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IEC 60308 Ed. 3.0 b:2024 Hydraulic turbines - Testing of governing systems, 2024
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- INTRODUCTION
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms and definitions
- 4 Recommendations on tests [Go to Page]
- 4.1 General
- 4.2 Recommendations on workshop tests
- 4.3 Recommendations on field tests [Go to Page]
- 4.3.1 New governing systems
- 4.3.2 Existing governing systems
- 5 Governing system tests [Go to Page]
- 5.1 Test conditions to be fulfilled [Go to Page]
- 5.1.1 General
- 5.1.2 Turbine operation conditions
- 5.1.3 Hydraulic pressure unit condition
- 5.1.4 Deviation of values from specified operating conditions
- 5.1.5 Provisions for instruments
- 5.1.6 Calibration of instruments
- 5.2 Electrical checks [Go to Page]
- 5.2.1 General
- 5.2.2 Selection of test location
- 5.2.3 Power supply
- 5.2.4 Overvoltage protection and suppression of interference voltage
- 5.3 Test of the process interface system
- 5.4 Test of converters, amplifiers and actuators [Go to Page]
- 5.4.1 Electrohydraulic and electromechanical converters
- 5.4.2 Servomotors
- 5.4.3 Dead time, insensitivity
- 5.4.4 Provision of actuating energy
- 5.4.5 Oil leakage
- 5.4.6 Test of the positioning loop
- 5.5 Tests of governor characteristics [Go to Page]
- 5.5.1 General
- 5.5.2 Test of the governing system
- 5.5.3 Determination of governing system’s parameters
- 5.5.4 Test of main control loops
- 5.5.5 Considerations for island grid field tests
- 5.6 Servomotor pressure indication test
- 5.7 Safety tests [Go to Page]
- 5.7.1 General
- 5.7.2 Test strategy
- 5.7.3 Test plan
- 6 Inaccuracies in tests of governing systems
- 7 Simulation of governing and control operations
- 8 Organizational aspects of test management
- Annex A (informative) Test procedures [Go to Page]
- A.1 Insensitivity test procedure
- A.2 Dead time test procedure
- A.3 Test procedure for the servomotor pressure indication
- A.4 Procedure for the measurement of the pressure and flow characteristics of control valves
- Annex B (informative) Recommendation for testing of turbine governing systems
- Annex C (informative) Field test of governing systems [Go to Page]
- C.1 General
- C.2 Data on operating conditions
- C.3 Pre-start tests prior to filling waterways
- C.4 Test after filling waterways
- C.5 Initial run
- C.6 No-load tests
- C.7 Load and load rejection tests
- C.8 Measurement and recordings
- Annex D (informative) Governing system test examples [Go to Page]
- D.1 General
- D.2 Insensitivity test under speed control with X-Y recording (example referring to 5.5.3.3.3 and Clause A.1 b))
- D.3 Insensitivity test under opening control with frequency-opening-droop and time characteristics (example referring to 5.5.3.3.4 and Clause A.1 a)
- D.4 Insensitivity test under power control with time characteristics (example referring to 5.5.3.3.4 and Clause A.1 a)
- D.5 Synchronism test of two controlled quantities with X-Y recording (example referring to 5.5.3.4)
- D.6 Measurement of a unit step response with PID speed controller (example referring 5.5.4.2 and 5.5.3.1)
- D.7 Measurement of a unit step response with speed control for determination of PID controller parameters (example referring to 5.5.4.2; 5.5.3.1)
- D.8 Measurement of a unit step response with speed control for determination of PID controller parameters (example referring to 5.5.4.2; 5.5.5)
- D.9 Measurement of a unit step response in island operation (example referring to 5.5.5.3)
- D.10 Measurement of unit step responses with power control (example referring to 5.5.4.3 and 5.5.4.6)
- D.11 Measurement of unit step responses with power control (example referring to 5.5.4.3 and 5.5.4.6)
- D.12 Measurement of a unit step response with power control for determination of PI-controller parameters (example referring to 5.5.4.3)
