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水轮机调速器研究概述
作者：张海明， 林义忠， 莫代新， ZHANG Hai-ming， LIN Yi-zhong， MO Dai-xin
作者单位：广西大学,机械工程学院,广西,南宁,530004
刊名：
液压与气动
英文刊名：CHINESE HYDRAULICS & PNEUMATICS
年，卷(期)：2009(6)
被引用次数：1次
参考文献(18条)
1.魏守平水轮机控制工程 2005
2.魏守平我国水轮机数字式电液调速器评述[期刊论文]-水电自动化与大坝监测 2003(05)
3.魏守平数字式电液调速器的微机调节器[期刊论文]-水电自动化与大坝监测 2003(03)
4.魏守平水轮机调速器的PLC测频方法[期刊论文]-水电能源科学 2000(04)
5.魏守平水轮机调节系统的适应式变参数控制[期刊论文]-水电能源科学 2003(03)
6.魏守平基于CC-Link总线的水轮机调速器辅助控制的实现[期刊论文]-水电能源科学 2005(08)
7.魏守平水轮机调速器的PID调节规律[期刊论文]-水力发电学报 2003(04)
8.于洋水轮机调节系统计算机仿真研究发展综述[期刊论文]-广西水利水电 2004(03)
9.南海鹏基于可编程控制器的水轮机调速器[期刊论文]-中国农村水利水电 2001(05)
10.刘毅力基于S7-200PLC水轮机微机调速器的研究与开发[学位论文] 2004
11.刘明华基于PCC的高速开关阀控制的水轮机调速器的研制[学位论文] 2005
12.周若水轮机微机调速器的开发和研究[学位论文] 2005
13.赵彬彬全数字式电液调速器的研究与设计[学位论文] 2004
14.申敏水轮机调速器的智能控制策略研究[学位论文] 2003
15.周铁龙水轮机调节系统建模及神经元控制研究[学位论文] 2006
16.黄业华基于DSP水轮机微机调速器的研究[学位论文] 2005
17.IEEE Std 1207-2004.IEEE guide for the application of turbine governing systems for hydroelectric generating units 2004
18.Ronato A Krohling Design of optimal disturbance using genetic algorithms 2001
本文读者也读过(10条)
1.姚万灿论水轮机调速器控制[期刊论文]-现代商贸工业2010,22(6)
2.潘熙和.张建明.季筱湘.叶炜.PAN Xi-he.ZHANG Jian-ming.JI Xiao-xiang.YE Wei我国水轮机调速器技术发展与市场状况分析[期刊论文]-长江科学院院报2009,26(9)
3.江涛国产大型冲击式机组专用调速器的研制[期刊论文]-中国农村水利水电2007(1)
4.我国水轮机调速器行业产品概况及发展趋势[期刊论文]-电器工业2002(9)
5.尤振科谈专用调速器在冲击式水轮机上的应用[期刊论文]-中国新技术新产品2009(2)
6.毛羽波.朴秀日.MAO Yu-bo.PIAO Xiu-ri三峡左岸电站调速器机械液压部分分析[期刊论文]-大电机技术
2008(2)
7.彭小东.鞠小明.Peng Xiaodong.Ju Xiaoming水电站蜗壳当量管一种新的计算方法[期刊论文]-四川水利2010,30(3)
8.赵喜成.燕京.Zhao Xicheng.Yan Jing浅析调速器调节参数设定对系统稳定性的影响[期刊论文]-四川电力技术2010,33(4)
9.回士光水轮机调速器知识问答(七)[期刊论文]-中国水能及电气化2009(8)
10.李红.胡梦蛟.LI Hong.HU Meng-jiao水轮机调速器液压控制型主配压阀的自动复中[期刊论文]-水电自动化与大坝监测2006,30(1)
引证文献(1条)
1.邵宜祥.蔡晓峰.蔡卫江.张新龙中国水轮机调速器行业技术发展综述[期刊论文]-水电自动化与大坝监测
2009(6)
引用本文格式：张海明.林义忠.莫代新.ZHANG Hai-ming.LIN Yi-zhong.MO Dai-xin水轮机调速器研究概述[期刊论文]-液压与气动 2009(6)
水轮机的选型设计 水轮机选型时水电站设计的一项重要任务。水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的功能经济指标及运行稳定性，可靠性都有重要影响。 水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式，功能参数，水工建筑物的布置等，并考虑国内外已生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。 一：水轮机选型的内容，要求和所需资料 1：水轮机选择的内容 （1）确定单机容量及机组台数。 （2）确定机型和装置型式。 （3）确定水轮机的功率，转轮直径，同步转速，吸出高度及安装高程，轴向水推力，飞逸转速等参数。对于冲击式水轮机，还包括确定射流直径与喷嘴数等。（4）绘制水轮机的运转综合特性曲线。 （5）估算水轮机的外形尺寸，重量及价格。 wertyp9 ed\结合水轮机在结构、材质、运行等方面的要求，向制造厂提出制造任务书。 2.水轮机选择的基本要求 水轮机选择必须要考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。在几个可能的方案中详细地进行以下几方面比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。 （1）保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。 （2）根据水电站水头的变化，及电站的运行方式，选择适合的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。 （3）水轮机性能及结构要能够适应电站水质的要求，运行稳定、灵活、可靠，有良好的抗空化性能。在多泥沙河流上的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损，抗空蚀性能。 （4）机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。 （5）机组制造供货应落实，提出的技术要求要符合制造厂的设计、试验与制造水平。 （6）机组的最大部件及最重要部件要考虑运输方式及运输可行性。 3.水轮机选型所需要的原始技术材料 水轮机的型式与参数的选择是否合理、是否与水电站建成后的实际情况相吻合，在很大程度上取决于对原始资料的调查、汇集和校核。根据初步设计的深度和广度的要求，通常应具备下述的基本技术资料： （1）枢纽资料：包括河流的水能总体规划，流域的水文地质，水能开发方式，水库的调节性能，水利枢纽布置，电站类型及厂房条件，上下游综合利用的要求，工程的施工方式和规划等情况。还应包括严格分析与核准的水能基本参数，诸如电站的最大水头Hmax、最小水头Hmin,加权平均水头Ha，设计水头Hr，各种特征流量Qmin、Qmax、Qa,典型年（设计水平年，丰水年，枯水年）的水头、流量过程。此外还应有电站的总装机容量，保证出力以及水电站下游水位流量关系曲线。 （2）电力系统资料：包括电力系统负荷组成，设计水平年负荷图，典型日负荷
BWT-1B步进式可编程调速器 说明书 重庆水轮机厂水电控制设备分公司 2010.9
目录 一、系统概述-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 二、调速系统的技术标准--------------------------------------------------------------------------------------------------2 三、微机调速器主要技术性能和参数-----------------------------------------------------------------------------------2 1）基本技术参数------------------------------------------------------------------------------------------------------2 2）调节规律------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 3）机械液压部分主要参数------------------------------------------------------------------------------------------3 4）电源电压------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 5）油压装置主要技术参数------------------------------------------------------------------------------------------3 6）主要配置------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 7）技术指标------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 四、调速系统的工作性能-------------------------------------------------------------------------------------------------4 1）主要功能------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 2）在线故障诊断功能------------------------------------------------------------------------------------------------6 3）离线功能------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 4）孤立电网------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 5）故障保护------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 6）显示及操作功能---------------------------------------------------------------------------------------------------6 7）抗干扰措施---------------------------------------------------------------------------------------------------------7 8）计算机接口功能---------------------------------------------------------------------------------------------------7 五、调速系统的组成-------------------------------------------------------------------------------------------------------7 