Page 209 - 新时期水利水电工程施工技术及其实践

第九章 水力发电技术

第三节 水轮发电机组自动程序控制

除了对水轮发电机进行实时的控制，调速系统还需要完成开机、停机以及调

整负荷等任务，相关研究人员也在不断提高调速系统的稳定性和可靠性。目前而
言，可编程序控制器（PLC）的性能优良，可靠性很好，并且在众多领域内得到
了广泛的应用。

一、水轮发电机组调速系统简介

一般而言，水轮发电机组调速系统的静态特性以及动态特性比较容易实现，
通过计算机技术以及信息处理技术，能够很好地保障水轮发电机的平稳运行，而

可编程序控制器在水轮发电机组调速系统中的作用主要是提高系统的可靠性，并
且解决一些复杂问题。可编程序控制器具有诊断功能，可以通过各个模块搜集机
组、电网的频率，从而判断机组的工作是否正常。当机组工作不正常时，就需要

按照 PID 控制规律，对机组的转速进行控制。不仅如此，调速系统可以与上位机
进行通信，接受命令完成相应的操作，并且向上位机反馈自身运行的信息。上位
机可以实时掌握调速系统的状态和情况，这就便于工作人员对设备进行控制和管
理。假设调速系统出现故障或者是相关设备出现问题，故障信号可以直接发送到

上位机，也可以发送到电站的二次回路，并且能够进行声光报警。
可编程序控制器的特点是可靠性高，但是应用到水轮发电机组调速系统中，

还需要考虑硬件的成本，所以需要采用主—从结构，并且主要通过主机进行工作，
如果出现故障，再通过操作面板进行调整。为了保证整个调速系统的可靠性和稳
定性，需要对模拟量的输入进行滤波处理。

二、提高可编程序控制器应用水平的策略

（一）提高处理速度
可编程序控制器与工业生产息息相关，而且 PLC 的设计也遵循工业控制系

统的要求，所以能够快速实现编程，并且对于应用的环境没有特殊要求。但是
需要注意的是，PLC 的发展基础和依据是顺序控制，随着 VLSI 的发展和成熟，
PLC 的应用范围变得更加广泛。水轮发电机组调速系统对于精度的要求十分严格，

这就需要调速系统具备极快的处理速度，这对于大型 PLC 而言，可以很好地完
成这项工作，可是大型 PLC 价格比较昂贵，成本较高，所以需要从小型 PLC 价

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