1、 NARISAFR-2000H 水 轮 机 调 速 器操 作 说 明 书（ V1.0）（ 700MW 级智能水轮机调速器的研制项目）国网电力科学研究院南瑞集团公司水利水电技术分公司二零一零年三月2一、 SAFR2000H 水轮机调速器运行及操作1.1 装置的上电打开前门，可看到装置开关操作层如下图：各开关对应关系如下：DK1：装置交流输入开关；DK2：装置直流输入开关；DK3：DC24V 开关电源（左边）输入开关；DK4：DC24V 开关电源（右边）输入开关；DK5：触摸屏电源开关；DK6：加热器电源开关；FU1：DC24V 开关电源（左边）输出保险；FU2：DC24V 开关电源（右边）输出保
2、险；PS465 IP161 DI476 DO479CP1ACP2ACP3A1220437865指示灯 指示灯 指示灯910 10956873421 1243786591020 2012437865109DIA DOAPWAIF1AIF2APS465 IP161 DI476 DO479CP1ACP2ACP3A1220437865指示灯 指示灯 指示灯910 10956873421 1243786591020 2012437865109DIA DOAPWAPC控 制 器 A PC控 制 器 BIF1A PWA IF2A DIADOACP1ACP3ACP2AIF1A电 源 主 机 开 入 开 出 电
3、 源 主 机 开 入 开 出JD1JD2JD3JD4JD5JD6JD9JD10 JD20开 关电 源PWR212 10 12 10LN V+V- LN V+V-1 2425 481 2425 48Q5Q4Q2 Q3Q1Q0NC I9I8 IbIaI4 I5 I7I6I2 I3I1I0D C2 4 -D C2 4 + COM30292827262524232212019181716151413121109876543211 1617DK3DK4DK5保 险 保 险FU1FU2 485A485BDK6隔离变 BL1隔离变 BL1走 线 槽接 地 铜 排5V和 12V地 20VDC输 出+ -DC2
4、0AC20NL +-残 压 1残 压 2齿盘 5V地 残压 齿盘 24V地输 入 残压输 出 GI_CTLGO_CTLRI_CTLRO_CTL GV_F1GV_F2GF_TNRB_F1RB_F2RF_IN5V地综 合 模 块 1走线槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走线槽开 关电 源PWR1ZHM124V+ 24V地 5V+12+12+5V和 12V地 20VDC输 出+ -DC20AC20NL +-残 压 1残 压 2齿盘 5V地 残压 齿盘 24V地输 入 残压输 出 GI_CTLGO_CTLRI_CTLRO_CTL GV_F1GV_F2GF_TNRB_F1RB_F2RF
5、_IN5V地综 合 模 块 2ZHM2继 电 器 层DK1DK2功 率 变 送 器PWT继 电 器开 关PWA IF2A DIADOACP1ACP3ACP2A凝 露 器NL加 热 器JRQ切 换 模 件QHB开 关IF1AIF2A走 线 槽24V+ 24V地 5V+12+12-图 1-1：装置开关上电顺序：一般先上交流（往上扳开关 DK1） ，注意观察，参见图 1-3，两个电源及信号转换模块指示红灯亮，电源监视继电器 JD2（左数 1）红灯亮。然后上直流（往上扳开关 DK2） ，注意观察电源监视继电器 JD1 黄灯亮。开启 DK3，左边 DC24V 电源指示灯（OK）亮，两个 PCC 电源模件
6、（最左边）三个指示灯（+5，+12，-12）亮，电源监视继电器 JD3 黄灯亮，中间智能切换继电器显示屏液晶亮，有显示。开启 DK4，右边 DC24V 电源指示灯（OK）亮。开启 DK5，触摸屏上电，有显示。加热器开关 DK6 可根据需要投入。PCC 模块上电后正常情况下，电源模件三个灯亮，主机模件 RUN 灯亮，打开模件前盖，右边四个灯下面两个应不停闪烁（表示和触摸屏通讯正常） ，开入模件指示灯应和相应的开关量输入对应，开出模件指示灯应和相应的开出对应（第 9 个灯应常亮） 。若主机模件故障灯（红色）亮，表明系统故障停运，需要掉电重新启动。3PS465 IP161 DI476 DO479CP
