分档整定（除T

n

载的运行调节参数应能随机组运行状态而自动转换。

的设计最大值，3.2.4 速度指令信号的最小调整范围，上限应大于永态转差率b

p

下限一般为-10%。应设有远距离控制装置，其全行程动作时间应符合设计规定，一般为10～40s。

3.2.5 开度（负荷）限制装置应能自零至最大开度范围内任意整定。应设有远距离控制装置，其全行程动作应符合设计规定，一般为10～40s。

3.2.6 接力器的开启和关闭时间，应能在设计范围内任意整定。

3.2.7 水轮机电液调节装置应能实现机组以自动和手动方式启动、停机和紧急停机；应设置远方自动开停机操作的装置。

3.2.8 对于大型电调和重要电站的中型电调，可设置一个以上的测频信号源，当测频单元输入信号全部消失时，应能使机组基本保持所带的负荷，且不影响机组的正常和事故停机。

3.2.9 电液调节装置应保证机组在下列工况下稳定地运行：

a)空载；

b)单机带负荷（对贯流式机组不作考核）；

c)并网带负荷。

3.2.10 双调节水轮机的轮叶控制装置应具有：

a)可根据水轮机协联曲线整定的协联函数发生器。

b)能接受水头信号的接口及按实际水头自动选择相应协联曲线的功能。

c)保证机组在停机后自动将轮叶开到启动角度，并在启动过程中按一定条件自动转换到正常的协联关系。

d)手动操作轮叶的装置

3.2.11 下列辅助功能及装置，由供需双方协商选定。

a)人工转速死区（整定范围一般为0～2%）；

b)频率自动跟踪；

c)自动发电控制的接口；

d)按实际水头自动整定启动开度；

e)按实际水头自动整定限制开度；

f)自动到手动的无扰动自动切换；

g)其他辅助功能及装置。

3.2.12 电源装置应安全可靠。应设置两套电源，互为备用。故障时可自动转换并发出信号。电源转换引起的导叶接力器行程变化不得大于全行程的2%。

3.2.13 对微机型调速器微机部分的基本技术要求：

a)应采用工业控制计算机。

b)应具备自诊断、容错自处理功能。自诊断范围一般应包括：主板、I/O 板、

内存板、总线等，以及测频、导叶或功率反馈、电液伺服阀等。

c)与外部输入输出环节之间，应采取隔离及抗干扰措施。

d)与电站控制系统之间的信号接口，应能根据电站情况配置下列形式的接

口：

1）与电站级或单元级计算机之间的串行通信接口；

2）脉冲控制给定方式的输入接口；

3）绝对值给定方式的输入借口（信号标准为0～5V 或4～20mA）。

e)对微机的软件程序应设置程序保护措施。

f)采用双微机系统时，则应具有双机通信功能，且应满足无扰动的切换要求。

g)应能显示或测量电液调节装置的主要参量。

h)应能对电液调节装置主要故障发生显示信号，并能与电站音响系统相接

合。

3.3 性能要求

3.3.1 电液调节装置的主接力器容量（中型）及主配压阀的流量特性（大型）应达到设计要求。

3.3.2 平均故障间隔时间不少于8000h。大修间隔平均时间不少于4年。

3.3.3 电液调节装置的静态特性：

a)静态特性曲线应近似为直线，线形度误差不超过5%。

b)测至主接力器的转速死区i x ,大型电液调节装置不超过0.04%，中型电液

调节装置不超过0.08%。

c)双调节电液调节装置的协联随动装置不准确度i a 不超过1.5%。

3.3.4 电液调节装置的动态特性：

在电液调节装置开环增益不小于60%极限开环增益的条件下，输入阶跃频率

信号，各种调节参数组合下的动态特性应具有良好的PI 或PID 规律，不得有抽动及其他异常现象。

由电子调节器动态特性示波图上求取的K p （即t

b 1）、T d 值与理论值的偏差不得超过10%。

3.3.5 水轮机调节系统的动态特性：

3.3.5.1 在各种工况下均能稳定运行。

3.3.5.2 自动空载运行时3min 机组转速摆动相对值：

a)对于配用大型电液调节装置的系统，不超过±0.15%；对于配用中型电液调节装置的系统，不超过±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