- D.13 Measurement of a unit step response with headwater level control (example referring to 5.5.4.4)
- D.14 Measurement of the unit step responses with headwater level control, in multi-unit operations (example referring to 5.5.4.4)
- D.15 Measurement of a load rejection with transition into no-load operation (example referring to 5.5.4.2)
- D.16 Measurement of a load rejection with limit control of surge and suction waves and with transition into no-load operation (example referring to 5.5.4.2)
- D.17 Measurement of a start-up process and loading (example referring to 5.5.4)
- D.18 Measurement of changeover from full turbine load to synchronous condenser operation (example referring to 5.5.4)
- D.19 Measurement of a power step-response in on-line simulated island operation test (example referring to 5.5.4, 5.5.5)
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Oil flow Q function of input current I and pressure drop Δp
- Figure 2 – Two-stage electrohydraulic control with pilot servomotor
- Figure 3 – Output stroke Δs of a converter versus input current I
- Figure 4 – Performance curves of control valves
- Figure 5 – Example of on-line simulated island grid test
- Figure D.1 – Insensitivity test under speed control with X-Y recording
- Figure D.2 – Insensitivity test under opening control with time characteristics
- Figure D.3 – Insensitivity test under power control with time characteristics
- Figure D.4 – Synchronism test of two controlled quantities with X-Y recording
- Figure D.5 – Measurement of a unit step response with PID speed controller
- Figure D.6 – Measurement of a unit step response with speed control for determination of PID controller parameters
- Figure D.7 – Measurement of a unit step response with speed controlfor determination of PID controller parameters
- Figure D.8 – Measurement of unit step response in island operation
- Figure D.9 – Measurement of a unit step responses with power control (Pelton turbine)
- Figure D.10 – Measurement of unit step responses with power control (pump-turbine)
- Figure D.11 – Measurement of a unit step response with power control for determination of PI-controller parameters
- Figure D.12 – Measurement of a unit step response with headwater level control
- Figure D.13 – Measurement of the unit step responses with headwater level control in multi-unit operations
- Figure D.14 – Measurement of a load rejection with transition into no-load operation
- Figure D.15 – Measurement of a load rejection with limit control of surge and suction waves and with transition into no-load operation
- Figure D.16 – Measurement of a start-up process under load
- Figure D.17 – Measurement of changeover from full turbine load to synchronous condenser operation
- Figure D.18 – Measurement of a power step response in on-line simulated island operation test
- Tables [Go to Page]
- Table 1 – Unit and plant categories
- Table 2 – Admissible measuring instrument inaccuracies
- Table B.1 – Test plan for units for peak load operation, level I
- Table B.2 – Test plan for units for base load operation, level II
- Table B.3 – Test plan for other units without special requirements, level III
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- INTRODUCTION
- 1 Domaine d'application
- 2 Références normatives
- 3 Termes et définitions
- 4 Recommandations relatives aux essais [Go to Page]
- 4.1 Généralités
- 4.2 Recommandations relatives aux essais en atelier
- 4.3 Recommandations relatives aux essais sur site [Go to Page]
- 4.3.1 Systèmes neufs de régulation
- 4.3.2 Systèmes existants de régulation
- 5 Essais du système de régulation [Go to Page]
- 5.1 Conditions d’essai à satisfaire [Go to Page]
- 5.1.1 Généralités
- 5.1.2 Conditions de fonctionnement de la turbine
- 5.1.3 Conditions de pression oléohydraulique du groupe
