(高清版)GB∕T 9652.1-2019 水輪機調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)條件

ICS27.140水輪機調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)條件(IEC61362:2012,Guidetospecificationofhydraulicturbinegoverningsystems,NEQ)國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T9652.1—2019 Ⅲ 1 1 1 25供貨范圍和備品備件 6圖紙與資料 8保證期 IⅢGB/T9652.1—2019GB/T9652分為以下兩個部分：本部分為GB/T9652的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/T9652.1—2007《水輪機控制系統(tǒng)技術(shù)條件》,與GB/T9652.1—2007相比主要技——對適用范圍進行了修改補充(見第1章);是微機型調(diào)速器，故刪除了機械液壓調(diào)速器、模擬電路電液調(diào)速器 修改了轉(zhuǎn)速死區(qū)考核要求(見4.1.3):——增加了水泵水輪機調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)要求(見4.3.12);——鑒于大型機組水輪機調(diào)速系統(tǒng)的接力器不動時間的實際現(xiàn)狀，對接力器不動時間考核指標(biāo)進行了調(diào)整(見4.2.4);——對甩100%負荷考核要求作出了調(diào)整補充(見4.2.5);——增加了孤網(wǎng)調(diào)節(jié)方面的技術(shù)要求(見4.2.8);——修改了壓力油罐/蓄能器可用油的體積要求(見4.4.2);——增加了壓力等級的劃分要求(見4.4.12);——刪除了通流式調(diào)速器的條款(見2007年版的4.6.7);——增加了沖擊式水輪機調(diào)速系統(tǒng)、帶調(diào)壓閥控制的水輪機調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)要求(見4.3.10、4.3.11);——增加了手動工況下接力器位置漂移值的指標(biāo)要求(見4.3.19);——增加了對調(diào)速系統(tǒng)油壓漂移的指標(biāo)要求(見4.3.20);——對調(diào)速器及油壓裝置各裝置/組件模塊的技術(shù)要求進行了調(diào)整補充(見4.5)。的一致性程度為非等效。本部分由中國電器工業(yè)協(xié)會提出。本部分由全國水輪機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC175)歸口。GB/T9652.1—2019——GB9652—1988; GB/T9652.1—1997、GB/T9652.1—20071GB/T9652.1—2019水輪機調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)條件2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T150.1壓力容器第1部分：通用要求GB/T150.2壓力容器第2部分：材料GB/T150.3壓力容器第3部分：設(shè)計GB/T191包裝儲運圖示標(biāo)志GB/T3797電氣控制設(shè)備GB/T4588.1無金屬化孔單雙面印刷板分規(guī)范GB/T4588.2有金屬化孔單雙面印刷板分規(guī)范GB/T8564水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范GB11120—2011渦輪機油GB/T11805水輪發(fā)電機組自動化元件(裝置)及其系統(tǒng)基本技術(shù)條件GB/T14039—2002液壓傳動油液固體顆粒污染等級代號GB/T17626.4電磁兼容試驗和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T20663蓄能壓力容器GB/T25133液壓系統(tǒng)總成管路沖洗方法DL/T1245水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)并網(wǎng)運行技術(shù)導(dǎo)則JB/T4711壓力容器涂敷及運輸包裝JB/T7036液壓隔離式蓄能器技術(shù)條件JB/T7041液壓齒輪泵JB/T8091螺桿泵試驗方法3工作條件3.1接力器最大行程與導(dǎo)葉全開度相適應(yīng)。