动相对值不得大于相应手动空载转速摆动相对值。

3.3.5.3 接力器不动时间不得超过0.2s。

3.3.5.4 机组甩100%负荷时的动态品质为：

a)偏离稳态转速1.5Hz 以上的波动次数，不超过两次；

b)从甩负荷后接力器第一次向开启方向运行时起，到机组转速摆动相对值超

过±0.5%为止，历时不大于40s。

c)从甩负荷开始到机组转速摆动相对值不超过±0.5%为止的调节时间T

p

也

可按下述原则考核：从甩负荷开始到机组转速升至最大值所经历的时间T

M

为基

数，轴流式和中低水头混流式水轮机的调节时间T

P 不超过4T

M

；冲击式和高水头

混流式水轮机的调节时间T

P 不超过10T

M

。

3.3.6 电气装置的性能要求

a)测频环节在额定转速±10%范围内，静态特性曲线应近似直线，线性度误差不得超过2%；在额定转速±2%范围内，测频环节传递系数的实测值与设计值相比，其误差不得超过5%。在额定转速±70%范围内测频环节应能正常工作。

b)形成调节规律的缓冲电路，其动态特性应为对称的指数衰减曲线。与理论曲线比较，其时间常数偏差不得超过10%。

c)参数刻度均应以实际单位标出，刻度值与实际值的误差不得超过满刻度的5%。

d)在温度为15～350C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得小于5M?。

e)在本条d)款规定的环境及海拔高度2500m的条件下，各电气回路间及其与机壳和大地间按表2要求进行历时1min的绝缘强度试验，无击穿与闪络现象。

表2

工作电压（V） 50Hz试验电压（V）工作电压（V） 50Hz试验电压（V）

U≤60 60

500

1000

125

250

1500

2000

可以将表2中规定的试验电压提高10%历时1s进行试验。试验地区海拔高度低于2500m时，海拔高度每低100m，表2中试验电压值应增加1%。重复进行绝缘强度试验时，其试验电压值应为前次的75%。

f)电气装置的温度漂移和综合漂移值折算为机组转速相对值不得超过表3规定。

表3

调速器类型 温度漂移（每10C） 综合漂移（8h）

大型电调 中型电调 0.01%

0.02%

0.3%

0.6%

g)电气装置应具有良好的抗干扰能力，保证在电站正常工作条件下，各种干扰信号不至引起主接力器异常动作。

3.3.7 液动部分的性能要求：

a)各项技术指标均应满足设计要求；在符合规定的使用条件下，电液转换器应保证正确可靠地工作。

b)电液转换器在最大实际负载下，死区不得超过设计规定值。

c)电液转换器传递系数实测值与设计规定值相比，其误差不得超过设计规定值的5%。

d)在电液调节装置的调节参数、指令信号及输入信号不变的条件下，油压在正常工作范围内变化时，所引起的主接力器位移不得大于全行程的0.5%。

e)各液压元件装配后，在规定油温及额定油压下的漏油量不得超过设计值。

f)受压铸件的质量必须符合相应技术标准的规定。

3.3.8 油压装置的性能要求：

a)油压装置正常工作油压的变化范围应在名义工作油压的±5%以内。当油压高于工作油压上限2%以上时，安全阀应开始排油；当油压高于工作油压上限的16%以前，安全阀应全部开启，并使压力罐中的油压不再升高；当油压低于工作油压下限以前，安全阀应完全关闭，此时安全阀的漏油量不得大于油泵输油量的1%；当油压低于工作油压下限的6%～8%时，备用油泵应启动；当油压继续降低至事故低油压时，作用于紧急停机的压力信号器应立即动作。

b)油压装置各压力信号器动作油压值与整定的偏差，不得超过名义工作油压的±2%。

c)油泵运转应平稳，其输油量不小于设计规定值。

d)安全阀动作应正确、可靠，无强烈噪声。

e)自动补气装置及油位信号装置，动作应正确、可靠。

3.4 检测、信号和参数显示

3.4.1 应可对电气装置的下列环节进行检测：

a)测速环节；

b)永态转差环节；

c)暂态转差环节；

d)加速度环节；

e)比例环节;