- 5.1.4 Écarts des valeurs par rapport aux conditions de fonctionnement spécifiées
- 5.1.5 Mise à disposition de l’instrumentation
- 5.1.6 Étalonnage de l’instrumentation
- 5.2 Vérifications électriques [Go to Page]
- 5.2.1 Généralités
- 5.2.2 Choix du centre d’essai
- 5.2.3 Alimentation électrique
- 5.2.4 Protection contre les surtensions et suppression des tensions parasites d’interférence
- 5.3 Essais du système d’interface avec le processus
- 5.4 Essais des convertisseurs, amplificateurs et actionneurs [Go to Page]
- 5.4.1 Convertisseurs électrohydrauliques et électromécaniques
- 5.4.2 Servomoteurs
- 5.4.3 Temps mort, insensibilité
- 5.4.4 Fourniture de l’énergie de commande
- 5.4.5 Fuites d'huile
- 5.4.6 Essai de la boucle de position
- 5.5 Essais des caractéristiques du régulateur [Go to Page]
- 5.5.1 Généralités
- 5.5.2 Essai du système de régulation
- 5.5.3 Détermination des paramètres du système de régulation
- 5.5.4 Essai des boucles principales de régulation
- 5.5.5 Considérations relatives aux essais sur site en réseau isolé
- 5.6 Essai d’indexation de la pression des servomoteurs
- 5.7 Essais de sécurité [Go to Page]
- 5.7.1 Généralités
- 5.7.2 Stratégie d’essai
- 5.7.3 Programme d’essai
- 6 Imprécisions d’essai dans les systèmes de régulation
- 7 Simulation du fonctionnement de la régulation et de la commande
- 8 Aspects organisationnels de la gestion des essais
- Annexe A (informative) Procédures d’essai [Go to Page]
- A.1 Procédure pour les essais d’insensibilité
- A.2 Procédure d’essai de temps mort
- A.3 Procédure d’essai pour les indications de pression du servomoteur
- A.4 Procédure pour le mesurage des caractéristiques de pression et de débit des vannes de régulation
- Annexe B (informative) Recommandation pour les essais des systèmes de régulation des turbines
- Annexe C (informative) Essais sur site des systèmes de régulation [Go to Page]
- C.1 Généralités
- C.2 Données relatives aux conditions de fonctionnement
- C.3 Essais de prédémarrage avant de remplir les adductions hydrauliques
- C.4 Essai après remplissage des adductions hydrauliques
- C.5 Mise en marche initiale
- C.6 Essais en marche à vide
- C.7 Essais en charge et en délestage de charge
- C.8 Mesurages et enregistrements
- Annexe D (informative) Exemples d’essais de systèmes de régulation [Go to Page]
- D.1 Généralités
- D.2 Essais d’insensibilité en régulation de vitesse avec enregistrement X-Y (exemple faisant référence à 5.5.3.3.3 et à l’Article A.1 b))
- D.3 Essai d’insensibilité en régulation d’ouverture avec caractéristiques de fréquence-ouverture-statisme et de temps (exemple faisant référence à 5.5.3.3.4 et à l’Article A.1 a)
- D.4 Essai d’insensibilité en régulation de puissance avec caractéristiques temporelles (exemple faisant référence à 5.5.3.3.4 et l’Article A.1 a)
- D.5 Essai de synchronisation de deux grandeurs réglées avec enregistrement XY (exemple faisant référence à 5.5.3.4)
- D.6 Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation de vitesse, régulateur PID (exemple faisant référence à 5.5.4.2 et 5.5.3.1)
- D.7 Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation de vitesse pour la détermination des paramètres du régulateur PID (exemple faisant référence à 5.5.4.2 et 5.5.3.1)
- D.8 Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation de vitesse pour la détermination des paramètres du régulateur PID (exemple faisant référence à 5.5.4.2; 5.5.5)
- D.9 Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe à fonctionnement en réseau séparé (exemple faisant référence à 5.5.5.3)
- D.10 Mesurage des réponses à échelon d’un groupe en régulation de puissance (exemple faisant référence à 5.5.4.3 et 5.5.4.6)
- D.11 Mesurage des réponses à échelon d’un groupe en régulation de puissance (exemple faisant référence à 5.5.4.3 et 5.5.4.6)
