微机调速器具有灵活的与上位机的通讯功能。调速器标准配置采用RS-232串行通讯口通讯。调速器的各种参数和特性可通过上位机整定。调速器串行通讯口通讯的主要内容有：调速器向上位机传送运行的各种数字量、状态量、故障信号与类型及用户提出的特殊要求，并接受上位机下传的各种操作调节指令。

2.2 机械液压系统

YWT 系列数字式微机调速器以电磁换向滑阀作为电液转换元件的调速器，其机械液压

系统全部采用标准化液压元件构成，具有集成化程度高、油路通径大、抗油污能力强、静态无油耗等特点。

2.2.1 工作原理

液压系统采用双油路控制方式控制接力器的位移。正常运行时微机根据具体的控制量选择不同的液压回路进行控制。当调节器微幅调节时，电气输出信号控制微调阀动作，阀直接控制接力器开（或关）机腔进压力油；同时液控单向节流阀（俗称液控锁）逆向开启，接力器关（或开）机腔接通排油，接力器向开启（或关闭）方向运动。调节器微幅调节时，接力器直接受电磁阀控制；因电磁阀额定流量相对而言比较小，所以可以实现对接力器的微幅调节。

当调节器需大幅调节时，电气输出信号控制中调阀动作，阀控制液动换向阀左（或右）端控制腔进压力油；液动换向阀向右（或左）移动换向，主压力油经液动换向阀通往接力器开（或关）机腔，同时使接力器关（或开）机腔经液动换向阀排油，接力器将快速移动至需要位置。相对电磁阀而言，液动换向阀通流能力比较大，因此可以实现对接力器的大幅调节。

在电磁铁失电（脉冲低电平信号）情况下，接力器处在稳定平衡状态下，各液压阀件均处于自锁状态（油路封闭）。这就是说当电气部分故障时，接力器将维持原开度不变。此时可用手动按钮进行手动操作。

在事故停机情况下，微调、中调和粗调电磁阀通过自动或手动信号同时动作，使液动换向阀右端控制腔接压力油，液动换向阀换向到压力油直通接力器关机腔，开机腔排油；接力器以液动换向阀整定好的调节保证计算时间紧急关机。

2.3 机械部分主要零部件

2.3.1 数字逻辑阀（电磁换向滑阀）

数字逻辑阀，是一种开关式液压控制元件，由阀体、电磁铁、控制阀芯和复位弹簧构成。用开启、截止两种状态的切换来控制液流方向和流量。自动工况，它是由电气输出的脉冲信号控制的、手动工况则是通过手动的按钮控制，与普通伺服阀相比该阀无零位搭叠量，切换时间短、频率响应高。

2.3.2 紧急停机

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紧急停机是采用粗调电磁阀关闭保证快速、可靠的关闭导叶。因电磁阀线圈不能长期带电，故设有时间继电器延时20秒就自动复归，不会因人为忘了复归而烧毁线圈。在任意工况下都可以用远方操作、现地机手动操作实现紧急停机。

2.3.3 液控换向阀

采用4WH 型液控换向阀直接控制接力器，静态无油耗，换向频率高。

2.3.4 节流阀

通过旋转阀上的调节螺钉，可以方便地调整接力器开、关机时间。

2.3.5 滤油器

滤油器滤芯可以卸下清洗，滤油精度高。

2.3.6 主接力器

主接力器在数字阀控制下往复运行，经传动机构带动导叶开关。

2.3.7 分段关闭装置（需要时单独选配）

当电站引水管道较长且未设置调压井，压力钢管的允许压力不能满足调保计算的压力上升时， 调速器应设置分段关闭装置。分段关闭装置由分段阀、斜块及行程换向阀组成,斜块固定在接力器伸出杆上,水平移动斜块,可以改变分段拐点位置,使其等于或大于机组空载开度位置。

2.3.8 导叶反馈传感器

导叶反馈传感器即电-位移传感器，采用输出电压为直流4～20MA的精密电位器，构成有效行 程为0～200mm 的电-位移传感器。该装置通过钢丝绳与接力器伸出杆直接相连，调整极其方便。

2.4 机械基本参数一览

◆ 球座式电磁阀公称通径：φ6mm（φ10 mm） ◆ 液动换向阀通径：φ16mm～φ32mm ◆ 供油压力：14～16Mpa ◆ 滤油精度：80μm ◆ 电磁阀额定电流：1A ◆ 最短关机时间：2S

2.5 油压装置

油压装置采用高压齿轮泵及蓄能器，使得设计结构简单、紧凑、外形美观，密封性能好，无渗漏现象，安全可靠，响应速度快，油耗低（节能），寿命长等特点，是目前水电站调速器控制

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系统的新型装置。 YWT-300-16-,YWT-600-16-,YWT-1000-16- 三种型号的高油压数字式微机调速器按实际需要配备一个气囊式蓄能器和一套油泵及电机。对于YWT-1800-16-,YWT-3000-16- 两种型号的高油压数字式微机调速器按实际需要配备两