7、1ACP2ACP3A1220437865指示灯指示灯指示灯910 10956873421 1243786591020 2012437865109DIA DOAPWAIF1AIF2APS465 IP161 DI476 DO479CP1ACP2ACP3A1220437865指示灯指示灯指示灯910 10956873421 1243786591020 2012437865109DIA DOAPWAPCC控 制 器 A PCC控 制 器 BIF1A PWA IF2A DIA DOACP1A CP3ACP2AIF1A电 源 主 机 开 入 开 出 电 源 主 机 开 入 开 出JD1JD2JD3JD4J
8、D5JD6JD9JD10 JD20开 关电 源PWR212 10 12 10LN V+V- LN V+V-1 2425 481 2425 48Q5Q4Q2 Q3Q1Q0NC I9I8 IbIaI4 I5 I7I6I2 I3I1I0D C2 4 -D C2 4 + COM3029282726252423222120191817161514131211109876543211 1617DK3DK4DK5保 险 保 险FU1 FU2 485A 485BDK6隔离变 BL1隔离变 BL1走 线 槽接 地 铜 排5V和 12V地 220VDC输 出+ -DC220AC220N L + -残 压 1残 压
9、 2齿盘 5V地 残压 齿盘 24V地输 入 残压输 出 GI_CTL GO_CTL RI_CTL RO_CTL GV_F1 GV_F2 GF_TN RB_F1 RB_F2 RF_IN5V地综 合 模 块 1走线槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走线槽开 关电 源PWR1ZHM124V+ 24V地 5V+ 12+12+ 5V和 12V地 220VDC输 出+ -DC220AC220N L + -残 压 1残 压 2齿盘 5V地 残压 齿盘 24V地输 入 残压输 出 GI_CTL GO_CTL RI_CTL RO_CTL GV_F1 GV_F2 GF_TN RB_F1 RB_
10、F2 RF_IN5V地综 合 模 块 2ZHM2继 电 器 层DK1 DK2功 率 变 送 器PWT继 电 器开 关PWA IF2A DIA DOACP1A CP3ACP2A凝 露 器NL加 热 器JRQ切 换 模 件QHB开 关IF1AIF2A走 线 槽24V+ 24V地 5V+ 12+12-图 1-2： PCC 模块示意图1.2 装置的面板操作SAFR-200H 水 轮 机 调 速 器 NARI802060触 摸 屏A主 B主主 从 切 换投 入 退 出一 次 调 频手 自 切 换手 动 自 动功 率 调 节通 讯 脉 冲增 加 减 少手 动 操 作6030225图 1-3：PCC 模块示
11、意图面板操作图如上所示：主从切换把手：用来选则 A 或 B 套系统主用，切换逻辑如下：两套系统状态相同，可以手动选择切换；一套系统故障、一套正常，装置自动选择正常一套（手动选择无效） ；两套系统均故障，装置自动按（一般、严重故障）选择故障较轻的一套（手选无效） ；一套系统运行，一套在调试态，装置自动选择运行的一套输出；4一套系统有电，一套系统失电，装置自动选择有电的一套输出。A、B 系统主从机显示可以在界面上观察。手自动切换把手：用来进行调速系统手自动切换，切换后调速器触摸屏上有相应显示，同时监控系统能接收到切换信息。（注意：一般该把手主要用于调速器电调复位、掉电、上电操作，平时可在机械柜进行
12、手自动操作） 。手自动增减把手：配合调速系统手自动切换把手，当切换到手动状态时，可进行导叶开度增减操作。 （注意：一般该把手不用，平时可在机械柜进行手动增减操作） 。功率调节把手：一般放在脉冲方式，表明功率调节方式采用常规方式，监控通过下发增减脉冲给调速器来调整负荷，若放在通讯方式，则表明功率调节采用监控下发通讯指令（功率设定值）给电调，由电调自身完成功率闭环调节。一次调频投退把手：若放在退出位置，则发电工况时，一次调频功能不投入，在投入位置时，再加上监控投入一次调频指令，则投入一次调频功能(该功能只在发电工况有效，平时一般按要求放置在投入位)。5PS465 IP16 DI476DO479CP
