中、小型微機(jī)高油壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)解析

 1、概述
      中國的第一臺(tái)微機(jī)調(diào)速器是1984年11月在湖南歐陽海電站試運(yùn)行成功的。從那時(shí)開始，我國水電站全自動(dòng)調(diào)速器技術(shù)基本是與國外保持同步發(fā)展。歐陽海水電站于1975年正式發(fā)電運(yùn)行，當(dāng)時(shí)裝機(jī)3.6kW，也就是標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)村水電站。我國很多水電站的高新技術(shù)產(chǎn)品都是在農(nóng)村水電站實(shí)驗(yàn)成功的，都適用于農(nóng)村水電站。
在研制微機(jī)調(diào)速器的同時(shí)，武漢華中工學(xué)院、湖南水科院等單位就已經(jīng)開始了高油壓調(diào)速器的研究。進(jìn)而，武漢華中理工大學(xué)、武漢市儀表總公司、長江水利委員會(huì)等大專院校、國有企業(yè)和科研單位集體的投入到高油壓微機(jī)調(diào)速器的研究中,1984年高油壓全自動(dòng)調(diào)速器在湖南桃花江水電站投入試運(yùn)行，然后快速的形成了高油壓微機(jī)調(diào)速器的研制和產(chǎn)品化工作。高油壓微機(jī)調(diào)速器的研究成功是老一代調(diào)速器人群體的功勞，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平和技術(shù)條件下，任何一個(gè)公司都不可能獨(dú)立的完成高油壓微機(jī)調(diào)速器的研制。武漢地區(qū)大專院校、設(shè)計(jì)研究院所、工廠企業(yè)在微機(jī)高油壓調(diào)速器的技術(shù)研究領(lǐng)先于其它地區(qū)，如大家熟知的劉玉其教授、葉魯卿教授、魏守平教授、饒培棠教高、周泰經(jīng)研究員、吳應(yīng)文研究員等都作出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。
       我國最早的水輪機(jī)調(diào)速器都是機(jī)械液壓調(diào)速器。 20世紀(jì)50年代以后，電氣液壓調(diào)速器獲得了較為廣泛的應(yīng)用，經(jīng)歷了電子管、磁放大器、集成電路等幾個(gè)發(fā)展階段。與微機(jī)調(diào)節(jié)器的發(fā)展同步，水輪機(jī)調(diào)速器的電液轉(zhuǎn)換裝置也由原來的單一的專用電液轉(zhuǎn)換器和電液伺服閥，發(fā)展成為由通用電磁閥、比例閥或步進(jìn)電機(jī)/伺服電機(jī)構(gòu)成的電液轉(zhuǎn)換裝置。
        高油壓微機(jī)調(diào)速器的核心是設(shè)計(jì)選用了液壓行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)高壓液壓產(chǎn)品，工作油壓設(shè)定為10 Mpa ～16Mpa，而傳統(tǒng)的常規(guī)油壓中、小型水輪機(jī)調(diào)速器的工作油壓一般都被設(shè)定為2.5 Mpa～4.0Mpa，大型水輪機(jī)調(diào)速器的工作油壓一般都被設(shè)定為6.3Mpa。
       高油壓微機(jī)調(diào)速器由兩部分組成，機(jī)械部分和電氣部分。機(jī)械部分也就是液控站部分。我們常說的液壓隨動(dòng)系統(tǒng)俗稱液壓放大系統(tǒng)。又稱為液壓伺服系統(tǒng)。就是液控站的閥組部分。