f)积分环节；

g)微分环节

h)电子调节器；

i)频率给定环节；

j)功率给定环节；

k)综合放大器；

l)位移传感器；

m)功率传感器；

n)电源。

3.4.2 电液调节系统应装设下列信号指示：

a)转速信号消失；

b)接力器反馈信号消失；

c)工作电源和备用电源指示；

d)导叶接力器锁定状态；

e)运行工况；

f)电液调节装置工作方式；

g)故障信号。

3.4.3 电液调节装置应能显示下列参数：

a)导叶开度（喷针行程)；

b)导叶限制开度；

c)轮叶（折向器）转角；

d)电液转换器工作电压；

e)机组转速；

f)功率给定值；

g)频率给定值；

h)电液转换器工作油压。

3.4.4 所有表计的精度，应不低于2.5级。

3.5 结构、元件和工艺

3.5.1 压力罐的制造、焊接和检查必须符合《压力容器监察规程》、JB741《钢制压力容器技术条件》等有关规定。

3.5.2 电气柜结构和工艺要求：

a)电气柜外形尺寸应符合GB3047.1《面板和柜的基本尺寸系列》的规定。

b)电气柜表面平整，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，应有防止异物进入柜内的措施。

c)电气柜上指示灯和按钮的颜色应符合GB2682《电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色》的有关规定。

d)控制用手柄、按钮等操作的安装高度，应便于操作。

e)机械柜与电气柜合成一体的结构，应采取防油污措施。

f)信号线与电力线，强电线与弱电线应分开布线。柜内配线应整齐美观，配线颜色参照GB2681《电工成套装置中的导线颜色》的有关规定，接线端子线号清楚，不易变色、磨损。

g)电气结构设计应符合JB911《一般工业用低压电气间隙和漏电距离》的规定。

3.5.3 所用的电子元器件、组件应符合国家标准或相应行业标准的要求，并进行100%质量检验和电气性能筛选。

3.5.4 同类插件应具有良好的互换性。

3.5.5 印刷电路板及元件安装：

a)印刷电路板面应光洁、平整，无划伤、破损等缺陷，文字、符号清晰，并与有关图纸上标注符号相同；

b)接插件应有防震，防松动措施，保证接触良好、可靠；

c)印刷电路板装焊工艺参照JB3136《电力传动装置用印刷电路板装焊技术规范》的有关规定。

3.5.6 设计、制造、施工和运行等单位的技术资料、图纸及其图形、文字符号必须符合GB312《电工系统图图形符号》、GB1203《电力设备通用文字符号》的规定，其回路标号应符合GB316《电力系统图上的回路标号》的规定。

