水輪機調節系統技術規程主題詞的探討與建議

張建明，孔昭年

（中國水利水電科學研究院，北京 100038）

水輪機調節系統技術規程主題詞的探討與建議

張建明，孔昭年

（中國水利水電科學研究院，北京 100038）

摘要：近年來，在我國水輪機調節行業，對于本專業若干技術規程的主題詞究竟采用“水輪機控制系統”還是“水輪機調節系統”，一直爭論不休、莫衷一是。為統一認識，推動本專業標準化工作的健康發展，本文將對此進行必要的回顧、分析與探討，并提出建議。

關鍵詞：水輪機調速器；水輪機控制系統；水輪機調節系統；轉速調節

0引言

自2007年以來，我國水輪機調速器行業對于本專業若干標準的主題詞采用“水輪機控制系統”還是“水輪機調節系統”，一直爭論不休、莫衷一是，爭論各方各抒己見、誰也無法說服誰，這給有關設計、科研、制造、用戶等造成極大困惑。為統一認識，進一步推動本專業標準化工作的健康發展、與國際接軌，有必要對該問題的來龍去脈，作一個客觀的梳理、回顧、分析與探討，并據此提出適當的建議。

1問題的根源

自1998年以來，IEC第4技術委員會（水輪機技術委員會）第14工作組曾先后主持修編了以下標準：

（1）IEC61362-1998《Guidetospecificationofhydraulicturbinecontrolsystems（英文），Guidepourla spécificationdessystèmesderégulationdesturbineshydrauliques（法文）》;

（1）IEC61362-1998《Guidetospecificationofhydraulicturbinecontrolsystems（英文），Guidepourla spécificationdessystèmesderégulationdesturbineshydrauliques（法文）》;

（2）IEC61362-2000《Guidetospecificationofhydraulicturbinecontrolsystems（英文），Guidepourla spécificationdessystèmesderégulationdesturbineshydrauliques（法文)》;

（3）IEC60308-2005《Hydraulicturbines--testingofcontrolsystems（英文），Tuebineshydrauliques essaysdesregulateursdevitesse（法文）》。

（4）IEC61362-2012《Guidetospecificationofhydraulicturbinegoverningsystems（英文），Guidepourla spécificationdessystèmesderégulationdesturbineshydrauliques（法文）》；

上述2項IEC標準3個版本中的英文主題詞均為“controlsystems”，鑒于這個原因，考慮與國際標準的協調一致，我國的國家水輪機標準化委員會控制設備分委會在修編2007版的水輪機調速器及油壓裝置國家標準GB/T9652.1-2007、GB/T9652.2-2007 及2008版的機械行業標準JB/T8191-2008時，將之前歷次版本的主題詞“水輪機調速器與油壓裝置”，更名為“水輪機控制系統”；應該說，這個依據還是比較充分的。而目前的有效版IEC61362-2012已將其英文主題詞作出了更改，已不再使用“水輪機控制系統”了。

然而，我國的電力行業標準主題詞為“水輪機調節系統及裝置”，至今一直維持不變，標準使用者經常提出質疑和爭議，認為電力行業標準與國家標準不一致，這是導致主題詞采用“控制系統”還是“調節系統”爭論不休的直接原因。

2對相關標準術語定義的分析與解讀

對“水輪機控制系統”和“水輪機調節系統”的術語概念解釋不應望文生義、自說自話、僅根據自己的偏好去解讀。IEC61362/60308對此是有定義解釋的，與之相對應，我國的機械行業標準JB/T8191（歸口國家水輪機標委會控制設備分委會）的歷次版本、電力行業標準DL/T563（歸口電力行業水電廠自動化標委會）的歷次版本，也有針對這2個名詞的明確定義，且直接參考了IEC60308與IEC61362的規定。如果不去體會這些標準的具體內容，僅僅看標準的題目，很難說得清楚。

2.1IEC61364-1999的相關定義

IEC61364-1999《水電站水力機械術語》也是由IEC第4技術委員會（水輪機技術委員會）負責修編的，由于水輪機調速器屬于水輪機的附屬設備，毫無疑問，此標準必然會涉及到水輪機調速器的內容，且由于IEC61364與IEC60308及IEC62363都是同一標委會歸口下的標準，編寫組肯定要考慮這些標準之間的一致性和相互呼應。