對中、小型和特小型調(diào)速器，導(dǎo)葉實于接力器最大行程的80%以上。調(diào)速器與油壓裝置的工作容量選擇是合適的。2GB/T9652.1—20193.3水輪發(fā)電機組運行正常應(yīng)符合以下要求：a)水輪機在制造廠規(guī)定的條件下運行；c)所屬自動化元件滿足GB/T11805的要求。3.4無調(diào)壓閥的水輪機引水系統(tǒng)的水流慣性時間常數(shù)Tw不大于4s;有調(diào)壓室的水輪機引水系統(tǒng)，調(diào)壓室穩(wěn)定斷面面積宜大于臨界穩(wěn)定斷面面積。機組慣性時間常數(shù)Ta對反擊式機組不小于3s,對沖擊式機組不小于2s;同時，水流慣性時間常數(shù)Tw與機組慣性時間常數(shù)T。的比值(機組慣性比率R?)不大于1.2。3.5使用地點的海拔高度不超過2500m。3.6不同海拔高度的調(diào)速器周圍最高空氣溫度見表1,最低空氣溫度：5℃。表1不同海拔高度的最高空氣溫度2000～25003.7空氣相對濕度：最濕月的月平均最大相對濕度不大于90%,且無凝露，同時該月的月平均最低溫度不大于25℃。油的規(guī)定，油液的清潔度等級應(yīng)不低于GB/T14039—2002第21/18/15級，工作油溫范圍為10℃~50℃。件中可能存在的空氣等。注：本部分所規(guī)定的各項靜態(tài)及動態(tài)特性指標(biāo)均系在滿足本章條件下制定。如不滿足要求，有關(guān)指標(biāo)可由供需雙4技術(shù)要求4.1.2調(diào)速系統(tǒng)接力器操作功容量應(yīng)保證達到設(shè)計規(guī)定值。a)靜態(tài)特性曲線應(yīng)近似為直線。b)在永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp=4%時，測至主接力器的轉(zhuǎn)速死區(qū)ix和在水輪機靜止及輸入轉(zhuǎn)速信號恒定的條件下接力器擺動值△y不超過表2的規(guī)定值。大型Eg>75000中型18000≤Er≤75000小型3000≤Ek<18000特小型Er<3000轉(zhuǎn)速死區(qū)ix/%0.020.060.100.20接力器擺動值△y/%0.253GB/T9652.1—2019c)雙調(diào)整反擊式水輪機調(diào)速系統(tǒng)的輪葉隨動系統(tǒng)不準(zhǔn)確度ia不得超過0.8%,實測協(xié)聯(lián)關(guān)系曲線與理論(設(shè)計)曲線的偏差應(yīng)不大于輪葉接力器全行程的±1%。1)測至噴針接力器的轉(zhuǎn)速死區(qū)符合表2規(guī)定；大于1%;每個噴針位置對所有噴針位置平均值的偏差不大于0.5%。e)對每個導(dǎo)葉單獨控制的水輪機，任意兩個導(dǎo)葉接力器的位置偏差不大于1%;每個導(dǎo)葉接力器位置對所有導(dǎo)葉接力器位置平均值的偏差不大于0.5%。大于導(dǎo)葉接力器全行程的±1%。a)自機組啟動開始至空載轉(zhuǎn)速(頻率)達到同期帶，即99.5%f?~101%fr,所經(jīng)歷的時間tsr不得大于從機組啟動開始至機組轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速n?(或額定頻率fr)的80%之升速時間to.s的5a)升速過程b)3種類型的同期過程放大注：此項的意義在于確認空載轉(zhuǎn)速擺動在多大程度上是由被控對象自身因素，即非調(diào)速器因素引起的。