3.5.7 产品结构应便于装配、安装、调试、运行及维护，外形应美观。

3.5.8 产品的标志：

a)铭牌主要内容：制造厂名、产品型号、产品名称、制造编号、制造日期；

b)电机旋转方向、手轮及手柄动作方向，均应有箭头标牌。

4 试验

4.1 分类及项目

4.1.1 电液调节装置及系统的试验分以下三类：

a)产品出厂试验；

b)交接验收试验；

c)型式试验。

各制造部门首次产品和改型产品应进行型式试验。

4.1.2 各类试验应进行的项目见表4。表4中标有符号“√”的是应作项目。

一般性检查试验参照DL496-92《水轮机电液调节系统及装置调整试验导则》。

表4

序号 试验项目

出厂

试验

交接验

收试验

型式

试验

1 测频环节试验 √ √

2 放大器试验 √ √

3 缓冲回路试验 √ √

4 加速度是常数T

n

的刻度校验 √ √

5 位移传感器试验 √ √ √

6 电液转换器试验 √ √ √

7 电子调节器动态特性试验 √ √ √

8 电液调节装置极限增益测定 √ √

9 电液调节装置静态特性及转速死区测定试验 √ √ √

10 电液调节装置动态特性试验及调节参数刻度校验 √ √ √

11 频率给定装置调节范围与刻度校验 √ √ √

12 电气协联关系曲线校验 √ √ √

13 随动装置不准确测定 √ √ √

14 电源切换及转速信号消失试验 √ √ √

15 电气装置的温度漂移、综合漂移试验 √ √

16 操作回路检查及模拟动作试验 √ √ √

17 紧急停机试验 √ √ √

18 油压装置试验 √ √ √

19 电液调节装置及油压装置漏油和耗油量测定 √ √ √

20 电液调节装置辅助功能检查试验 √ √ √

21 自动开停机试验 √ √

22 空载试验 √ √

23 接力器不动时间T

q

的测定 √ √

24 甩负荷试验 √ √

25 突变负荷试验 √ √

26 带负荷72h连续运行试验 √ √

27 电液调节装置速动时间测定 √

28 接力器反应时间常数测定 √

29 接力器最短直线关闭和开启时间测定 √

30 带负荷时电液调节装置转速死区和协联随动装置不准确度测定 √

31 主配压阀流量特性试验 √

如被试电液调节装置不具有与某试验项目有关的环节和功能，则该项目无需进行。

4.2 试验方法

4.2.1 测频环节试验

用稳定的频率信号源输入信号，在45～55Hz的频率范围内，逐一改变输入信号值，测量并记录测频环节相应的输入（频率）和输出（电压）值，绘制测频

特性曲线，并由直线段计算出测频环节的传递系数及线性度误差。试验时测量点

数不少于10点，其中直线段的测量点数不少于5点。并检查输入频率为15～85Hz

范围内测频环节输出与输入关系的正确性。

4.2.2 电子调节器动态特性试验

试验时，永态转差率b

p 和加速度时间T

n

置于零（或微分增益K

D

置于零），分

别将调节参数b

t 和T

d

（或K

p

和K

I

）置不同刻度下，施加所需规律的信号（如阶

跃信号、锯齿波信号、正弦波信号），用自动记录仪记录电液调节装置输出量的过渡过程，检查调节器的调节规律的正确性并按调节参数的定义求出相应参数的实际值。然后再将T

n

置于某一值，重复上述试验，观察调节规律是否正确。

4.2.3 电液调节装置静态特性试验

a)通过试验绘制静态特性曲线。试验时永态转差率b

p

为6%，调节装置的开

环增益不大于该试验条件下极限增益的60%，暂态转差率b

t 和缓冲时间常数T

d

为最小值，加速度时间常数T

n

为零（对于采用并联PID电子调节器的电液调节装

置，其比例增益K

p 和积分增益K

I

为最大值，微分增益K

D

置于零）。调整频率信号

源，使输入频率信号按一个方向逐渐升高和逐渐降低，当每次变化达到平衡状态

后，记录其频率值及相应的接力器行程，并绘制静态特性曲线。当阶跃式改变频率时，频率变化量相对值不得大于死区规定值的1/2。

此试验至少连续进行两次以上，在10%～90%接力器行程范围内的测点不少于8点。3/4以上的测点应在曲线上。两次试验求得的转速死区i

x

之差不得大于

转速死区i

x

规定值的30%。

b)根据定义计算静态特性线性度误差ε，并在静态特性曲线上求取i

x

。

c)转速死区i

x

也可用下述反复阀测定：

在3.2.3条a)款的实验条件下，将测频环节的输入信号整定为额定频率，通过调整使接力器分别位于20%、50%、80%全行程位置，并在上述各位置处，在额定频率基础上向测频环节施加正、负阶跃频率信号。信号的施加应在接力器达到稳定后进行。逐一调整阶跃信号的幅值，且在每个接力器位置上施加的同样幅值的阶跃信号不少于4组。其中使接力器运动方向与信号的施加方向完全对应的最

小正、负阶跃频率信号之差的相对值，即为i

x

。

试验时应使用自动记录仪，同时记录下输入阶跃频率信号和接力器位移输出

信号，根据示波图分析确定i

x

值。

d)进行出厂试验时，转速死区i

x 和随动装置不准确度i

a

可在接力器不带负

荷的条件下测定。但测得结果与相应死区规定值之比不得大于厂家的规定值（此

规定值应小于1）。

e) 将b

p

分别置于不同刻度，用与3.2.3条a)款类似的方法测出接力器25%

和75%两行程间的转速偏差相对值，即可求得实际b

p

值，以进行刻度校验。

f)协联随动装置不准确度的测定方法与在静态特性曲线上求取转速死区的方法基本相同，不同的是：随动装置的输入信号为一稳定的直流信号源，以替代协联函数发生器的输出信号。

