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一、WWT微机调速器的数学模型
1.1控制规律的选择
水轮机调节设备是通过调节导水机构的开度来调节水轮机的流量及其流态的，这种调节需很大的推力，调速器的执行机构采用一级放大或二级放大的油压装置，从而利用其推力推动接力器来实现。
从自动控制原理的角度上讲，控制水轮机流量存在着水轮惯性，对调节系统的动态稳定和响应特性带来不利影响，水轮调速系统是一个复杂的、多变的、非线性的控制系统。
1.2 WWT型PLC微机调速器的控制过程
水轮机调速器由测量元件、放大校正元件、给定元件、执行机构、反馈元件等组成，发电机组作为构成闭环控制系统。它的控制过程是测量元件把机组转速n(频率)或其他被调参数测量出来，与给定信号和反馈信号综合后，经放大校正元件去控制水轮机组，反馈元件又把导叶开度变化的信号返回给加法器。
1.3 PID调节的控制算法
上面说到水轮调节系统是一个复杂的控制系统，选择合适的控制规律是一个号的控制系统的关键因素之一。在设计WWT型微机调速器时我们选择了PID调节规律，它的结构简单，并且提高控制系统的稳定性和可靠性。
PID控制规律在实际中是由PLC的 软件程序来实现的，PID的输入为测量的频差，其运算结果YPID为对应的导叶开度Y的数字量，YPID送入交流伺服电机驱动器，以控制电机的运转位置，电机的转动位置通过电液转换器对应导叶接力器的开到对应的开度Y。
为实现有差调节，调差的反馈信号可取自位置环控制式PID运算结果，并与 功率给定信号的数字调节量相减，经Bp后与频差信号综合，改综合信号送入PID调节通道。
用PLC程序来实现则必须进行PID调节计算，而采样周期t式离散计算过程中极为重要的量。WWT型微机调速器是以种借助程序实现调节和控制功能的数字电子装置，它是以巡回扫描的或定时处理的原理工作的。PLC完整的执行一次可编程器系统、用户程序所占用的 时间为采样周期。
二、WWT微机调速器的数学控制方案的设计
2.1 WWT型PLC微机调速器系统原理
由交流伺服电机(位置环)及滚珠螺旋自动复中装置构成电液转换器，由定位环控制PLC微机调节器的定位模块，根据PID调节器输出YPID与主接力器反馈(通道3-1)yf的差值，向交流伺服电机驱动器送出与此差值成比例的有方向的定位信号N，交流伺服电机同轴的旋转编码器将实际转角(位移)y1以脉冲数的形式Nf送回驱动器，从而形成了以Ty1(交流伺服机构反应时间常数)为特征参数的小闭环。在调速器稳定状态(静态)，y1使主配压阀处于中间平衡位置。
在调速器电气部分的控制核心的PLC系统包括CPU模块，数字量输入模块，数字量输出模块，模拟量输入模块，定位模块、触摸屏等。PLC系统采集现场数据，进行PID运算及状态控制，输出控制信号。
PLC调节器采集现场信息，对信息进行分析、运算得出控制信号，再以一定的方式实现对执行机构的控制。PLC调节器的主要功能如下：
(1)现场数据采集功能
以足够的精度及满足要求的采样时间采集现场模拟量信号，如：机组频率值、电网频率值、导叶开度反馈、桨叶角度反馈、实际功率反馈、机组水头信号等，为保证控制精度及调速器的速动性，模拟量采集的精度及采样周期必须达到一定要求，我们研制的PLC调节器频率信号测量精度为接地（即与接地装置相连），地线要求在靠近接地装置处引出。地线靠近接地装置，零线靠近变压器中性点，但都接至接地装置，其实是一点，互相间电压为零。地线与火线之间的电压是220V，明白上面两点，这点就自然明白了，因为零线和地线在变压器接地处是一点，那么零线对火线是220V，当然地线对火线也是220V了。
主要原因是因到变压器中性点的N线(零线)受到外力作用有断点或人为设计操作失当造成的。一般变压器低压则，在安装使用过程中按规范按Y形联接中性点严格要求良好接地并与接地体联接，都有多处的良好接地，出现问题可能性不大，问题大多出现在配电站室输出后的线路，和入户的民用端。一是线路因为不良施工在外力作用下损坏导至断开或接触不良。二是进户端分散到各用户过程中，因施工方安装不到位，在用户使用过程中带负荷后因接触不牢靠发热烧毁引起零线断开，电源通过用电器再回到N线，这时测量零线与地线之间就有220的交流电压存在。第三种是因为设计施工方造成，我曾处理过一次故障，单位的一幢居民楼，三相四线制进户，就地接地装置过户没问题，但用户反应多家用电器烧毁，经查检发现每单元为了平衡负荷，分三相过户，这也没问题，但*后发现在单元总配电箱中不知是施工方的问题还是设计者的问题，在总的进户零线上设置了熔断器，当某用户因用电器故障造成短路，至使设置在总零线上的熔断器烧毁使零线断开，这样结果造成各相线通过用电器使各零线上带电，更严重的是电流通过各户用电器从电表构成回路，电路形了380伏的供电状态，至使多家用电器烧毁的事故，这就是严重违反了安全规范。
1、如果地线没有接好，比如接线电阻比较大，碰巧火线碰到地线上了，相当于地线就是火线了，这个时候零线和地线之间可能会有220伏电压
2、零线断掉了，火线会从负载比如灯泡和零线等电势，这样零线和地线之间的电阻也可能是220伏。
3、零线和火线接反了，在家庭里边，这种事情发生的可能性比较高，因为单相线，维修时候容易颠倒了。
4、一些设备外壳带电了，接地电阻比较大，是一些感应电，也会比较高的
| 三相四线每支火线电压相对零线是220V，相间电压时380V。 在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制，其中三条线路分别代表A,B,C三相，另一条是中性线N（如果该回路电源侧的中性点接地，则中性线也称为零线(老式叫法，应逐渐避免，改称PEN，如果不接地，则从严格意义上来说，中性线不能称为零线）。在进入用户的单相输电线路中，有两条线，一条我们称为相线L，另一条我们称为中线N，中线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路。而三相系统中，三相平衡时，中性线（零线）是无电流的，故称三相四线制；在380V低压配电网中为了从380V线间电压中获得220V相间电压而设N线，有的场合也可以用来进行零序电流检测，以便进行三相供电平衡的监控。
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