- D.12 Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation de puissance pour la détermination des paramètres du régulateur PI (exemple faisant référence à 5.5.4.3)
- D.13 Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation du niveau d’eau amont (exemple faisant référence à 5.5.4.4)
- D.14 Mesurage des réponses à échelon d’un groupe en régulation du niveau d’eau amont, en fonctionnement à plusieurs groupes (exemple faisant référence à 5.5.4.4)
- D.15 Mesurage d’un délestage de charge avec passage en marche à vide (exemple faisant référence à 5.5.4.2)
- D.16 Mesurage d’un délestage de charge avec passage en déchargeur puis retour en marche à vide (exemple faisant référence à 5.5.4.2)
- D.17 Mesurage d’un démarrage et d’une prise de charge (exemple faisant référence à 5.5.4)
- D.18 Mesurage du passage de la turbine à pleine charge à un fonctionnement en compensateur synchrone (exemple faisant référence à 5.5.4)
- D.19 Mesurage d’une réponse à échelon de puissance dans l’essai de fonctionnement d’une simulation en ligne de réseau séparé (exemple faisant référence à 5.5.4, 5.5.5)
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Débit d'huile Q en fonction de l'entrée de courant Iet de la chute de pression Δp
- Figure 2 – Commande électrohydraulique à deux étages avec servomoteur pilote
- Figure 3 – Course en sortie Δs d’un convertisseur en fonction d’un courant d’entrée I
- Figure 4 – Courbes de performance des vannes de régulation
- Figure 5 – Exemple d’essai de simulation en ligne de réseau isolé
- Figure D.1 – Essai d’insensibilité en régulation de vitesse avec enregistrement X-Y
- Figure D.2 – Essai d’insensibilité en régulation d’ouverture avec caractéristiques temporelles
- Figure D.3 – Essai d’insensibilité en régulation de puissance avec caractéristiques temporelles
- Figure D.4 – Essai de synchronisation de 2 grandeurs réglées avec enregistrement XY
- Figure D.5 – Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation de vitesse, régulateur PID
- Figure D.6 – Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation de vitessepour la détermination des paramètres du régulateur PID
- Figure D.7 – Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation de vitesse pour la détermination des paramètres du régulateur PID
- Figure D.8 – Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe à fonctionnement en réseau séparé
- Figure D.9 – Mesurage des réponses à échelon d’un groupe en régulation de puissance (turbine Pompe)
- Figure D.10 – Mesurage des réponses à échelon d’un groupeen régulation de puissance (turbine Pompe)
- Figure D.11 – Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation de puissancepour la détermination des paramètres du régulateur PI
- Figure D.12 – Mesurage de la réponse à échelon d’un groupe en régulation du niveau d’eau amont
- Figure D.13 – Mesurage des réponses à échelon d’un groupe en régulation du niveau d’eau amont, en fonctionnement à plusieurs groupes
- Figure D.14 – Mesurage d’un délestage de charge avec passage en marche à vide
- Figure D.15 – Mesurage d’un délestage de charge avec passage en déchargeur puis retour en marche à vide
- Figure D.16 – Mesurage d’un démarrage et d’une prise de charge
- Figure D.17 – Mesurage du passage de la turbine à pleine charge à un fonctionnement en compensateur synchrone
- Figure D.18 – Mesurage d’une réponse à échelon de puissance dans l’essai de fonctionnement d’une simulation en ligne de réseau séparé
- Tableaux [Go to Page]
- Tableau 1 – Catégories de groupes et de centrales
- Tableau 2 – Imprécisions admissibles des appareils de mesure
- Tableau B.1 – Programme d’essai pour groupes fonctionnant en puissance de crête, niveau I
- Tableau B.2 – Programme d’essai pour groupes fonctionnant en puissance de base, niveau II
- Tableau B.3 – Programme d’essai pour les autres groupes exempts d’exigences particulières, niveau III [Go to Page]
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