4.2.4 电液转换器试验

a)电液转换器静态特性及死区的试验方法，类似于电液调节装置静态特性试验方法。但其输入信号为电流或电压；用百分表测量电液转换器输出位移。

b)电液转换器动态特性的测试应采用频率法进行试验。向电液转换器输入频率为0.01～10Hz的正弦波信号（输入信号的幅值应使电液转换器工作在线性范围内），用位移传感器测量活塞输出信号，并用自动记录仪记录输入、输出信号的波形图，计算出相应幅频，相频特性。

4.2.5 电液调节装置动态特性试验及调节参数的刻度校验

试验时，永态转差率b

p 和加速度时间常数T

n

（或微分增益K

D

）置于零，开环

增益不小于该试验条件下极限增益的60%。分别将调节参数b

t 和T

d

（或K

p

和K

I

）

置不同的刻度上，施加阶跃频率信号，用自动记录仪记录调节装置输出量的过渡

过程，观察调节规律是否正确，并按调节参数b

t 和T

d

（或K

p

和K

I

）的定义求出

相应参数的实际值。测试3次，取其平均值。

4.2.6 缓冲回路试验

a)分别给予缓冲回路一确定的正、负阶跃输入信号，用自动记录仪记录输出量的动态过程。缓冲时间常数为输出量由初始值衰减至63%时所经历的时间。试验3次，取平均值，并校验缓冲时间常数的刻度。

缓冲时间常数偏差是实测时间常数与理论时间常数之差除以理论时间常数。理论时间常数系指输出量由初始值衰减至10%所经历时间除以2.3后的时间值。

b)在永态转差率为零和缓冲回路不起衰减作用的条件下（电容短路），用做调节装置静态特性试验的方法，测出对应于接力器在25%和75%行程的转速偏差相对值。计算实际暂态转差率并校验其刻度。

4.2.7 电液调节装置极限增益测定

将永态转差率b

p 、暂态转差率数b

t

置设计最大值，缓冲时间常数T

d

置中间

值，改变电液调节装置增益，输入阶跃信号，观察电液调节装置的稳定情况，使电液调节装置能够稳定的最大增益即为该试验条件下的极限增益。

4.2.8 速动时间常数的测定

试验时，将永态转差率数b

p 整定威零，暂态转差率数b

t

与缓冲时间常数数

T

d

整定为某一定值，施加不同阶跃转速信号，分别测出不同转速偏差下的接力器

速度，绘出接力器速度与转速偏差相对值的关系曲线，并求出速动时间常数。在 额定转速的正、负变化两个方向上均不少于6个测点。接力器速度取接力器行程在25%～75%间的速度。

4.2.9 接力器反应时间常数的测定

切除主反馈，将主配压阀分别整定在不同的行程，按开启（或关闭）方向，使主配压阀从中间位置迅速移动到整定位置，测出主配压阀的位移与相应的接力器速度，将位移量换算为相对值，绘出其关系曲线，并求出接力器反应时间常数。如主配压阀采用节流孔调节开、关机时间，试验时节流孔应置于整定位置。

4.2.10 加速度时间常数数T

n

的刻度校验

置T

n

于待校验值，用自动记录仪记录加速度回路的阶跃响应，计算出实际数

T

n

值，并校验其刻度。

4.2.11 接力器不动时间T

q

的测试

a)机组甩25%负荷时，以发电机定子电流消失为起始点，计算接力器不动时间。

用自动记录仪记录机组转速、接力器行程、发电机定子电流的变化过程。测试时，记录速度不小于50mm/s，接力器行程信号比例尺不小于2mm/1%。

b)电液调节装置处于自动方式，并输入50Hz的稳定频率信号，b

p

值置于6%，调整频率给定装置使接力器稳定在约50%开度处，阶跃增减频率△f=0.3Hz，用

自动记录仪记录频率和接力器位移，确定接力器不动时间T

q

值。

4.2.12 频率给定装置调整范围的测定与刻度校验

永态转差率b

p 整定在6%，暂态转差率b

t

整定为零，频率给定装置刻度整定

在额定值位置，测频回路输入额定频率，用功率给定装置使接力器开到某一开度，将频率给定装置整定在不同刻度，待接力器移动后改变输入频率，能使接力器回到原开度的频率值即为该刻度下实际频率值。两极限刻度下输入频率的差值为频