1）整体布置------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 2）调节规律------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 3）电气部分------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 4）软件------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11 5）步进电机及驱动器------------------------------------------------------------------------------------------------11 6）电气反馈------------------------------------------------------------------------------------------------------------12 7）机械部分------------------------------------------------------------------------------------------------------------12 六、实验-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 七、技术服务和人员培训--------------------------------------------------------------------------------------------------14 1）现场技术服务------------------------------------------------------------------------------------------------------14 2）服务承诺------------------------------------------------------------------------------------------------------------14 3）人员培训------------------------------------------------------------------------------------------------------------14
目录 前言 (1) 第1 章概述 (2) 第2 章液压缸的设计 (3) 第2.1 节工况分析 (3) 第2.2 节液压缸主要几何尺寸的计算 (5) 第2.3 节液压缸结构参数的计算 (6) 第2.4节液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 (11) 第3章液压系统图的拟订和工作原理的确定 (13) 第3.2节制定基本方案 (13) 第3.2节绘制液压系统图 (14) 第3.3节系统工作原理的确定 第4章液压元件的选择 (17) 第4.1节液压泵的选择 (17) 第4.2节电动机的选择 (18) 第4.3节其他元件的选择 (18) 第5章液压系统的性能验算 (22) 第5.1节管路系统压力损失的验算 (22) 第5.2节液压系统的发热与温升计算 (24) 第5.3节油箱的尺寸设计 (26) 第6章液压装置的设计 (27) 第6.1节液压装置总体布局 (28)
第6.2节液压阀的配置形式 (28) 第6.3节集成块设计 (29) 第7章液压系统安装及调试 (27) 第7.1节液压系统安装 (29) 第7.2节调试前准备工作 (29) 第7.3节调试运行 (29) 第7.4节液压系统的用液及对污染的控制 (30) 第7.5节调试运行中应注意的问题 (29) 第8章液压系统的维护及注意事项 (27) 参考文献 (27) 总结 (28) 致谢 (29) 前言 毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。通过这次检验，不但可以提高学生的综合训练设计能力、科研能力（包括实际动手能力、查阅文献能力，撰写论文能力）、还是一次十分难得的提高创新能力的机会，并从下个方面得到训练： （1）学会进行方案的比较和可行性的论证； （2）了解设计的一般步骤； （3）正确使用各种工具书和查阅各种资料； （4）培养发现和解决实际问题的能力。 利用所学的液压方面的知识，我选择这个课题为我的毕业设计，进行大胆的 尝试。设计中主要以课本和各种参考资料作为依据，从简单入手，循序渐进，逐 步掌握设计的一般方法，把所学的知识形成一个整体，以适应以后的工作需要。 当然，初次设计，知识有限，经验不足，一些问题考虑不周，也可能存在有某些
GYT型高油压 可编程水轮机调速器说明书 一概述 GYT型高油压可编程水轮机调速器，是在先进而成熟的电子、液压技术的基础上，研制成功的水轮机调速器。它具有结构简单、运行可靠、性能优良、操作维护方便等突 出特点，是水轮机调速器更新换代的理想产品。 二主要功能 ·测量机组和电网频率，实现机组空载及孤立运行时的频率调节； ·空载时机组频率自动跟踪电网频率，便于快速自动准同期； ·手动开停机、增减负荷及带负荷运行； ·自动开停机，并网后根据永态转差率（bp）自动调整机组出力； ·无条件、无扰动地进行自动和手动的相互切换； ·液晶屏采集并显示机频、网频、导叶开度等调速器主要参数，以及手动、自动等运行状态； ·通过按键及液晶屏整定、记忆并显示调速器的运行参数； ·检测到电气故障时，能自动地切为手动，并将负荷固定于故障前的状态； ·电控柜采用交、直流同时供电。任一种电源消失后调速器仍能运行。但如果厂用直流消失，调速器将不能进行手自动切换和紧急停机。 