相對值，對大型機組不超過±0.18%,對中小型機組不超過±0.33%,微型機組不超過士4GB/T9652.1—2019n△nminn,說明：4.2.3機組在空載工況自動運行，當(dāng)頻率階躍變化的有效頻差不小于額定頻率fr的4%時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)空載擾動響應(yīng)過程的動態(tài)調(diào)節(jié)性能(見圖3)要求如下：a)頻率變化衰減度ψ(與起始偏差符號相同的第2個轉(zhuǎn)速偏差峰值與起始偏差峰值之比)應(yīng)不大于30%;注：若頻率變化是單調(diào)無超調(diào)響應(yīng)過程，則衰減度ψ視為0。c)自階躍擾動開始，到調(diào)節(jié)穩(wěn)定為止的調(diào)節(jié)時間TFr不得超過35s;d)在調(diào)節(jié)時間TF內(nèi)，頻差超過±0.5Hz的波動次數(shù)Z(頻率的波峰個數(shù)與波谷個數(shù)之和的一半)不得超過2次；e)對于接力器分段關(guān)閉速率整定值小于1%/s的機組除外。a)上擾響應(yīng)過程b)下擾響應(yīng)過程4.2.4轉(zhuǎn)速或指令信號按規(guī)定形式變化，接力器不動時間T?不得超過0.2s;對于配用主配壓閥直徑時間大于30s的機組除外。4.2.5機組甩100%負荷時的動態(tài)調(diào)節(jié)性能(見圖4)要求如下：a)在甩負荷調(diào)節(jié)過程中，偏離穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速3%以上的波動次數(shù)Z不得超過2次；對于解列后需要帶5GB/T9652.1—2019b)從甩負荷開始至機組轉(zhuǎn)速擺動相對值不超過±1%為止的調(diào)節(jié)時間Te與從甩負荷開始至轉(zhuǎn)1)當(dāng)有功功率的目標(biāo)值變化量不小于機組額定有功功率Pr的25%時，ts應(yīng)不大于45s。2)當(dāng)有功功率的目標(biāo)值變化量為機組額定有功功率P,的5%～25%時，ts宜為30s～45s。3)當(dāng)有功功率的目標(biāo)值變化量小于機組額定有功功率P?的5%、且大于人工功率死區(qū)Epc)在調(diào)節(jié)時間t。內(nèi)，功率偏差超過5%P,的波動次數(shù)Z(功率的波峰個數(shù)與波谷個數(shù)之和的一半)不得超過2次。6GB/T9652.1—2019程關(guān)閉時間整定值大于40s的轉(zhuǎn)槳式機組，但應(yīng)不影響機組的安全穩(wěn)定運行。a)功率增加響應(yīng)過程b)功率減小響應(yīng)過程圖5有功功率響應(yīng)過程曲線4.2.8對于具有孤立運行工況的電站，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)具有孤網(wǎng)自動識別能力，保證機組在孤網(wǎng)運行工況下的穩(wěn)定運行并滿足下列條件：a)當(dāng)外部負荷發(fā)生變化(不大于機組額定功率的15%)而引起頻率變化時，調(diào)節(jié)過程中頻率變化衰減度ψ應(yīng)不大于30%。b)在無外部負荷突變的條件下，頻率擺動應(yīng)在±3%范圍內(nèi)。c)上述a)、b)要求對于下列情況除外：輪葉全行程關(guān)閉時間大于40s的轉(zhuǎn)槳式機組、接力器分段關(guān)閉速率整定值小于1%/s的機組。4.2.9帶負荷工況下，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)頻率及相關(guān)信號量的變化，實現(xiàn)不同并網(wǎng)運行模式之間的自動切換及人工切換。4.3調(diào)速器4.3.1調(diào)節(jié)參數(shù)宜具有兩種參數(shù)體系表達方式之一，其調(diào)整范圍應(yīng)分別包容如下規(guī)定值：a)并聯(lián)PID參數(shù)體系：——比例增益Kp:0～20;——積分增益K?:0s-1~10s-1;——微分增益Kp:0s～5s。b)加速度-緩沖式參數(shù)體系：——暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)b?:1%～200%; 緩沖時間常數(shù)Tls～20s: 加速時間常數(shù)T。:0s～2s。4.3.2開度限制應(yīng)能在零至最大值范圍內(nèi)任意整定。