IEC61364-1999關于水輪機調速器的相關條目，直譯如下：

“控制系統，調節裝置或調速器controlsystem，regulatororgovernor

測量和監控某些主要變量，例如轉速、功率或水位等，將觀測值與預期值差別轉換為信號，放大該信號，并產生一個動作以削減這種差別的裝置。

注：相應的術語見IEC60308?！?/p>

從上述原文可以看出，IEC61364也是遵循了IEC60308的規定，因為注釋中把IEC60308作為引用標準。

2.22012年之前IEC60308與IEC61362的相關規定

對于2012年之前的各版本，IEC60308-1970、IEC61362-1998、IEC61362-2000、IEC60308-2005中涉及到水輪機調速器含義的相關內容，匯集如下：

水輪機控制系統 controlsystemsforhydraulic turbines

為實現水輪機調節及相應控制作用，測量和監控某些主要變量，例如轉速、功率或水位等，將觀測值與預期值差別轉換為信號，放大該信號，并產生一個動作以削減這種差別的系統及裝置，稱為水輪機控制系統。

由水輪機控制系統和被控制系統組成的閉環調節系統，稱為水輪機調節系統（hydraulicturbinegoverningsystems）。

水輪機調節系統所控制的，由水輪機，它的進水和泄水通道，帶有電壓調節器的發電機和所連接的電網所組成的系統，稱為被控系統（controlledsystem）。

以實現轉速調節為主要目的的水輪機控制系統稱為水輪機轉速調節裝置，即調速器（governor）。

2.3JB/T8191的相關規定

JB/T8191-1995《水輪機調速器與油壓裝置術語》、JB/T8191-2008《電工術語 水輪機控制系統》中的相關定義如下：

水輪機控制系統 controlsystemsforhydraulic turbines

用來檢測被控參量（轉速、功率、水位、流量等）與給定參量的偏差，并將它們按一定特性轉換成主接力器行程的一些設備所組成的系統。

被控制系統controlledsystem

由水輪機控制系統控制的系統，它包括水輪機、引水和泄水系統、裝有電壓調節器的發電機及其所并入的電網。

水輪機調節系統regulatingsystemforhydraulic turbines

由水輪機控制系統和被控制系統組成的閉環系統。

2.4DL/T563的相關規定

SD295-88、DL/T563-1995、DL/T563-2004《水輪機電液調節系統及裝置技術規程》中的相關定義如下：

水輪機電液調節系統 electro-hydraulicregulatingsystemofturbine

由水輪機電液調節裝置和被控系統組成的閉環系統。

被控系統 controlledsystem

調節裝置所控制的對象，稱為被控系統。它包括水輪機、引水和泄水管道，裝有電壓調節器的發電機及其所并入的電網。

水輪機電液調節裝置 electro-hydraulicgovernor ofturbine

為實現水輪機調節及相應控制作用而設置的電子（電氣）裝置、液壓部件、控制機構及指示儀表的組合，稱為水輪機電液調節裝置。其基本功能為機組的轉速調節或輸出功率調節，并能實現啟動、停機、緊急停機等操作。某些裝置也可進行水位和流量的調節。以實現轉速調節為主要目的的水輪機電液調節裝置稱為水輪機電液調速器，簡稱電調。

2.5初步分析與解讀

上述所列內容以2012年之前 IEC60308與IEC61362各版本，及JB/T8191、DL/T563各版本的相關規定為依據，可以看出，“水輪機控制系統”可通俗地理解為“水輪機調速器與油壓裝置”，而“水輪機調節系統”的涉及面更寬，若嚴格按術語標準的定義去解讀，“水輪機控制系統”的說法無疑能更準確地反映設備的地位、范圍與實際擔負的作用，因為其含義涉及的是裝置本體，純粹從學術意義的觀點來看，用“水輪機控制系統”作為標準名稱的主題詞是經得起推敲的，起碼是沒有問題的，但從水電行業習慣來看（無論國內還是國外），這種主題詞用法的“書生氣”色彩較重。而“水輪機調節系統”作為標準的主題詞，又有不確切、不嚴謹的嫌疑，因為從其術語定義的理解，涉及范圍過寬（既有控制設備本體，又包括了被控對象，而被控對象有自己專門的標準，如水輪機相關標準等）。