13、1ACP2ACP3A1220437865指示灯指示灯 指示灯910 10956873421 1243786591020 2012437865109DIA DOAPWA IF1AIF2APS465 IP16 DI476DO479CP1ACP2ACP3A1220437865指示灯指示灯 指示灯910 10956873421 1243786591020 2012437865109DIA DOAPWAPC控 制 器 A PC控 制 器 BIF1A PWAIF2A DIADACP1ACP3A2I1电 源 主 机 开 入 开 出 电 源 主 机 开 入 开 出JD1J2JD3JD4J5JD6JD9JD10
14、 JD20开 关电 源PWR212 10 12 10LNV+- LNV+-1 2425 48 1 2425 48Q5Q4Q2 Q3Q1Q0 NC I9I8 IbIaI4I5 I7I6I2I3I1I0D C24 -D C24 + COM 302928272625242322120191817 1615141312110987654321DK3DK4DK5保 险 保 险FU1FU2 485A485B6隔离变 BL1隔离变 BL1走 线 槽接 地 铜 排5V和 12V地 20VDC输 出+-DC20AC20NL+-残 压 1残 压 2齿盘 5V地 残压 齿盘 24V地输 入 残压输 出 GI_CTL
15、GO_CTLRI_CTLRO_CTLGV_F1GV_F2GF_TNRB_F12RF_IN5V地综 合 模 块 1走线槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走 线 槽走线槽开 关电 源PWR1ZHM1 24V+24V地 5V+12+12+5V和 12V地 20VDC输 出+-DC20AC20NL+-残 压 1残 压 2齿盘 5V地 残压 齿盘 24V地输 入 残压输 出 GI_CTLGO_CTLRI_CTLRO_CTLGV_F1GV_F2GF_TNRB_F12RF_IN5V地综 合 模 块 2ZHM2继 电 器 层DK1DK2功 率 变 送 器PWT继 电 器开 关PWAI2 DIADACP
16、1ACP3A2 凝 露 器NL加 热 器JRQ切 换 模 件QHB开 关IF1AIF2A走 线 槽24V+24V地 5V+12+12-图 1-3：装置里面布置图6二、水轮机调速器监控界面介绍2.1 人机界面简介MCGS_HMI 水轮机调速器监控系统 （以下简称 MCGS_HMI）是由国网南京自动化研究院电气控制研究所/南京南瑞集团公司电气控制分公司为 SAFR2000H 水轮机调速器配套开发的实时监控软件系统。SAFR2000H 水轮机调速器上位机选用 nTouch 公司 12 英寸的液晶触摸屏，内置 Windows CE 嵌入式操作系统。 MCGS_HMI 是基于专门应用于嵌入式操作系统的组
17、态软件“MCGS 嵌入版”开发而成的，MCGS_HMI 和下位机PCC 采用 Modbus 协议进行通讯，系统通讯效率高，占用 CPU 资源小。 MCGS_HMI 采用全中文图形化界面，使调试过程明确而简单。在整个调试过程中，实时显示调试数据。这样，一方面可以迅速判断结果是否满意，对不满意的结果立即试验改进，从而充分利用非常宝贵的现场调试时间。另一方面大大简化了试验结果的整理工作，减轻了工作负担。2.2 运行监视界面1、运行监视界面包括： A 套系统运行状态监视； B 套系统运行状态监视； A、B 系统参数及信息监视； A、B 系统开入开出监视； A、B 系统模入模出及测频监视； A、B 系统