三电气部分的主要特点 ·采用可靠性极高的可编程（PLC），体积小，抗干扰能力强，能适应恶劣的工业环境，平均无故障时间达三十万小时以上； ·采用内部测频方式，可同时满足适时性和测频精度的要求，机频故障时可自动地切为手动； ·调节规律为 PID 智能控制，具有良好的稳定性及调节品质； ·具有可扩展通讯接口，通过外挂通讯模块与上位机通讯十分方便（外挂通讯模块需单独订货）。 四机械液压部分的主要特点 ·采用了电液比例随动装置、高压齿轮泵等现代电液控制技术，具有优良的速动性及稳定性，工作可靠，标准化程度高。 ·工作油压提高到16MPa，减少了调速器的液压放大环节，体积小,重量轻，结构简单。·采用囊式蓄能器储能，胶囊内所充氮气与液压油不直接触，油质不易劣化，氮气极少漏失，不需经常补气,电站可省去相应的高压空气系统。 ·液压缸（即接力器，下同）与回油箱分开安装，便于电站布置。 ·具有液压锁定装置，确保机组停机可靠。
冲击式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书 河海大学水电学院动力系 二○○六年三月
冲击式水轮机毕业设计 任务书 一、设计内容 根据给定的原始资料，对指定的电站、指定的原始参数进行该电站的机电初步设计，包括：电站装机机型的比较设计和参数选择，调节保证计算及调速设备选择，该电站的辅助系统设计和电气一次系统初步设计。 二、时间安排 1、电站装机机型比较设计4周 2、调节保证系统1周 3、辅助系统2周 4、专题 1.0周 5、电气部分2周 6、成果整理1周 7、评阅答辩1周 8、机动0.5周 总计12.5周 三、成果要求 1、设计说明书：说明设计思想，方案比较，参考资料及最终结果。 2、设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取的依据，计算结果。 3、图纸：主机部分厂房纵剖图，配水环管装配图，水系统图，气系统图和油系统图，电气主接线图及专题部分图纸，规格为1号图，其中主机部分厂房纵剖图及配水环管图要求既要画出手工图纸又要CAD图，其他全部CAD图。 冲击式水轮机毕业设计 资本资料 一、田湾河电站 田湾河位于四川甘孜州康定县、雅安市石棉县境内，为大渡河中游的一级支流，发源于贡嘎山西侧，主源莫溪沟由北向南流，在魏石达先后有贡嘎沟和腾增沟分别自左、右岸汇入后始称田湾河。下行至界碑石进入石棉县境内并有环河自右岸汇入，经草科、田湾在两河口注入大渡河。 整个田湾河开发方案规划为干、支流“两库四级”开发。整个梯级从上至下依次由巴王海、仁宗海、金窝和大发四级水电站组成。业主提出整体开发田湾河的思想，计划在2007年内完成仁宗海、金窝、大发三个梯级水电站的建设。 仁宗海水库水电站位于康定县和石棉县交界处，工程为混合式开发。电站龙头水库坝址位于仁宗海口上游约400m处，水库正常蓄水位2930m，总库容1.09亿m3，调节库容0.91亿m3，水库具有年调节性能；引水隧洞长约7.5km；地下厂房厂址位于界碑石下游约650m，距田湾河河口约30km。仁宗海水库电站工程已于2003年开工，第一台机组计划投产日期2007
水轮机 水轮机+ 发电机：水轮发电机组 功能：发电 水泵+ 电动机：水泵抽水机组 功能：输水 水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。 功能：抽水蓄能 水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。 第一节水轮机的工作参数 水轮发电机组装置原理图 定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。 由水能出力公式：N=9.81ηQH可知，基本参数：工作水头H(m)、流量Q(m3/s)、出力N(kw)、效率η，工作力矩M、机组转速n。 一、水头(head)：作用于水轮机的单位水体所具有的能量，或单位重量的水体所具有的势能，更简单的说就是上下游的水位差，也叫落差。142米 1. 毛水头(nominal productive head) H M=E U-E D=Z U - Z D 2. 反击式水轮机的工作水头
毛水头 - 水头损失=净水头 H G =E A - E B =H M - h I -A 3. 冲击式水轮机的水头 H G =Z U - Z Z - h I-A 其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。 4. 特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。 最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A 最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A 设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： H av =Z 上av -Z 下av 二、流量(m 3/s)(flow quantity)：单位时间内通过水轮机的水量Q 。单机12.2m 3/s Q 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定； 当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。 在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r 三、出力 (output and)：水轮机主轴输出的机械效率。N(KW)： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。 水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量),即水流效率，与a.作用于水轮机的有效水头；b.单位时间通过水轮机的水量，即流量Q ；c.水体容重γ成正比。其公式为：QH QH N w 8.9==γ γ指水体容重（即单位容积水所具有的重力，比重）： 水的比重=1000kg/m 3、G=9.8N/Kg γ=9800N/m 3 )(8.9)/(9800)/(9800)()/()/(33kw QH s J QH s m N QH m H s m Q m N N w ==?=??=γ 水轮机的输出功率：ηηQH N N w 8.9== 四、效率(efficiency )：输入水轮机的水能与水轮机主轴输出的机械能之比，又叫水轮机的机械效率、能量转换效率。η