對于這個兩難選擇的取舍，工程上是有先例的，例如,壓強與壓力的概念！對于物理學科而言，壓力與壓強是需要嚴格區別的，決不允許混用！而在工程學科和工程實際中，全世界都用壓力來表述，若采用壓強的說法，反而讓人覺得“外行”。因此，從行業習慣出發，用“水輪機調節系統”作為主題詞也是沒有問題的，更易被使用者接受。

事實上，在實際工作中，對于眾多水輪機調速器設備的制造部門來說，他們并沒有因為“水輪機控制系統”作為標準的主題詞而感到有多大費解或不便。

根據上述初步分析與梳理，我們已經覺得爭議的必要性已大大降低，主題詞無論怎么選擇，也不至于造成多大費解，該問題似乎也可以告個段落了，主題詞無論怎么選擇，都是有據可循，都能說得通。

但IEC61362-2012的發布，再次掀起爭議的風波，也正因為這個插曲，將使上述問題可以有一個最終依據與結論了。

IEC61362-2012目前為最新有效版，有意思的是，其標準名稱已從之前的“Guide to specification of hydraulic turbine control systems（英文），Guide pour la spécification des systèmes de régulation des turbineshydrauliques（法文）”更改為“Guide to specification of hydraulic turbine governing systems（英文），Guide pour la spécification dessystèmes de régulation des turbineshydrauliques（法文）”。其標準名稱的英文主題詞已由“hydraulic turbine control systems”更改為“hydraulic turbine governing systems”，但法文主題詞“systèmes de régulation des turbines hydrauliques”始終維持不變。

對于IEC61362-2012的英文及法文主題詞直譯，都可以譯成“水輪機調節系統”。該標準的正文對“水輪機調節系統”也進行了明確定義，直譯如下：

“水輪機調節系統turbinegoverning system

調節水輪機導葉、轉輪葉片、噴針、折向器開度的技術設備?，F在的水輪機調節系統一般由液壓和電氣部分組成，即‘液壓調節裝置’和‘電子調節器’?！?/p>

很明顯，IEC61362-2012版中“水輪機調節系統”的含義也已發生了變化，并未包括被控對象（系統），意思其實就是水輪機調節裝置本身?；谏鲜鲞@個原因，我們認為：從現在起，修編標準時，用“水輪機調節系統（及裝置）”作為主題詞已沒有任何問題和可以挑剔的地方，也不存在爭論不休的任何理由了。

3有關標準的各個版本主題詞及更名問題

3.1 IEC標準

到目前為止，IEC共先后發布過5個版本的2項水輪機調速器方面的專業標準：IEC60308-1970、IEC61362-1998、IEC61362-2000、IEC60308-2005、IEC61362-2012； 最新版（有效版）為：IEC60308-2005、IEC61362-2012，其余已廢止，歷次版本題目及主題詞如下：

IEC60308-1970：International code for testing of speed governing systems forhydraulic turbines（英文），Code international d’essal des regulateurs de vitesse pour turbineshydrauliques（法文）；已廢止；

IEC60308-2005：Hydraulic turbines--testing of control systems（英文），Tuebineshydrauliques essays des regulateursde vitesse（法文）；有效；

IEC61362-1998、IEC61362-2000：Guidetospecification of hydraulic turbine control systems（英文），Guide pour la spécification des systèmes de régulation des turbineshydrauliques（法文）；已廢止；

IEC61362-2012：Guide to specification of hydraulic turbinegoverning systems（英文），Guide pour la spécification des systèmes de régulation des turbineshydrauliques（法文）；有效；

值得注意的是，上述各版標準，從1970版IEC60308-1970的主題詞“speed governing systems”變 為1998版IEC61362-1998及2005版IEC60308-2005的“control systems”，IEC標準中是有專門文字說明其理由的，原文直譯如下：

“理由是：第1版的轉速調節系統（speed governing systems），如名稱所示那樣，它只限于轉速調節。修訂時第2版的更名意圖是將范圍擴展到包括所有水輪機控制系統的更進一步功能。故更名為控制系統（controlsystems）?！?。