       高油壓調(diào)速器的壓力油源部分采用了高壓齒輪泵、濾油器、囊式蓄能器；液壓控制部分則采用了標(biāo)準(zhǔn)的滑閥、球閥、錐閥、液壓缸（接力器）及其他各類液壓件；結(jié)構(gòu)上采用了液壓集成（油路）塊和標(biāo)準(zhǔn)的液壓附件；電氣部分則采用自制測頻電路、通用可編程序控制器（PLC）、自制信號隔離和調(diào)整電路、交直流開關(guān)電源和中間繼電器組成的出口電路等。與傳統(tǒng)的常規(guī)油壓調(diào)速器相比，高油壓調(diào)速器應(yīng)用現(xiàn)代電液控制技術(shù)，減少了液壓放大環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)十分簡單；儲(chǔ)能部分采用了囊式蓄能器，膠囊的可靠密封，保證蓄能器一年、甚至幾年都無需補(bǔ)氣，電站不需要設(shè)中壓氣系統(tǒng)。如果配置減壓剎車模塊，則還可以取消低壓氣系統(tǒng)，這樣就可以取消電站氣系統(tǒng)和相配套的建筑物，可節(jié)省一筆可觀的氣系統(tǒng)設(shè)備投資和運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用。因?yàn)椴捎玫囊簤涸骷谴笈抗I(yè)化生產(chǎn)的通用元件，不僅標(biāo)準(zhǔn)化程度高，質(zhì)量也可靠，采購更方便。較高的工作油壓使調(diào)速器的體積可以設(shè)計(jì)的很小，重量也就能夠減輕很多，使電站布置更加方便、美觀。我國的中、小型調(diào)速器基本都是采用一級液壓放大的電液隨動(dòng)系統(tǒng)，可由電液比例閥或電磁換向閥直接控制接力器。
2、高油壓微機(jī)調(diào)速器的基本結(jié)構(gòu)
2.1、電氣部分
       高油壓微機(jī)調(diào)速器的的電氣部分主要由交直流開關(guān)電源、PLC、測頻板、信號隔離和調(diào)整板、出口繼電器和人機(jī)界面組成。
2.1.1、交直流開關(guān)電源
         但凡數(shù)字電路，都少不了交直流開關(guān)電源。他的主要作用就是將220V的交直流操作電源變換成24V、12V、5V直流電源供數(shù)字電路和出口繼電器使用，其次該環(huán)節(jié)還可以起到隔離作用。這已成為習(xí)慣，也成為標(biāo)配。在低壓機(jī)組水電站就可以考慮取消調(diào)速器直流開關(guān)電源，因?yàn)榈蛪簷C(jī)組水電站很少配直流系統(tǒng)的。
2.1.2、PLC
       微機(jī)調(diào)速器的硬件由單板機(jī)發(fā)展到單片機(jī)、可編程序控制器，現(xiàn)在幾乎都以PLC作為控制核心。 PLC在微機(jī)調(diào)速器的主要功能是數(shù)據(jù)處理和指令發(fā)出，調(diào)速器的應(yīng)用軟件都裝在PLC內(nèi)，運(yùn)算和分析都是通過PLC的CPU模塊來完成，執(zhí)行指令都是通過PLC的開出模塊發(fā)出。由于微機(jī)調(diào)速器的應(yīng)用軟件基本都是出自華科大教授之手，所以全國的微機(jī)調(diào)速器采用的PLC基本都是日系產(chǎn)品，大部分是日本三菱的FX2N系列，也有部分廠家采用西門子產(chǎn)品，基本都是組合式結(jié)構(gòu)。
        水電站自動(dòng)化設(shè)備采用PLC并不是最好的選擇，是沒有辦法解決硬件電路抗干擾問題的無奈選擇。微機(jī)調(diào)速器采用PLC作為核心元件也是同樣的成因，而不是必須要采用PLC或PLC就是比單片機(jī)的好。隨著超大規(guī)模單片機(jī)的問世，單片機(jī)取代PLC作為微機(jī)調(diào)速器的控制核心將是必然趨勢
      測頻板
     目前我國水電站自動(dòng)化設(shè)備的開發(fā)都是各自為陣，數(shù)據(jù)采集都盡量自己完成，微機(jī)調(diào)速器也不例外，自己需要的數(shù)據(jù)自己采集，設(shè)計(jì)了一套外圍電路將所需信號通過自制的測頻板采集、整形后傳給PLC處理。自制的測頻板都是用單片機(jī)、阻、容元件構(gòu)成，根據(jù)木桶理論，影響微機(jī)調(diào)速器可靠性的主要因素之一是自制的測頻板，所以宣傳PLC調(diào)速器比單片機(jī)調(diào)速器可靠的提法并不科學(xué)。
2.1.4、信號隔離和調(diào)整板
         微機(jī)調(diào)速器主要信號隔離部分在調(diào)整板，采用1：1的隔離電路，保證PLC接收的信號不受外界的干擾。該環(huán)節(jié)還完成對數(shù)值的歸算。
2.1.5、中間繼電器