1前言 (4) 2水电站的水轮机选型设计 (5) 2.1水轮机的选型设计概述 (5) 2.2 水轮机选型的任务 (6) 2.3水轮机选型的原则 (6) 2.4水轮机选型设计的条件及主要参数 (7) 2.5确定电站装机台数及单机功率 (7) 2.6选择机组类型及模型转轮型号 (8) 2.7初选设计（额定）工况点 (11) 2.8 确定转轮直径D1 (12) 2.9 确定额定转速 n (12) 2.10效率及单位参数的修正 (13) 2.11核对所选择的真机转轮直径D1 (14) 2.12确定水轮机导叶的最大开度、最大可能开度、最优开度 (18) 2.13计算水轮机额定流量q v,r (19) 2.14确定水轮机允许吸出高度H s (20) 2.15计算水轮机的飞逸转速 (25) 2.16计算轴向水推力P oc (25) 2.17估算水轮机的质量 (26) 2.18绘制水轮机运转综合特性曲线 (26) 3水轮机导水机构运动图的绘制 (35) 3.1导水机构的基本类型 (35) 3.2导水机构的作用 (36) 3.3导水机构结构设计的基本要求 (36)
3.4导水机构运动图绘制的目的 (37) 3.5导水机构运动图的绘制步骤 (37) 4水轮机金属蜗壳水力设计 (41) 4.1蜗壳类型的选择 (41) 4.2金属蜗壳的水力设计计算 (41) 5尾水管设计 (49) 5.1 尾水管概述 (49) 5.2尾水管的基本类型 (49) 5.3弯肘形尾水管中的水流运动 (49) 6水轮机结构设计 (50) 6.1概述 (50) 6.2水轮机主轴的设计 (50) 6.3水轮机金属蜗壳的设计 (51) 6.4水轮机转轮的设计 (52) 6.5导水机构设计 (55) 6.6水轮机导轴承结构设计 (58) 6.7水轮机的辅助装置 (61) 7金属蜗壳强度计算 (63) 7.1金属蜗壳受力分析 (63) 7.2蜗壳强度计算 (63) 7.3计算程序及结果 (66) 8结论 (71)
0000101AZ 水轮机安装说明书1/16 目录 1、安装前的准备工作 (2) 2、安装前厂房建筑应具备的主要条件 (2) 3、部件组装 (3) 3.1 尾水管组装 (3) 3.2 座环组装 (4) 3.3 转轮室预装 (4) 3.4 导水机构组装 (5) 3.5 转轮解体组装 (6) 3.6 预装主轴轴承 (7) 3.7 检测受油器 (7) 4、水轮机安装 (7) 4.1 安装尾水管 (7) 4.2 安装座环（整体吊装方案） (8) 4.3 安装座环（土办法安装） (9) 4.4 安装流道盖板基础 (13) 4.5 安装接力器 (13) 4.6 安装导水机构 (13) 4.7 安装主轴－轴承 (14) 4.8 安装转轮室下半部分 (15) 4.9 安装转轮 (15) 4.10 安装主轴密封和组合轴承密封 (15) 4.11 安装受油器 (15) 4.12 安装油、水、气管路及仪表管路 (16) 4.13 安装转轮室上半部分 (16) 4.14 安装地板扶梯及其它 (16)
0000101AZ 水轮机安装说明书2/16此文件仅对XX水轮机安装过程中的主要特点及特殊技术要求作简要说明， 其目的是提醒安装单位在安装水轮机的过程中应注意的事项，不包括为确保质量 所必须执行的全部内容，水轮机的安装还应满足GB8564?88《水轮发电机组安装 技术规范》和DL/T5038?94《灯泡贯流式水轮发电机安装工艺导则》要求。 1安 装 前 的 准 备 工 作 1.1 安装前安装人员应熟悉下列文件及规程： a.《水轮发电机组安装技术规范》GB8564?88及《灯泡贯流式水轮发电机安装工艺导 则》DL/T5038?94； b.本安装说明书； c.随机供给的图纸及图中规定的技术要求； d.水轮机其它技术文件； e.制造厂提供的试验及检查记录。 1.2 安装现场应清洁干净 ； 1.3 认真检查各大件的重量和起重设备能力，预先考虑大 件的起吊搬运方法； 1.4 按各部套的安装工具图纸，检查、熟悉制造厂提供的专用工具。 1.5 检查零部件的X、Y线、标记、编号。 2安装前厂房建筑应具备的主要条件 2.1一期混凝土工程已经完成并符合设计要求。 2.2预埋管件、地脚螺钉孔、各支墩尺寸、标高均符合设计要求。 2.3进水流道及尾水管混凝土应符合设计要求 。 3部件组装 3.1尾水管组装 尾水管分三节，即进口节（小节）、中间节和出口节（大节），每节分 三瓣，三节尾水管正立放置拼装焊接，整体翻身吊装就位。 3.1.1按照图纸制作并埋设一期埋件，包括基础板、锚钩等埋件。 3.1.2尾水管拼装平台制做： ?平台应该水平并且有足够大的面积； ?平台基础支撑应该用型钢； ?平台应该有很好的接地措施。 3.1.3在拼装平台上按照尾水管各节大口的图纸直径尺寸划线。 3.1.4吊装一瓣瓦片，大口朝下，沿着划的线就位，临时固定后，用千斤顶或楔子板调整瓦
毕业设计（论文） 开题报告 题目电站水轮机结构设计 专业热能与动力工程 班级 学生 指导教师