耐人尋味的是，最新版IEC61362-2012又將主題詞更名為：水輪機調節系統（hydraulic turbine governing systems），不過IEC并沒有在文件中對更改原因進行文字說明。但仔細品味，我們隱約感到，很有可能之前各版的主題詞：“水輪機控制系統”，就連國外用戶也不習慣，甚至存在爭議；最終促成工作組在修訂IEC61362-2012時，順便將其更名。

目前IEC工作組正進行IEC60308-2005的修訂工作，據了解，其草案稿也已把主題詞更名為“調節系統”。

3.2 IEEE標準

我們再來看看IEEE標準的歷次版本主題詞：

IEEEStd1207TM-2004、IEEEStd1207TM-2011：IEEE Guide for the Application of Turbine Governing Systems forHydroelectric Generating Units；

IEEEStd 125TM-1998、IEEEStd 125TM-2007：

IEEERecommended Practice for Preparation of E-quipment Specifications for Speed-Governing of Hydraulic Turbines Intended to Drive Electric Generators；

其主題詞“TurbineGoverning Systems”可直譯為：水輪機調節系統；而“Equipment Specifications for Speed-Governing ofHydraulic Turbines”可直譯為：水輪機轉速調節設備的技術規范，即水輪機調速器設備技術條件。可以看出，IEEE的2個水輪機調速器標準，其歷次版本從未用過“水輪機控制系統”作為主題詞。

3.3德國標準DIN

至于德國標準DIN4321，我們只找到1987版的，標準題目及主題詞為：

Preparation Of Specifications For Governing Systems Of Hydraulic Turbines（英文），Wasserturbinen-TechnischeAngaben fur Regeleinrichtungen（德文）。

顯然，“Governing Systems of Hydraulic Turbines”直譯的意思也是“水輪機調節系統”。

3.4中國國家標準GB/T9652.1、GB/T9652.2

GB9652-1988是我國第1部關于水輪機調速器及油壓裝置產品的國家標準，之前并沒有該專業的國家標準；該標準于1995年之后相繼衍生出3個標準，分別是：GB/T9652.1、GB/T9652.2、JB/T8191，內容分別涵蓋3個方面：技術條件、試驗、術語。

而GB9652-1988前身為機械行業標準JB627-79，它是JB627-65的修訂版，JB627-65是新中國成立后我國第1部關于水輪機調速器及油壓裝置產品的行業標準。

現將這些標準的歷次版本題目及主題詞匯總如下：

JB627-65、JB627-79：水輪機調速器與油壓裝置技術條件；已廢止；

GB9652-1988：水輪機調速器與油壓裝置技術條件；已廢止；

GB/T9652.1-1997：水輪機調速器與油壓裝置技術條件；已廢止；

GB/T9652.2-1997：水輪機調速器與油壓裝置試驗驗收規程；已廢止；

JB/T8191-1995：水輪機調速器與油壓裝置術語；已廢止；

GB/T9652.1-2007：水輪機控制系統技術條件；有效；GB/T9652.2-2007：水輪機控制系統試驗；有效；JB/T8191-2008：電工術語水輪機控制系統；有效；

GB/TXX-201X：電工術語水輪機控制系統；已于2012年報批，但至今尚未發布，正式發布后，JB/T8191-2008將廢止。

筆者曾參與了GB/T9652.1-2007、GB/T9652.2-2007的修編工作，正是因為在修訂過程中發現IEC61362-1998、IEC61362-2000、IEC60308-2005已將主題詞“speedgoverningsystems（轉速調節系統，即調速器）”更名為“controlsystems（控制系統）”，同時又考慮到，隨著技術的發展，水輪機調節裝置的使命已不再是單純的轉速調節，編寫組才決定將GB/T9652.1-2007、GB/T9652.2-2007、JB/T8191-2008的主題詞更名為“水輪機控制系統”，這與前面第2章節列出的名詞術語規定意思完全一致。現在的問題是IEC61362-2012已把主題詞更名為“水輪機調節系統”，且重新作出定義。故國內標準現在不宜再采用“水輪機控制系統”作為主題詞，也應更名為“水輪機調節系統（或裝置）”。由于國內這些標準已經發布在先，成為既成事實了，只能在今后修訂時對主題詞更名。若現在的在編標準還用“水輪機控制系統”作主題詞，似乎顯得不合時宜了。