        數(shù)字電路受布置結(jié)構(gòu)的影響，電路板上都不可以安裝接點(diǎn)容量較大的中間繼電器，一般采用小型固態(tài)中間繼電器，PLC也不例外。PLC的開出信號需通過外部中間繼電器放大后去執(zhí)行操作任務(wù)，所以微機(jī)調(diào)速器電氣部分都安裝有多個(gè)插拔式中間繼電器，完成對輸入、輸出信號的隔離或轉(zhuǎn)換。
2.1.6、人機(jī)界面
        常規(guī)調(diào)速器的人機(jī)界面十分簡單，二個(gè)調(diào)整把手和一個(gè)開度表。一個(gè)調(diào)整把手是開度限制，另一個(gè)調(diào)整把手是開度調(diào)節(jié)，開度表則反映的是導(dǎo)葉的實(shí)際開度和開度限制設(shè)定指示。如此簡單的人機(jī)界面，對運(yùn)行人員的要求就不是很高。
        微機(jī)調(diào)速器的應(yīng)用本應(yīng)人機(jī)界面更加簡單，其實(shí)不然。微機(jī)調(diào)速器的人機(jī)界面從數(shù)碼管發(fā)展到顯示屏，再到觸摸屏，還有大量的操作按（旋）扭和指示燈，其復(fù)雜程度可想而知，沒有受過專門培訓(xùn)很難掌握。其實(shí)，采用微機(jī)調(diào)速器以后，人工調(diào)整會(huì)更少，人機(jī)界面應(yīng)該更加簡單。否則就是倒退。
2.2、機(jī)械部分
       微機(jī)高油壓調(diào)速器的的機(jī)械部分十分簡單，主要由油箱、電機(jī)/油泵組、儲(chǔ)能罐、電液轉(zhuǎn)換和控制模塊組成。
2.2.1、油箱
       調(diào)速器的油箱是設(shè)備的主要部分，可分為接力器內(nèi)置式油箱和接力器外置式油箱。調(diào)速器油箱的主要功能是儲(chǔ)存調(diào)速器用油、散發(fā)熱量、沉淀污物、分離水分及支撐調(diào)速器機(jī)械部分和電氣部分，油箱加上電機(jī)/油泵組、儲(chǔ)能罐、電液轉(zhuǎn)換和控制模塊，液壓行業(yè)稱之為油站，負(fù)責(zé)提供油源。
        常規(guī)中、小型調(diào)速器多為內(nèi)置式油箱結(jié)構(gòu)，大型調(diào)速器則為外置式油箱結(jié)構(gòu)。內(nèi)置式油箱結(jié)構(gòu)與外置式油箱結(jié)構(gòu)的區(qū)別僅在于內(nèi)置式油箱結(jié)構(gòu)是將接力器布置于油箱內(nèi)，接力器的作用力和反作用力是通過油箱傳導(dǎo)到主廠房地板，而外置式油箱結(jié)構(gòu)是油箱與接力器分開布置，接力器的作用力和反作用力是直接傳導(dǎo)到主廠房地板。前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，浪費(fèi)材料，維護(hù)困難，不利于調(diào)速器的布置，同等操作功的調(diào)速器設(shè)備價(jià)格要高出一萬多元。
         油箱的容積的大小，液壓行業(yè)一般是按油泵流量的5--7倍計(jì)算，中、小型高油壓調(diào)速器的油泵一般在8升/分鐘左右，且農(nóng)村水電站基本都與電網(wǎng)相連，并網(wǎng)后每天的調(diào)節(jié)次數(shù)很少，閥組的泄漏也很小，按此計(jì)算40升左右就可以滿足要求。調(diào)速器行業(yè)則比較保守，多按5倍接力器來回動(dòng)作3次的用油量選擇儲(chǔ)能器的儲(chǔ)油量，再乘以20倍來確定調(diào)速器的用油量，再將用油量乘3就是油箱需要的容積。由于高油壓調(diào)速器接力器容積都很小，所以調(diào)速器的油箱容積都有很大的富裕。
2.2.2、電機(jī)/油泵組
        調(diào)速器的油壓力都是靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵打壓來實(shí)現(xiàn)的，目前都采用高壓齒輪泵。過去常油壓調(diào)速器各部件泄漏嚴(yán)重，需配置單臺(tái)大功率的油泵或配置多臺(tái)油泵來抵消泄漏造成的壓力下降，且停泵時(shí)間很短?，F(xiàn)在采用標(biāo)準(zhǔn)的液壓件，各部件泄漏很小，且停泵時(shí)間很長，耗電量減少很多，也延長了設(shè)備的使用壽命，所配置的油泵功率就不需要太大，避免造成不必要的浪費(fèi)，多臺(tái)油泵的配置就更沒有多少必要。