一、毕业设计（论文）课题来源、类型 本课题来源于越南DongNai5 水电项目，设计类型为水轮机结构设计。DongNai5电站，位于越南DongNai 省的DongNai 河。它配备了两台75MW混流式水轮发电机组，总装机容量150MW。电站预计2015年投入商业运行，年发电量达616万kW·h。该题目属于工程设计类题目。 二、选题的目的及意义 水轮机对于电站而言，是重中之重。它配合发电机组实现了，机械能转化为电能这一核心任务。因此，使水轮机最优化，对提高电站的效率至关重要。它的性能优劣,结构完善与否,直接涉及到水电事业发展的程度。进行水轮机的结构设计，综合考虑水轮机性能、效率、成本等，对学生个人也是一种总结和学习的过程的。通过水轮机结构设计，使得自己对大学所学的专业知识进一步掌握并运用，将书本知识实用化，为自己以后继续学习专业知识或者就业，有很大的帮助。 三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势 电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量,水力发电是电力工业的一个门类。建国50多年来,我国的水电事业有了长足的发展,取得了令人瞩目的成绩。水电在我国的兴起是有其深刻的背景的。 我国河流众多,径流丰沛,落差巨大,蕴藏着丰富的水能资源。2000～2004年, 中国水电工程顾问集团公司组织了全国水力资源复查, 水电资源理论蕴藏量为6.94亿kW,年发电量6.08万亿kW·h, 其中技术可开发容量为5.42亿kW, 年发电量2.47万亿kW·h; 经
济可开发容量为4.02亿kW,年发电量1.75万亿kW·h。 首先,我国有大规模利用水能资源的条件和必要性。我国水能资源丰富,不论是水能资源蕴藏量,还是可能开发的水能资源,在世界各国中均居第一位。但是目前我国水能的利用率仅为13%,水力发电前景广阔。随着我国经济的快速增长,能源消耗总量也大幅度增长,煤炭、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大,甚至需要依靠进口。 水力发电经过一个多世纪的发展,其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术趋于完善,单机容量也不断增大。并且水力发电成本低廉,运行的可靠性高,故其发展极为迅速。近一个世纪,特别是建国以来,经过几代水电建设者的艰苦努力,中国的水电建设从小到大、从弱到强不断发展壮大。改革开放以来,水电建设更是迅猛发展,工程规模不断扩大。 据电工行业统计数据表明，2009年我国发电设备和大中型电机的产量分别为：水轮发电机组2303万kW，汽轮发电机8654万kW，成套发电设备11993万kW，大中型电机约为7500万kW，其中大型电机约为3000万kW（含风电1380万kw的70% ）。 调查表明，全世界发电设备市场的订货量从1991年的70GW 增加到了1996年的100GW，其中水电只占16%。在水电设备订货量方面，亚洲国家的订货量要占一半以上，如1996年的总订货量为18GW，其中中国占23%。 水轮机是一种流体机械。所谓流体机械就是以流体作为工作介质的机器。它是实现流体功能和热能转换的机械。( 热能转换的流体机械在此不作介绍) 。对于功和能转换的流体机械主要分为两大类,一类是流体能量对流体机械作功而提供动力; 另一类则是通过流体机械将原动力传递给流体, 使流体的能量得以提高。当然还有一种液力传动功能的机械( 如液力变矩器、液力耦合器以及流体与流体、流体与固体分离的机械) 也称为流体机械。 水力发电用的水轮机有着100 年以上的历史，一般认为是已
A access door 检修门 accessory 附件、零件 accuracy 准确性、精密度 acting head 有效水头 action turbine 冲击式水输机 action wheel 主动轮、冲击式水轮 active power 有功功率 Adjustable and fixed-blade propeller hydraulic turbine 轴流式水轮机adjustable blade propeller turbine 轴流转浆式水轮机 adjustable bolt 调整螺栓 adjustable clearance 可调间隙 adjustable ring 控制环 adjusting nut 调整螺母 adjusting screw 校正螺丝、调整螺丝 air conduit 通风道、风管 air cooler 空气冷却器 air cooling system 气冷系统 air currant 气流 air cylinder 气缸 air draft 通风道、排气道 air inlet 进气口 air-inlet valve 进气阀门 air-release valve 放气阀门 air valve 空气阀、气阀、气门 annual energy output 年发电量applied hydraulics 实用水力学 applied mechanics 应用力学 assemble 装配 assembler 装配工 assembler drawing 装配图 assembly shop 装配车间 automatic control 自动控制 automatic control valve 自动控制阀 automatic governor 自动调速器 automatic pressure reducing valve自动减压 阀 automatic regulation (autoregulation) 自动 调节 auxiliary apparatus 辅助设备 auxiliary equipment 辅助设备 auxiliary machinery 辅助机械 auxiliary station 辅电厂、辅厂房 available capacity 有效容量 available discharge (flow) 可用流量 available head 可用水头 available