18、报警监视；详细运行界面说明见下页。该界面主要供运行及维护人员观察信息、设置水头参数等使用。7图 1 调速器运行监控窗口主控窗 A 是 A 套系统运行时的主窗口，在窗口上方正中显示了当前机组工况状态和调速器的主要状态，左右两侧分别显示了机组频率、水头高度和导叶开度、有功功率的数值（分为模拟表计显示与数字显示） ，在窗口中央是增加、减少两个按键，通过点击它可以对机组转速及负荷进行调节控制。在按键下方是用来显示输出控制量的平衡表。从调速器运行监控画面上可以清楚的了解到当前 A、B 套哪个为主调节器，机组当前所处的运行状态，机组是否正常运行，当前机组的频率、功率、导叶开度，以及当前机组的调节参数等。正
19、常运行时,系统应显示:最上面:”A 主机,B 从机,A 界面” ；或”A 从机,B主机,A 界面” ；下面两格应显示： “运行” ，同时调试字为：21。调试状态时显示“调试” ，调试字为小于 21 以外的数字；状态指示有：“静止” 、 “停机” 、 “空载 ”、 “发电” ， “开机” ，控制字分别对应 0-4 五种；再下面两格应显示， “自动”或“手动” ， “正常”或“故障” 。“增加” 、 “减少”键，在机组处于空载工况下，可以通过“增加” 、 “减少”键来调节机组的频率给定（步长为 0.1HZ） ，在机组处于发电工况下，可以通过“增加” 、 “减少”键来调节机组的 开度(功率)给定（步
20、长为 0.5%8开度） 。主控窗 B 是 B 套系统运行时的主窗口，与上面相同，分别显示了 B 套系统的机组频率、水头高度和导叶开度、有功功率，调速器状态等。这里不再重复。图 2 调速器信息监控窗口信息窗用来显示系统的主要控制量及内部参数的当前值。窗口左右对称，分别显示 A、B 两套系统较为详细的状态信息。显示的信息包括：电网频率、频率给定、机组频率、机组转速、导叶给定、导叶行程相对值、导叶反馈 1 及导叶反馈 2 采样码值、电气开限、空载开度、齿盘测频、导叶输出电压、运行水头、功率给定、负载 PID 参数、空载 PID 参数等。运行时注意观察：机组频率和齿盘测频是否一致（机组转动时） ，导叶
21、反馈 1 及导叶反馈 2 采样码值是否相同（一般相差不超过 100） ；运行水头是否设置正确，应和实际水头相对应；电气开限和空载开度是否正常，调节PID 参数是否和原来一致等。9图 3 调速器开关量监控窗口开关量窗口用来显示外部输入开关量及装置输出开关量。窗口左右对称，分别显示 A、B 两套系统的信息。显示的开关量输入信号包括：油开关、开机令、停机令、导手令、增加、减少指令、主从机状态、一次调频输入、机柜综合模块报警等。显示的开关量输出信号包括：调速器一般故障主要指： PT 测频消失、齿盘测频消失、导叶反馈 1 或导叶反馈 2 有一个故障、功率测量故障、导叶液压故障（单个伺服阀故障） 。较重故
22、障主要指：机柜综合模块 1 和综合模块 2 报警、导叶反馈 1 和导叶反馈 2 同时故障。当主控伺服阀出现故障时，装置自动动作切换阀，控制液压系统到另一个伺服阀工作，此时切换阀动作灯亮。当电调控制失灵时，可动作切手动控制阀，将控制权交到人工操作。此时手动控制阀灯亮。其他有：一次调频动作、导叶手动、PCC 上电、调试态（输出到切换模件） ，切换原则可简述如下：两套系统状态相同，可以手动选择切换；10一套系统故障、一套正常，装置自动选择正常一套（手动选择无效） ；两套系统均故障，装置自动按（一般、严重故障）选择故障较轻的一套（手选无效） ；一套系统运行，一套在调试态，装置自动选择运行的一套输出；一
23、套系统有电，一套系统失电，装置自动选择有电的一套输出。点击“模拟量检查”按钮，显示图 4 界面，可以观察到功率、导叶 1、导叶2 变送器的 AD 采样值，采样码值对应关系如下：AD 采样码值（16 位 AD）：-3276832768 对应输入通道：-10-+10V，功率采样码值应在 221089 范围，对应机组 0250MW 功率；导叶 1 及导叶 2 采样码值应在 517020285 范围，对应导叶行程 0660mm（0-100%） 。机组频率检查可查看 A 套及 B 套测频通道，机组 PT 测频和齿盘测频的测量值，测量范围：0120HZ。模拟量输出可以检查输出到电液比例伺服阀的控制电压，一般在-10V-+10V 之间。正常调节控制稳定时，电压应在-0.5-+0.5 之间，该显示和导叶控制输出相对应。其他模拟量输出为备用通道。图 4 模拟量检查窗口