2.2.3、儲(chǔ)能罐
         國產(chǎn)中、小型微機(jī)調(diào)速器通過自主創(chuàng)新，采用高操作油壓（10～16MPa）的皮囊式蓄能器，使得調(diào)速器的體積大幅減小。不僅降低了設(shè)備成本，也大大減少維護(hù)成本。已基本上取代了原有2.5MPa～6.3MPa操作油壓。皮囊式蓄能器可以保證膠囊內(nèi)所充氮?dú)馀c液壓油不發(fā)生直接接觸，液壓油油質(zhì)不易劣化，使用壽命延長。皮囊式蓄能器的公稱容量有0.4～100L十余種規(guī)格，公稱壓力有10MPa、20MPa、31.5MPa三個(gè)規(guī)格。農(nóng)村水電站多選用6～30L，20MPa的產(chǎn)品。皮囊式蓄能器的容量一般按5倍接力器來回動(dòng)作3次的用油量確定儲(chǔ)能器的儲(chǔ)油量，然后乘3來選擇皮囊式蓄能器的容量。一般3000N·m的調(diào)速器選擇16升，6000N·m的調(diào)速器選擇25升，10000N·m的調(diào)速器選擇40升。接入國家電網(wǎng)的小型水電站可以適當(dāng)減小。
2.2.4、電液轉(zhuǎn)換和控制部分

      a閥塊
        調(diào)速器使用的電磁閥都是安裝在標(biāo)準(zhǔn)的閥塊上俗稱閥組。閥塊有集成式和分離式之分，技術(shù)上沒有本質(zhì)區(qū)別，區(qū)別在液控站安裝和維護(hù)方式不同，現(xiàn)在大多采用集成式閥塊。閥塊的鉆孔多少體現(xiàn)了廠家的液壓設(shè)計(jì)水平，封堵的孔越少，液壓設(shè)計(jì)的水平越高。調(diào)速器的技術(shù)水平多體現(xiàn)在閥組的設(shè)計(jì)，完成同樣的功能，用的閥越少越好。
       b壓力濾油器
       具有清潔的油質(zhì)是保證調(diào)速器液壓閥可靠工作的必要條件，壓力濾油器就是保證油質(zhì)清潔的關(guān)鍵設(shè)備。在調(diào)速器里就設(shè)置有二個(gè)壓力濾油器，一個(gè)粗濾、 一個(gè)精濾，以保證油品的質(zhì)量。粗濾由油泵的吸油濾油器來完成，精濾壓力濾油器則裝設(shè)在供油壓力管路上，可以濾除設(shè)備加工時(shí)混入的機(jī)械雜質(zhì)和液壓油本身化學(xué)變化所產(chǎn)生的雜質(zhì)等，防止液壓元件閥芯卡死、孔隙堵塞以及過快磨損等故障。

       C液壓控制閥
        控制閥的分類：按用途分為方向控制閥，壓力控制閥和流量控制閥；按安裝連接形式分為管式連接，板式連接，疊加式連接和插裝式連接；按控制原理分為開關(guān)閥，比例閥，伺服閥和數(shù)字閥。
         調(diào)速器使用的電磁閥主要有：電磁換向閥，屬方向閥，控制接力器對導(dǎo)葉的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，是調(diào)速器的主要液壓閥；是利用電磁鐵及復(fù)位彈簧推動(dòng)閥芯來變換液壓油流動(dòng)方向的控制閥。電磁換向閥在調(diào)速器中常用作自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、手自動(dòng)切換閥、緊急停機(jī)閥等。電磁換向閥為滑閥結(jié)構(gòu)，所用的電磁鐵多為濕式電磁鐵，電磁鐵激磁線圈的電壓等級有：直流：220V、110V、24V、12V；交流：220V、110V，允許電壓波動(dòng)范圍為額定電壓的85%～110%。在調(diào)速器中，常用的電磁換向閥有二位四通、三位四通等結(jié)構(gòu)形式，其中四通的電磁換向閥也可以當(dāng)做三通使用。剎車電磁換向閥，也是電磁換向閥，作用是控制剎車油缸的動(dòng)作；緊急停機(jī)兩位電磁換向閥，也是電磁換向閥，是控制主接力器在水輪發(fā)電機(jī)需要緊急停止時(shí)可迅速關(guān)閉導(dǎo)葉；比例換向閥，常簡稱比例閥，它可根據(jù)輸入的電氣信號，按比例控制壓力油的流量和方向，其閥體部分與普通電磁閥類似。但是比例閥用比例電磁鐵取代了電磁閥的普通電磁鐵，可將綜合放大器輸出的電信號轉(zhuǎn)換成與之成比例的位移；比例閥的閥芯有特殊形狀的閥口，因而可對油的流量進(jìn)行連續(xù)控制。在調(diào)速器中，多采用直動(dòng)式比例換向閥。