hydraulic head 有效水头 available power 可用出力 available storage 有效库容 average flow 平均流量 average head 平均水头 average over-all efficiency 平均总效率 average speed 平均速率、平均转速 average velocity 平均速度 axis 轴线 axial cam 轴向凸轮 axial flow 轴流 axial flow hydraulic turbine轴流式水轮机 axial force 轴向力 axial inflow velocity 轴向流入速度 B Babbitt 巴氏合金 Back view 后视图 Ball bearing 滚珠轴承、球轴承 Banki turbine 双击式水轮、彭基式水轮机 Base 基础、基线 Base flow 基本流量 Base level 基准面 Base line(basic line) 基线、底线 Bearing 轴承 Bearing pad 钨金轴承 Bearing body 轴承体 Bearing flange 轴承法兰 Bearing ring 轴承套圈 Blade 叶片 Blade seal ring 叶片密封装 Bolt 螺栓 Bolt pin 螺栓销 Bottom cover 底盖 Bottom outlet 泄水底孔 Bottom view 底视图 Brake 制动闸、制动器 Brake horse power(B.H.P.) 制动马力 Bucket（浇混凝土的）吊桶、（冲击式水轮 机的）水斗 Bulb tubular turbine 灯泡型贯流式水轮机 Buried depth 埋设深度 Buried penstock 埋藏式压力水管 Butterfly valve 蝴蝶阀 by-pass 支流，溢流渠，旁通管 by-pass tunnel 旁通隧洞 by-pass valve 旁通阀 C Cage screen 笼形拦污栅 Cam 凸轮 Calculated flow rate 计算流量 Capacity 容量，功率 cast-iron 铸铁，生铁 cast-steel 铸钢 cavitation 汽蚀 cavitation coefficient 汽蚀系数 cement 水泥 centrifugal nozzle 离心式喷嘴 centrifuge 离心机 chamber 室 characteristic curve 特性曲线 circulate circulation 循环，环流 circulating current 环流 circulating pipe 循环水管
水轮机调速系统 1、水轮机自动调节系统主要由那几个基本部分组成？各主要元件的作 用是什么？ 答: 水水能电能 转速给定 自动调速器由测量元件、放大元件、执行元件和反馈（或稳定）元件构成。测量元件负责测量机组输出电能的频率，并与频率给定值比较，当测得的频率偏离给定值知，发出调节信号 放大元件负责把调节信号放大，然后通过执行元件去改变导水机构的开度，使频率恢复到给定值 反馈元件的作用是使调节系统的工作稳定 2、水轮机调速器的主要作用是什么？ 答：（1）根据发电机负荷的增、减，调节进入水轮机的流量，使水轮机的出力与外界的负荷相适应，让转速保持在额定值，从而保持频率（f=50Hz）
不变或在允许范围内变动 （2）自动或手动启动、停止机组和事故停机 （3）当机组并列运行时，自动地分配各机组之间的负荷 3、水轮机调速器分哪几种类型？调速器型号的含义是什么？ 答：按照测速元件的不同型式，可分为机械液压型调速器（简称机调）、电气液压型（简称电液）调速器和微机调速器 按调整流量的操作方式不同分为单调和双调两类。如混流式和轴流定桨式水轮机，只采用改变导叶开度的方法来调节流量的叫单调；而轴流转桨式水轮机采用改变导叶开度同时改变转轮叶片角度的方法来调节流量，此种方法叫双调；冲击式水轮机在改变喷针行程的同时，还采用协联动作改变折向器的方法调节流量，也叫双调 4、电液调速器由那几部分组成？其主要元件叫什么？ 答：由电气和机械液压两部分组成。其主要元件包括：永磁（也称测速）发电机、测频回路、信号综合放大回路，调节信号放大回路、电液转换器及机械液压放大装置。 此外还有位移传感器、缓冲回路、功率给定与硬反馈回路、功率给定与频率给定回路以及开度限制机构等 5、电液调速器中，永磁发电机、测频回路和电液转换器各起什么作用？答：永磁发电机是装在机组主轴上，用以反映机组频率（或转速）变化的测速发电机，它供给测频回路频率偏差信号，同时供给调速器中各电气回路的电源 测频回路就是利用电容元件C和电感元件L组成的谐振回路，相当机械调
SDT200水轮机微机调速器 说明书 编写：李书明陈军 审核：史恒 批准：郭效军 国电南京自动化股份有限公司 一九九九年二月
目录 1 概述 (1) 2 硬件配置 (3) 3软件结构 (3) 4操作说明 (4) 5 机械结构形式 (7) 6 电柜原理图和端子布置图 (7)