3.5中國電力行業標準DL/T563、DL/T496

我國第1部水電行業的水輪機調速器及油壓裝置標準是SD295-88，該標準于1992年之后又分化為2個標準：DL/T496-1992、DL/T563-1995，內容分別涵蓋2個方面：技術條件、試驗；后續的修訂版為：DL/T496-2001、DL/T563-2004。歷次版本主題詞如下：

SD295-88、DL/T563-1995、DL/T563-2004：水輪機電液調節系統及裝置技術規程；這幾個版本中，目前DL/T563-2004仍有效，其余已廢止；

DL/T496-1992、DL/T496-2001：水輪機電液調節系統及裝置調整試驗導則；目前2001版仍有效，1992版已廢止。

應當說明的是，當時因為考慮到2個因素：①國標GB/T9652-88的條款較為原則、盡管在形式上涵蓋了機調、模擬電調、微機調速器，但實際針對電液調速器、特別是微機調速器的具體條款很少，大量內容以機調為主；②20世紀80年代后期起，我國微機電液調速器進入迅速發展階段，亟需有一個針對性很強的行業標準來指導。鑒于此，在一些科研院所、企業、大專院校專家教授的提議下，本專業迅速組成編寫組開展了行業標準SD295-88的起草工作。

當初在確定行業標準SD295-88主題詞的過程中，主要考慮到下列原因，才將主題詞定為“水輪機電液調節系統及裝置”：

（1）本行業標準是針對電液調速器的；

（2）隨著技術的不斷發展，水輪機調速器已不再是完成單純的轉速調節使命，除了完成水輪機轉速自動調節的基本任務以外；還擔負水輪發電機組的開機、并網、停機、負荷控制、水位調節、流量調節、調相、工況轉換、緊急停機、分段關閉等任務。水輪機調速器還作為末端執行元件，與計算機監控系統一起完成自動發電控制（AGC）和成組控制等任務；調速器已成為智能的多功能綜合調節裝置；

（3）當時的IEC標準的有效版，盡管主題詞還是“speedgoverningsystems”，但該標準具體涉及的內容也已不再是單純的轉速調節所能涵蓋的；實際反映的是多目標控制的調節裝置的概念；

（4）照顧廣大水電廠自動化從業人員的用詞習慣，用“調節系統及裝置”的說法，意義明確直觀、簡單明了。

（5）大家相互約定教科書、論文、技術文件等名稱一律稱謂水輪機調節系統。

現在看來，當初對電力行業標準主題詞的選擇與定位，是經得起時間考驗的。

4結語

根據上述分析、解讀、甄別與回顧，建議今后制訂或修編同類相關標準及技術文件時，不再采用“水輪機控制系統”作為主題詞，宜統一采用“水輪機調節系統（及裝置）”作為主題詞，并按IEC61362-2012的規定，對該術語重新進行定義。

參考文獻：

[1]IEC 61362-2012.Guide to specification of hydraulic turbine governing systems[S].

[2]IEC60308-2005.Hydraulic turbines--testing of control system s[S].

[3]IEEE Std 1207TM-2011.IEEE Guide for the Application of Turbine Governing Systems for Hydroelectric Generating U-nits[S].

[4]IEEE Std 125TM-2007.IEEE Recommended Practice for Preparation of Equipment Specifications for Speed-Governing ofHydraulic TurbinesIntended to DriveElectricGenerators[S]. [5]GB/T9652.1-2007.水輪機控制系統技術條件[S].

[6]DL/T563-2004.水輪機電液調節系統及裝置技術規程[S]. [7]JB/T8191-2008.電工術語水輪機控制系統[S].

中圖分類號：TV734.4

文獻標識碼：A

文章編號：1672-5387（2015）04-0050-05

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.04.016

收稿日期：2014-12-19

作者簡介：張建明（1966-），男，教授級高級工程師，從事水輪機調節技術研究及標準化工作。