率给定装置的调整范围。

4.2.13 接力器最短直线关闭及开启时间的测定

主配压阀整定在最大行程或节流孔置于最大值，将主配压阀快速移动至全关

闭或全开启位置，分别测出接力器从开度75%移动至25%所需时间。取其两倍作为接力器的最短关闭或开启时间。有分段关闭装置时，应将其退出工作。

4.2.14 油压装置试验

a)测定工作油泵和备用油泵启动和停止运转的压力值，安全阀开始开启、完

全开启以及完全关闭时的压力值和事故油压信号器的动作值，并检查自动补气装置、各油位信号装置和卸载阀的动作情况。

b)在正常油压下切除油泵，关闭主供油阀检查8h 内油压装置的密封性能。

c)油泵试验：油泵装配后，空载运行1h，分别在25%、50%、75%额定油压下

各运行10min，再在额定油压下运行1h；在额定油压及30～350C 油温下，测量3

次油泵输油量，取其平均值。

4.2.15 电液调节装置及油压装置总漏油量和总耗油量的测定

电液调节装置分别在手动几自动工况下，切断油压装置供给机组自动化元件的油源，接力器处于全关或全开位置，测定单位时间内电液调节装置及油压装置的总漏油量和总耗油量，并记录油温。

4.2.16 空载试验

a)机组处于自动运行，在不同调节参数组合下，对水轮机调节系统施加阶跃

扰动，记录机组转速和接力器行程等过渡过程。通过试验选出空载工况的调节参数值。

b)机组分别处于手动和自动运行条件下，用自动记录仪记录机组转速摆动

值，连续记录3min，并各进行3次，有2次合格即可视为满足要求。

c)机组自动运行，将永态转差率b p 整定为零，并将频率给定分别置于不同刻

度值，实测转速，校验刻度值。

4.2.17 突变负荷试验

根据现场情况，使机组突变负荷，其变化最不大于25%额定负荷，用自动记

录仪记录机组转速，水压、功率和接力器行程等的过渡过程，并选择负载工况的调节参数。

4.2.18 甩负荷试验

将调节参数置于选定值，机组分别甩额定负荷的25%、50%、75%、100%，用

自动记录仪记录机组转速、接力器行程、发电机定子电流和蜗壳水压等的变化过程。

4.2.19 电气装置温度漂移及综合漂移试验

试验条件为：T n （或K D ）置于零，其余调节参数置于设计中间值；功率给定

及反馈信号置于50%；放大器的放大系数及负载为设计规定值；输入频率信号为额定值；频率给定值保持不变。

a)温度漂移试验：保持电源电压稳定，试验温度在5～450C（出厂试验也可

在25～450C）范围内，每升温50C 保温，当输出量达到稳定后，记录输出量的变化值，计算出每变化10C 的变化值，取其最大值。

b)综合漂移试验：按正常运行的要求将电液调节装置与相关设备联接。用稳

定的频率信号源模拟机组的额定转速信号，电液调节装置置于自动工况，所有调节参数置于刻度的中间值，并将接力器开至约50%的行程位置。试验仪器与被测装置通电15min 后用自动记录仪记录输入信号的频率值、电源电压、环境温度和

接力器行程，持续8h试验过程中不允许对电液调节装置进行任何调整和操作，输入信号频率也不应发生变化，否则试验无效。将8h试验过程中接力器的变化

值折算成转速偏差相对值。此值即为综合漂移值。

量，按实际整定的b

p

4.3 试验仪器仪表

4.3.1 测定转速死区所用信号发生器输出信号的误差和相应仪表测量误差的折算值应小于转速死区规定值的1/10；接力器行程测量误差的相对值不超过0.2%。

4.3.2 各项试验凡可以采用自动记录仪者，均应采用自动记录仪。

4.3.3 测量仪器及各种转换器应具有适当的阻抗值。对于电压型信号，其输入阻抗应为被测电路阻抗值的10倍以上；对于电流型信号其阻抗值应为测量电路阻抗值的1/10以下；其响应频率应为被测信号变化频率的10倍以上。其中压力转换器的响应频率应为被测压力脉动频率的3倍以上。