一．概述 SDT200水轮机调速器是以可编程控制器(PLC)为调节控制核心的新型水轮机微机调速装置,配以现代控制理论为核心的软件,与水轮机的电液执行机构组成水轮机调速系统。该种型号的调速器适用于各种不同容量的混流式水轮发电机组和轴流转桨式水轮发电机组的调节控制。与其它类型调速器相比，具有可靠性高，可维护性好，性能价格比高的优点。 1．规格和主要技术指标 型号：SDT200 系统结构：微机调节+电液随动系统 调节规律：变结构、变参数并联PID控制 微机型式：PLC（PLC形式可选GE系列、MODICON系列、三菱系列） 测频方式：数字测频，2-100 Hz 测频分辨率：0.00125 Hz/1LSB 比例增益：Kp= 0-10 积分增益：Ki= 0-5 微分增益：Kd= 0-10 永态转差系数：bp=0-10% 人工转速死区：0-10% 模数与数模转换分辨率：12 位 电柜输出：电压±10 V，电流±0.2 A 供电电源：交流 220 V 和直流 220 V 并联供电 电液转换器：环喷式、双锥式或其他型式电液伺服阀 主接力器反馈：线位移传感器电气反馈 转速死区：〈=0.03% 接力器不动时间: <=0.2 s 2．主要功能 2．1 自动调节和控制功能 1．以最佳过程起动水轮发电机组，启动过程可使机组频率跟踪电网频率；也可以按给定频率启动。 2．保证水轮发电机组稳定运行于下列工况: 单机空载运行； 与大电网或地区电网并列运行； 调相运行； 手动运行； 3．最佳过程使机组停机，根据需要可实现分段关闭过程。 4．能够根据机组运行工况、水头、导叶开度等因素实现变结构、变参数适应式PID自动调节。 5．可以在线修改调节参数，不会引起机组负荷冲击。 6．对于转桨式水轮机，可以实现轮叶转角与净水头及导叶开度之间的协联关系，提高机组发电效率。 7．装置可实现导叶或功率的成组调节。 8．自动按工况修正调速系统的动态灵敏度，以适应各种工况对灵敏度的不同要求。 9．可接受监控系统操作指令实现远程操作，也可现地由面板操作。 10．具有报警功能。 11．能完成手、自动平滑切换。 2．2 容错功能 1．测频断线容错：机频的容错必须在下列运行工况下得到保证（1）空载运行；（2）
摘要 水电站机电部分设计主要根据获得的设计材料中给定的水头范围进行的主机选型，根据选择的三方案中择优进行模型综合特性曲线的绘制，即选出一方案进行绘制，再根据效率，转速等选其一进行蜗壳、尾水管、水轮发电机外形的计算和绘图，最后进行水轮机的调节保证计算和调速器设备选择。 关键字：水轮机主机选型；水电站机电设备初步计算；外形设计；调节保证计算。
前言 毕业设计是高等教育教学中的最后一个教学环节，是实践性教育的环节。 毕业设计与其他教学环节构成有机的整体，也是各个教学环节的继续、深化补充和检验，是将分散、局部的知识内容加以全面的结合，这次设计提高了我们运用知识的综合能力，将知识化为能力，巩固和加深所学知识，培养知识，综合了系统化的运用。 目前，我国大陆水力资源理论蕴藏在1万KW以上的河流共3886条，水力资源理论蕴藏年发电量6082.9Tw·h；技术可开发装机容量541.64GW。经济可开发装机容量401.8GW。我国水力资源具有三个鲜明特点：第一、在地域上分布极不平衡，西部多，东部少。西部水利资源开发出了满足西部电力市场的需要，更重要的是考虑东部电力市场。第二、大多数河流年内、年际经流分布不均。第三、水力资源集中于大江大河，有利于集中开发和规模外送。 本次设计的主要内容为主机选型、蜗壳、尾水管、发电机确定和调节保证计算。设计过程中，依据资料水电站水头，单机引水流量，总装机，对水轮机发电进行初选，并根据单位转速，模型综合特性曲线，对水轮机型号，转速，效率出力等进行认真计算，校验，对选择方案的蜗壳水管，水轮机选型和绘图。对水轮机进行调节保证机算。
通过这次对相关专业知识的课题设计，更加深入的认识知识和实际应用，学会知识与实际结合、与实践结合，得以充分利用知识为以后工作打下了坚实的基础。 编者 2012年5月 目录 摘要 (1) 前言 (2) 目录 (3) 第一章水轮机型号选择 (5) 第一节水轮机型的选择 (5) 第二节初选水轮机基本参数的计算 (6) 第三节水轮机运转综合特性曲线的绘制 (17) 第四节待选方案的综合比较和确定 (19) 第二章蜗壳计算 (21) 第一节蜗壳形式、进口断面参数选择 (21) 第二节蜗壳各断面参数计算 (23) 第三节金属蜗壳图 (25) 第三章尾水管选型 (26) 第四章水轮发电机的初步选择计算 (27) 第五章调节保证计算及设备的选择 (33) 第一节调节保证计算 (33)
水轮机调速器与油压装置技术条件Specifications of governors and pressure oil supply units for hydraulic turbines GB/T9652.1—1997（代替GB9652—88） 目次 前言 1 范围 2 引用标准 3 工作条件 4 技术要求 5 标志、包装、运输、贮存 6 供货成套性 前言 本标准是在GB9652—88《水轮机调速器与油压装置技术条件》第3章“技术要求”和第5章“标志、包装、运输、贮存”的基础上参考IEC308：1970“水轮机调速器试验国际规范”并结合我国多年来的实践经验编制的，在技术内容上与该国际标准非等效。本标准达到20世纪90年代国际水平。 与原标准相比，本标准各类调速器的转速死区这一重要指标均有不同程度的提高；增加了对微机调速器、电调电气装置电磁兼容性和电气协联函数
发生器等的要求，随着新技术的飞跃发展尚有待进一步提高。 在原标准的第4章“试验项目与试验方法”的基础上充实编制为 GB/T9652.2—1997《水轮机调速器与油压装置试验验收规程》，与GB/T9652.1为独立的两个部分。 本标准自实施之日起，同时代替GB9652—88。 本标准由全国水轮机标准化委员会控制设备分技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：机械工业部哈尔滨大电机研究所，中国水利水电科学研究院，机械工业部天津电气传动设计研究所，长江水利委员会长江控制设备研究所，电力工业部自动化研究院。 本标准主要起草人；郜瑞阁、孔昭年、李晃、吴应文、邵宜祥、董于青。 本标准于1988年首次发布，于1997年第一次修订。 本标准委托全国水轮机标准化委员会控制设备分技术委员会负责解释。 1 范围本标准适用于工作容量350N·m及以上的水轮机调速器，包括机械液压调速器（以下简称机调）和电气液压调速器（以下简称电调）以及油压装置。 本标准不适用于可逆式及双向发电机组的水轮机调速器。 2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB150—89 《钢制压力容器》