个气囊式蓄能器和两套油泵及电机，实现冗余备用。对于YWT-5000-16-, YWT-7500-16-

型高油压数字式微机调速器按实际需要配备三个气囊式蓄能器和两套油泵及电机，实现冗余备用。 油压装置硬件构成：本油压装置由回油箱、高压齿轮油泵、气囊式蓄能器、溢流阀、滤油器及其它部件组成。

每个蓄能器配有一个油泵，当该蓄能器油压低时，油泵启动，将回油箱的油，泵到蓄能器钢瓶中，压缩气囊，使气囊蓄能。

2.5.1 油压装置的特点

● 采用2.5 4.0 6.3 16MPa油压装置，不用外部油源，无需设置外部气源，自成系统，节省了气系统的投资。

● 实现油气分离，不会产生油气混合的现象，减小了油污染。

● 接力器缸布置上采用外置，方便电站布置，对于立式机组的布置更为简化。

● 采用高油压齿轮油泵，降低油压装置的能耗及噪音。

2.6 主要零部件

2.6.1 回油箱

回油箱是钢板焊接而成的用于蓄存无压力油的箱型容器，蓄存无压力油，又是调速器的基座。回油箱装有单独的油泵吸油过滤器，过滤器均能方便地拆下清洗。侧面装有液位显示计和温度计，可观察油位高低及油温高低。回油箱无裂纹、开缝或盲孔，出厂时经过渗漏试验。 回油箱的容量不小于压力油罐容积的1.3 倍。

2.6.2 油泵组及电动机

整个油压装置设有2 套独立的齿轮油泵，一台工作，一台备用。每台油泵每分钟的供油总量不小于导叶接力器总有效容量的2 倍。每台油泵由相应的三相感应电动机直接驱动。 每台油泵配有一套组合阀组（包括减载阀、安全阀、截止阀等）。当油压超过正常工作油压上 限的2％时，安全阀开始排油；当油压超过正常工作油压上限16％时，安全阀能排出油泵的全部供油量，压力罐的压力不再上升，当油压降至正常工作油压时，安全阀自动关闭。

两台油泵在油压装置控制系统的控制下（注：油压装置控制系统，不在调速系统供货范围内）， 既能单独运行又能联合运行。 油泵组无论在空载或满载运行时，距泵上方或水平方向1m 处，噪音不超过80 分贝（dB(A)）。

2.6.3 气囊式蓄能器

其主要作用如下：

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◆ 储存能量：当系统瞬时需要大量压力油时，由蓄能器和油泵同时供油，故可减少电机油泵的 启动次数。

◆ 当停电或油泵故障时，可以保证利用蓄能器的有效排量，开或关至少一个全行程。

◆ 皮囊充氮气压力为7.5Mpa。经5至7年使用后，氮气压力降为3MPa 时，必须人工补充氮 气。

第三章 软件说明

3．1 工况说明

水轮发电机组运行工况复杂，各工况转换全部由水轮机调速器实现，下图是水轮发电机组工作的主要工况，其中停机备用、空载、负载、调相是水轮发电机组的稳态循环，其他皆为暂态过程。

3．1．1 停机备用（复位）

该工况下，机组处于停机备用状态，机组转速为零、导叶开度为全关。若导叶向开方向漂移至大于1%开度时，导叶关闭的电磁阀将会动作，使导叶关闭。

3．1．2 自动开机过程及空载循环

机组处于停机备用工况，由中控室发开机令，调速器自动按照闭环开机规律将水轮发电机组开 启，机组转速上升到95%以上，进入空载循环，自动跟踪电网频率。若在开机过程中，机频断线， 调速器自动将导叶关至最低空载开度位置，若此时发停机令，调速器自动将导叶全关。

3．1．3 负载循环

当水轮发电机组满足同期条件，中控室发出同期命令，机组同期，机组进入负载循环。调速器打开电气开度限制，并根据调速器的调节设定及电网情况，选择负载调节模式：频率调节、开度调节。并网后，调速器实时监测电网波动情况，自动选择调节模式。

3．1．4 开度调节模式

机组并网后，电网频率在50±E（E 为调速器设定的转速死区）范围内，且调速器不具备功率 调节条件，可判断机组运行在大电网，调速器处于开度调节模式；若电网频率超出50±E 范围，调速器自动由开度调节转换为频率调节。开度调节的实质就是电网频率在50±E 范围内波动时，接力器开度不随频率变化而变化，稳定于某一开度运行。 3．1．5 频率调节模式

频率调节即无差调节，其实质调速器根据电网频率情况，不断对导叶开度做无差调节：即不论 机组频率与给定频率（50Hz）差值多小，调速器始终通过 调节导叶开或关，使机组频率趋于50Hz。

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