4.3.3永態(tài)差值系數(shù)bp或調(diào)差率ep應(yīng)能在零至10%范圍內(nèi)整定，且誤差不得超過設(shè)定值的10%。4.3.4接力器的開啟時間T。和關(guān)閉時間Tr應(yīng)能在設(shè)計參數(shù)的范圍內(nèi)整定。4.3.5調(diào)速器應(yīng)能實現(xiàn)機組以自動和手動方式啟動、功率增/減、停機、事故停機和緊急事故停機。當(dāng)調(diào)速器自動部分失效時，應(yīng)能手動操作、運行。中小型調(diào)速器的接力器如無機械手動操作機構(gòu)時，油壓裝置應(yīng)裝有備用油泵。4.3.6帶有壓力油罐/蓄能器的調(diào)速器應(yīng)裝設(shè)緊急停機裝置，并動作可靠。4.3.7調(diào)速器應(yīng)具備根據(jù)水頭信號自動修正導(dǎo)葉/噴針啟動開度、輪葉啟動轉(zhuǎn)角、空載限制開度、最大功率限制開度、空蝕限制開度、協(xié)聯(lián)關(guān)系等功能。4.3.8大型和中型調(diào)速器應(yīng)設(shè)冗余電源，當(dāng)工作電源故障時，應(yīng)自動切換至備用電源。工作電源和備用電源相互切換時，水輪機主接力器的行程變化不得超過其全行程的±1%。4.3.9人工頻率死區(qū)E:應(yīng)能在額定頻率的-2%～+2%范圍內(nèi)整定；人工功率死區(qū)Ep應(yīng)能在機組額7GB/T9652.1—2019定功率的一5%～+5%范圍內(nèi)整定。a)應(yīng)具備折向器的投/退及協(xié)同控制的組件或功能；閥開啟動作與導(dǎo)葉關(guān)閉動作的時間差應(yīng)不大于0.2s;e)若調(diào)壓閥未能同步開啟，則導(dǎo)葉接b)在機組甩負荷或水泵失去動力時，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)機組運行方式按調(diào)節(jié)保證計算設(shè)計的規(guī)律關(guān)閉導(dǎo)葉；e)在背靠背啟動時，控制拖動機的調(diào)速系統(tǒng)對導(dǎo)葉開度的控制速率應(yīng)滿足拖動力矩和轉(zhuǎn)速差的全行程的±1%,同時要求不影響機組的正常停機和事故停機。器相互切換時，水輪機主接力器的行程變化不得超過其全行程的±1%。4.3.18在規(guī)定油溫及額定油壓下調(diào)速器的漏油量及靜耗油量應(yīng)滿足設(shè)計要求。8GB/T9652.1—2019的±0.2%;在并網(wǎng)運行狀態(tài)，不得超過其全行程的±0.5%。接力器位置漂移量不得超過全行程的±0.5%。4.3.21調(diào)速器的綜合漂移量折算為轉(zhuǎn)速相對值，不得超過0.5%。4.4.1油壓裝置正常工作油壓的變化范圍應(yīng)在名義工作壓力的±2%～4%以內(nèi)(對額定油壓為10MPa～16MPa的油壓裝置，其正常工作油壓的變化范圍可達名義工作油壓的±5%)。緊急停機壓力(事故停機的最小壓力)pr的選擇應(yīng)使關(guān)機后壓力不降到最低操作壓力pr以下。最低操作壓力pr根據(jù)要求的接力器操作功容量Ek(N·m)和所用的接力器有效工作容積Vs(m3)由式(1)求得：Pr=Er/Vs×10-……(1)4.4.2在不啟動油泵的情況下，自正常工作油壓下限至最低操作壓力pr之前，壓力油罐/蓄能器可用油體積至少應(yīng)滿足如下要求：a)單調(diào)整反擊式機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)為導(dǎo)葉接力器總?cè)莘e的3倍；b)雙調(diào)整反擊式機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)為導(dǎo)葉接力器總?cè)莘e的3倍再加輪葉接力器容積的2倍；c)雙調(diào)整沖擊式機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)為折向器接力器總?cè)莘e的3倍再加噴針接力器總?cè)莘e的2倍；d)對于帶調(diào)壓閥控制的雙調(diào)整調(diào)節(jié)系統(tǒng)為導(dǎo)葉接力器總?cè)莘e的3倍再加調(diào)壓閥接力器容積的4倍；4.4.4液壓隔離式蓄能器充氣壓力po的取值宜為最低操作壓力pr的0.93倍。