5 验收

5.0.1 产品应按照规定程序批准的图纸和文件制造。大、中型电液调节装置在交货前，应按本标准和有关标准，以及订货合同的要求，由用户组织专门力量进行验收。验收的程序、技术要求及负责单位，应在产品定货合同加以明确。

5.0.2 标志、包装、运输和保管应符合JB2759《机电产品包装通用技术条件》的规定。

5.0.3 设备运到使用现场后，应在规定的时间内，在厂方代表在场或认可的情况下，进行现场开箱检查。检查应包括以下内容。

a)产品应完好无损，品种和数量均符合合同要求。

b)按合同规定随产品供给用户的易损坏及备品备件齐全，并具有互换性。

c)随产品一起供给用户的技术文件包括：产品原理、安装、维护及调整说明书；产品原理图、安装图及总装配图；产品出厂检查试验报告，合格证明书装箱单。

5.0.4 电液调节装置经现场安装、调整、试验完毕，并连续运行72h合格后，应对其进行投产前的交接验收。内容包括：

a)各项性能指标均符合本技术规程及有关技术条件的要求；

b)设备本体完好无损，第5.0.3条规定的备品、备件、技术资料及竣工图纸、文件齐全（包括现场试验记录和试验报告）。

5.0.5 在用户遵守保管和使用规则的条件下，在制造厂发货至用户之日起3年内或机组投入运行2年内（上述期限以先到为准），因产品制造不良，而发生损坏或不正常工作时，制造厂应无偿为用户更换或修理。

附 录A

水轮机电液调节系统及装置术语

（补充件）

A1 一般定义

A1.1 水轮机电液调节系统 Electro-hydraulic regulating system of turbine 由水轮机电液调节装置和被控系统组成的闭环系统。

A1.2 被控系统 Controlled system

调节装置所控制的对象，称为被控系统。它包括水轮机、引水和泄水管道，装有电压调节器的发电机及其所并入的电网。

A1.3 水轮机电液调装置 Electro-hydraulic governor of turbine

为实现水轮机电液调节及相应控制作用而设置的电子（电气）装置、液压部

件、控制机构及指示仪表的组合，称为水轮机电液调节装置。其基本功能为转速调节或输出功率调节，并能实现启动、停机、紧急的停机等操作。某些装置也可进行水位和流量的调节。以实现转速调节为主要目的的水轮机电液调节装置称为水轮机电液调速器，简称电调。

A1.4 电子调节器 Electro-governor

将被调量偏差按一定调节规律转换成电气输出信号偏差的一些环节的组合。 A1.5 随动装置 Servo-positioner

使输出复现输入信号变化规律，具有功率放大能力的闭环系统。

A1.6 电液随动装置 Electro-hydraulic servo-positioner

由电子和液动部件组成的随动装置。

A1.7 数学模型 Mathematical model

系统的数学描述。常用形式有微分方程和传递函数等。

A1.8 微分方程 Differential equation

系统在时域内的数学模型。其一般形式为：

αn y (n)+ αn-1y (n-1)+…+ α1y ’+α0=

b m x (m)+b m-1x (m-1)+…+b 1x ’+b 0

式中：χ——输入量

γ——输出量

m ≤n。

A1.9 传递函数 Transfer function

系统在复域内的数学模型。当初始条件为零时，可由上述微分方程经拉普拉

斯变换求得。即

()()()()()s A s B a s a s a s a b s b s b s b s X s Y s G n n n n m m m m =++++++++==????0

1110111K K 式中：s——拉普拉斯算子。

A1.10 频率特性 Frequency characteristic

系统在频率域内的数学模型。设s=j ω，由A1.9传递函数可得：

()()()