         手動(dòng)換向閥，是依靠手動(dòng)操作驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)油路通斷或切換的方向控制閥。手動(dòng)換向閥在液壓系統(tǒng)中所起的作用與電磁換向閥和電液換向閥相同。由于它操作簡便，工作可靠，又能使用在沒有電力的場合，因而在調(diào)速器中多用于無電源時(shí)的手動(dòng)液壓操作。調(diào)速器通常采用彈簧復(fù)位式手柄操作換向閥，
單向閥屬方向閥，調(diào)速器用的最多的是單向閥，其功能是限制液壓油在管路中只能按一個(gè)方向流動(dòng)；
液壓鎖屬方向閥，由兩個(gè)單向閥組成的一套液壓回路，其作用是在電磁換向閥仍處于中位或液壓系統(tǒng)失壓時(shí)，將主接力器鎖定在當(dāng)時(shí)的位置上而不會(huì)因外力作用而發(fā)生移動(dòng)；單向節(jié)流閥屬流量閥，任何一個(gè)流量控制閥，都有一個(gè)節(jié)流部分，稱為節(jié)流口。改變節(jié)流口的同流面積就可以改變通過節(jié)流閥的流量。單向節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)接力器動(dòng)作運(yùn)行速度；
       截止閥屬流量閥，可以鎖閉蓄能器的油路，長期停機(jī)時(shí)可保持蓄能器內(nèi)壓力在工作壓力范圍；
       溢流閥屬壓力閥，是液壓系統(tǒng)中最重要的器件，其作用是調(diào)控整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力并保持其壓力的穩(wěn)定；
        減壓閥屬壓力閥，其工作原理與溢流閥相似，其可以在主液壓系統(tǒng)的局部調(diào)節(jié)出比主系統(tǒng)壓力低一些的壓力子系統(tǒng)。如用于剎車、軸流轉(zhuǎn)漿的調(diào)漿。

       3、調(diào)速器調(diào)速功選擇
        水輪機(jī)調(diào)速器的調(diào)速功是依據(jù)設(shè)計(jì)院或主機(jī)廠提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇；如果是設(shè)備改造原則上按原運(yùn)行調(diào)速器調(diào)速功選擇。在調(diào)速器調(diào)速功的選擇上設(shè)計(jì)院、調(diào)速器廠家和主機(jī)廠家的計(jì)算結(jié)果都不一樣，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，按主機(jī)廠家提供的調(diào)速功選擇是比較合適的。
        按水輪機(jī)調(diào)速器系列型譜[JB/T7072—2004]中小水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)速功分：
        3000N·m   (300kg·m)
        6000N·m   (600kg·m)
       10000N·m   (1000kg·m)
       18000N·m   (1800kg·m)
        30000N·m   (3000kg·m)
       一般混流、軸流機(jī)組，調(diào)速器調(diào)速功可按下式進(jìn)行估算：
        W=2.5～3.0(N/ )其中：W：調(diào)速功（kg·m）N：水輪機(jī)功率（kW）H：設(shè)計(jì)水頭（m）
4、高油壓微機(jī)調(diào)速器的性能指標(biāo)要求
4.1、總體要求：
4.1.1、符合國家規(guī)程、規(guī)范的要求。
4.1.2、適應(yīng)頻繁啟停，空載快捷平穩(wěn)，并網(wǎng)運(yùn)行安全可靠，小網(wǎng)運(yùn)行響應(yīng)迅速。
4.1.3、滿足各種運(yùn)行工況下穩(wěn)定運(yùn)行、相互跟蹤、切換無擾動(dòng)、安全可靠性高。