4.4.5油壓裝置應(yīng)設(shè)置不少于2臺的油泵，每臺油泵的輸油量足以補充漏油量，并有至少2倍的安全系數(shù)。每臺泵的每分鐘輸油量不小于接力器總?cè)莘e的0.5倍。對小型調(diào)速器的油壓裝置也可設(shè)置一臺電4.4.7供油及操作油管路的油液流速宜不大于5m/s,回油管路的油液流速應(yīng)不大于4m/s,吸油管路4.4.8當(dāng)油壓高于工作油壓上限2%以上時，安全閥應(yīng)開始排油；當(dāng)油壓高于工作油壓上限的10%以前，安全閥應(yīng)全部開啟，并使壓力油罐中油壓不再升高。安全閥的泄漏量應(yīng)不大于油泵輸油量的1%。4.4.10當(dāng)油壓低于工作油壓下限的4%～8%時，有備用油泵的油壓裝置應(yīng)啟動備用油泵。4.4.13壓力容器的油壓和油位均在正常工作范圍內(nèi)時，關(guān)閉所有閥門，8h后油壓下降不得大于額定油壓的4%。壓下限的間隔(油泵啟動間隔)時間應(yīng)大于30min。對于帶有減壓閥的系統(tǒng)、漏油量(不包括調(diào)速系統(tǒng)自身的泄漏)超過油泵額定流量30%的轉(zhuǎn)槳式機組、接力器竄油超過油泵額定流量30%的機組、額定工9GB/T9652.1—20194.4.15在正常工作或維修條件下，回油箱的容積應(yīng)不小于調(diào)節(jié)系統(tǒng)全部油量總和的1.1倍。a)調(diào)速器控制柜與其他屏柜并列布置時，其外形尺寸應(yīng)符合GB/T3047.1的規(guī)定。c)頻率測量環(huán)節(jié)要求如下：2)應(yīng)能適應(yīng)正弦波、方波或梯形波等被測信號源，在信號電壓為0.5V～150.0V時能穩(wěn)定3)應(yīng)能濾除被測信號源的諧波分量和電氣設(shè)備投/切引入的瞬間干擾信號。d)電氣裝置內(nèi)的組件模塊印制板應(yīng)滿足GB/T4588.1和GB/T4588.2的規(guī)定。e)絕緣電阻與工頻耐受電壓應(yīng)符合下列條件：1)控制柜中所有帶電部件與裸露導(dǎo)電部件之間的絕緣電阻，在溫度為15℃~35℃及相對濕度為45%～75%環(huán)境下測量，應(yīng)不小于1MQ;2)控制柜各獨立帶電部件與裸露導(dǎo)電部件之間，電路與金屬外殼(或地)之間，在溫度為15℃~35℃及相對濕度為45%～75%環(huán)境下試驗，按其工作電壓大小，應(yīng)能承受表3規(guī)表3工頻耐受電壓試驗1額定電壓U;/V工頻試驗電壓(交流均方根值)/V對不適于由主電路直接供電的輔助電路，應(yīng)能承受按表4規(guī)定的耐壓試驗電壓，歷時5s。表4工頻耐受電壓試驗2額定電壓U:/V工頻耐受電壓(交流均方根值)/V12<U;≤6060<U2Ui+1000,其最小值為1500制端口耦合快速瞬變脈沖群干擾信號。在供電電源端口，保護接地時，試驗電壓峰值為GB/T9652.1—2019b)電液轉(zhuǎn)換組件/裝置的操作力和行程/流量應(yīng)不小于設(shè)計值；c)靜態(tài)性能：傳遞系數(shù)實際值與設(shè)計值誤差應(yīng)小于5%,線性度誤差小于5%,死區(qū)及滯環(huán)小于0.5%,重復(fù)精度小于0.2%;e)在穩(wěn)定狀態(tài)下，當(dāng)電液轉(zhuǎn)換組件/裝置的控制信號消失時，接力器行程變化不得超過全行程的±1%,或使接力器向關(guān)機側(cè)移動。4.5.3在規(guī)定壓力降下的主配壓閥(接力器控制閥)流量特性應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定值。4.5.4油泵應(yīng)采用高效率產(chǎn)品，運轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)。在規(guī)定壓力下的輸油量和軸功率的性能容差參照JB/T8091。液壓齒輪泵的空載排量，在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速工況下的容積效率和總效率不得低于JB/T7041的要求。三螺桿泵的性能參數(shù)應(yīng)符合GB/T10886的