ωωωj A j B j G = 据此画出的图形称为系统的频率特性曲线。

A1.11 阶跃响应 Step-response

在阶跃输入信号作用下，系统输出信号随时间变化的过程。

A1.12 平均故障间隔时间（MTBF）Mean time between failures

发生故障经更换元器件还能继续工作的可修理的设备或系数，从一次故障到下一次故障的平均时间。

A2 角标和专用符号

角标和专用符号见表A1 表A1

术 语 定 义 符 号 额定值 设计工况或铭牌工况时的变量值 r(下角标) 稳态值 系统处于稳定工况时的变量值 0（下角标）

基准值 表示变量相对值时采用的基数（可以用变量的额定值作为基准值）

偏差 在某一瞬间变量实际值与稳态值之差 △（左旁符号）相对偏差 变量的偏差除以基准值 用小写字母表示最大值 变量的最大值 max（下角标） 最小值 变量的最小值 min（下角标）

附 录B

水轮机电液调节装置结构图

（补充件）

B1 电液调节装置基本结构框图

B1.1 缓冲式电液调节装置

结构框图见图B1

+ X ○×

Y

+

C n 传递函数为：()[]

p t p d y y d d b s b b T T s T T s G ++++=2 当b p =0、T y =0时，传递函数简化为：

()s

T b s T s G d t d +=1 或 ()????????+=s T b s G d t 111 B1.2 加速度一缓冲式电液调节装置

结构框图见图B2。

x ○Y 加速度回路 （微分回路）图B2

传递函数为：()()[]

s T s T b s b b T T s T T s T s G n n p t p d y y d d

'

1112++?+++++= 当b p =0、T y =0、T ’n =0时，传递函数简化为：

()()()s

T b s T s T s G d t n d ++=11 或 ()s T s T T T T b s G n d d d n t +????????++=11 B1.3 带中间接力器的加速度一缓冲式电液调节装置

结构框图见图B3。

cn

+

x ○Y

传递函数为:()()[]

()s T s T s T b s b b T T s T T s T s G yp n n p t p d s s d d +++?+++++=1('1112 当b p =0、T yp =0、T S =0、T ’n =0时，传递函数简化为：

()()()s T b s T s T s G d t n d ++=11 或 ()????????+++=s T s T T T T b s G n d d d n t

11 B1.4 串联PID 电子调节器+电液随动装置

结构框图见图B4。

x ○Y

传递函数为：()()()()()s T s T b s T s T b s T s T s G yp d t n d p n d +?+++++=11

1111

当b p =0、T YP =0时，传递函数简化为：

()()()s T b s T s T s G d t d d ++=11 或 ()??

?

?

????

+++=s T s T T T T b s G n d d d n t 11

B1.5 并联PID 电子调节器+电液随动装置

+ X ○× ○Y

+ - + - 图B5

传递函数为：()s

T s K s K K b s K s K K s G yp D I p p D I

p +???

????+++++=11

1

当b p =0、T YP =0时，传递函数简化为：

()s K s K K s G D I

P ++=

B2 多被调量调节装置结构框图

以下根据IEC496/86导则列出多被调量调节装置的结构框图。

B2.1 并列结构

B2.1.1 转速调节器与功率调节器并列结构框图见图B6。常用于担任峰荷的水电站。

x

n

c

n

x

p

c

p

x

n

c

n

c

图7

x

a

c

a

x

n

c

n

B2.2 串联结构

B2.2.1 功率调节器置于转速调节器之前，其输出信号作用在转速调节器的转速给定装置上，见图B9。

c

n

c

p

x

p

x

图B9

B2.2.2 水位调节器置于转速调节器之前，其输出信号作用在转速调节器的开度

x

n

c

n

y

图B10

也可以这样配置：功率调节器作用在转速调节器的开度限制器上，或水位调

节器作用在转速调节器的转速给定装置上。

B2.3 其他结构

B2.3.1 功率控制通过转速调节器来实现，见图B11。机组功率信号作为反馈信

号引入；用选择器实现两种调节方式的转换。

c

n ·

x

n

x

p

图B11

B2.3.2 单一水位调节器见图B12。

x

n

c

n

图B12

B3 双调节水轮机的协联结构图

双调节水轮机的桨叶（折向器）和导叶（喷针）的两个随动装置之间的协联关系，具有两种联接结构。

B3.1 并列结构（见图B13）

图B13中u为调节器输出信号；y为执行器1的输出信号；z

为执行器2的

输出信号；c

a

为附加信号。对转式水轮机，执行器1推动导叶，执行器2推动轮

y

c

a

z 图B13

B3.2 串联结构（见图B14）

y

z

图B14