4.1.4、調(diào)節(jié)控制功能完備、人機(jī)界面友好。
4.1.5、試驗(yàn)、事件記錄、自診斷、幫助等輔助功能完備。
4.2、主要性能指標(biāo)：
4.2.1、導(dǎo)葉接力器全關(guān)閉時(shí)間調(diào)整范圍為：　   　2～30S
4.2.2、導(dǎo)葉接力器全開啟時(shí)間調(diào)整范圍為：     　2～30S
4.2.3、槳葉接力器全關(guān)閉時(shí)間調(diào)整范圍為：　  　10～120S
4.2.4、槳葉接力器全開啟時(shí)間調(diào)整范圍為：    　10～120S
4.2.5、頻率調(diào)整范圍：                        45～55 Hz
4.2.6、永態(tài)轉(zhuǎn)差bp調(diào)整范圍：                  0～10%
4.2.7、比例增益Kp調(diào)整范圍：                  0.5～20
4.2.8、 積分增益KI調(diào)整范圍：                 0.05～10 1/s
4.2.9、微分增益KD調(diào)整范圍：                 0.0～10 s
4.2.10、人工失靈區(qū)調(diào)節(jié)范圍：                0～±1 .5%nr
4.2.11、測至主接力器的轉(zhuǎn)速死區(qū)不超過：        0.02  %
4.2.12、水輪機(jī)甩25%負(fù)荷后，接力器不動(dòng)時(shí)間不超過： 0.2 s
4.2.13、靜特性曲線非線性度不超過：                0.5%
4.2.14、自動(dòng)空載運(yùn)行3分鐘，機(jī)組轉(zhuǎn)速相對擺動(dòng)值不超過 ±0.15% 。
4.2.15、甩100%額定負(fù)荷后轉(zhuǎn)速波動(dòng)超過3%的波動(dòng)次數(shù)不超過  2次，由調(diào)速器引起的機(jī)組轉(zhuǎn)速持續(xù)波動(dòng)相對值不大于：±0.15％。
4.3、系統(tǒng)可靠性：
4.3.1、自動(dòng)工況可利用率：　　                 >99.99%
4.3.2、自動(dòng)＋手動(dòng)可利用率：　                100%
4.3.3、首次無故障間隔時(shí)間（自現(xiàn)場驗(yàn)收起） 不小于35000小時(shí)
4.3.4、大修間隔時(shí)間：　　　　                  10年
4.3.5、退役前的使用期限：　　                  >20年
5、農(nóng)村水電站水輪機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展趨勢
5.1、智能型調(diào)速器
        智能型調(diào)速器是未來新型調(diào)速器的發(fā)展方向，其自適應(yīng)能力較強(qiáng)，各組件更加標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，參數(shù)可以自動(dòng)設(shè)定，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整。自檢、自恢復(fù)功能強(qiáng)大，現(xiàn)場不需要調(diào)試和維護(hù)。
5.2、單一功能液控站
       我國調(diào)速功在3000N·m以下的水電站的數(shù)量占全部水電站總量的80%強(qiáng)，不是所有的農(nóng)村水電站都用得起和有必要使用全自動(dòng)調(diào)速器。未來單一功能液控站和低壓機(jī)組一體化屏將是解決這一類型水電站自動(dòng)化的最佳組合。其價(jià)格也是用戶可以接受的?？梢源蟠筇岣?00kW以下，機(jī)端電壓400V農(nóng)村水電站的自動(dòng)化和安全控制問題。
5.3、智能負(fù)荷控制器
         在國外，小機(jī)組采用負(fù)荷控制器已有多年，國內(nèi)研究的單位很少，但我國過去使用的水阻就是負(fù)荷控制器的初級階段?，F(xiàn)在技術(shù)上與國外有較大的差距。隨著支流水能資源的被開發(fā)和國防的需要，未來小的支流和渠道、河溝資源的利用會(huì)被重視，整裝和箱式水電站將會(huì)大量生產(chǎn)，體積過大、價(jià)格過高及技術(shù)復(fù)雜的全自動(dòng)調(diào)速器將會(huì)被智能負(fù)荷控制器取代，微型機(jī)組也將大量采用智能負(fù)荷控制器進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)，這也包括孤立電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)。
5.4、智能型手電動(dòng)調(diào)速器
         最原始的調(diào)速器就是手動(dòng)調(diào)速器。隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了手、電動(dòng)調(diào)速器，他體積小、安裝方便，價(jià)格也能被用戶接受。雖然現(xiàn)在全自動(dòng)自儲(chǔ)能調(diào)速器價(jià)格已經(jīng)很低，但最小的調(diào)速功為3000N·m，其售價(jià)也要2.8萬元一臺(tái)。因此，有很大一部分小機(jī)組用不起，很多電站運(yùn)行只有兩種狀態(tài)，開機(jī)、停機(jī)，配有好的控制系統(tǒng)就可以順利并網(wǎng)，也就沒有必要使用全自動(dòng)調(diào)速器，新型的智能型手電動(dòng)調(diào)速器應(yīng)運(yùn)而生。隨著材料科學(xué)的發(fā)展和自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步，智能型手電動(dòng)調(diào)速器將會(huì)有很大的一塊市場。
6、結(jié)語
         高油壓微機(jī)調(diào)速器在一代人的辛勤努力下，完成了一次技術(shù)性的革命。產(chǎn)品技術(shù)已十分成熟。在很多的中、小型調(diào)速器文章、說明書和書籍里面，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)隨動(dòng)系統(tǒng)、主配壓閥、大波動(dòng)閥、小波動(dòng)閥和一次調(diào)頻等。大家不必較真，也不需要去研究其概念出處。大家知道液壓系統(tǒng)是儲(chǔ)能和放大，閥的作用就是控制、調(diào)節(jié)液體流量就可以了，只要接力器可以移動(dòng)，調(diào)速器基本就沒有大的問題，其他問題用戶就不必?fù)?dān)心，因?yàn)榭刂栖浖径际浅鲎杂谖航淌谥?，十分成熟、可靠，目前還沒有發(fā)現(xiàn)被人修改過，只是功能添加而已，最多將軟件重新再裝一遍。
          我們不要去計(jì)較閥的多少、電機(jī)/油泵組的多少和容量大小、油箱的大小，相信廠家都是計(jì)算過的，比我們專業(yè)。我們應(yīng)該去關(guān)心閥的速度、泄漏量，儲(chǔ)能罐的容量，電磁閥和濾油器的拆卸是否方便，操作、設(shè)置是否簡單，油質(zhì)是否干凈，這些與現(xiàn)場關(guān)系緊密的問題。更主要的是價(jià)格是否合理。
在我見到的調(diào)速器，最少的是5個(gè)閥，很多是7個(gè)閥和9個(gè)閥，還有更多的，實(shí)現(xiàn)的功能都是一樣的，技術(shù)指標(biāo)也都符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。所以不要用閥多、閥少來衡量調(diào)速器的技術(shù)含量。

參考文獻(xiàn)：
陳格林  張磊 主編   液壓技術(shù)與應(yīng)用    北京電子工業(yè)出版社2002
作者簡介：
尹 剛  男  1957年2月
《小型水電站技術(shù)改造規(guī)范》GB/T50700-2011編寫者，《小型水電站監(jiān)控保護(hù)設(shè)備應(yīng)用導(dǎo)則》SL692-2014主編。長期從事農(nóng)村水電廠設(shè)計(jì)、管理及監(jiān)控系統(tǒng)研究。現(xiàn)在從智能農(nóng)村水電站技術(shù)研究。
E-mail: yg76531@163.com