水轮机调节

1、水轮机调节的基本任务是什么？与其它调节系统相比，水轮机调节有哪些特点？基本任务：根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的有功功率输出，并维持机组转速(频率)在规定的范围内。

这就是水轮机调节的基本任务。

水轮机调节的特点：(1)水轮发电机组是把水能变成电能的机械，而水能要受自然条件的限制，单位水体 小所带有的能量较小，与其他原动机相比，要发出相同的电功率就需要通过较大的流量，因 而水轮机及其导水机构也相应较大。

(2)水电站受自然条件的限制，常有较长的压力引水管道。

(3)有些水轮机具有双重调节机构。

(4)随着电力系统的扩大和自动化程度的提高，要求水轮机调速器具有越来越多的自动操作和自动控制功能。

总之，水轮机调节系统相对来说不易稳定，结构复杂，要求具有较强的功能。

2、什么是调速系统的转速死区？其对调节性能有何影响？ 转速死区：在调速系统的转速上升和下降静态特性曲线中，相同开度下的转速之差与额定转度之比。

对调节性能的影响：转速死区使调节系统频率调节质量降低，使机组负荷分配误差增大，对调节系统稳定性也不利。

5、什么是调节保证计算？在设计阶段就计算出甩负荷过渡过程中的最大转速上升值及最大压力上升值，以判断甩负荷过程中的压力和转速是否超过允许值，工程上把这种计算称为调节保证计算。

6、什么是直接水击、间接水击？什么是水击相长？直接水击：阀门（导叶）的关闭（开启）时间Ts ’<Tr ，则在水库传来的反射波还没到达时，阀门（导叶）已经关闭（开启）。

因此，在阀门（导叶）关闭（开启）时刻，只受到直接波的影响，这一现象，称为直接水击。

间接水击：阀门（导叶）的关闭（开启）时间Ts ’<Tr ，则阀门（导叶）关闭（开启）前，反射波已经达到。

因此，阀门处的压力取决于直接波和反射波，这一现象称为间接水击。

水击相长：由A 端产生的水击波到达B 端反射回A 端所经历的时间称为水击的相长。

aLT 2r =7、试写出T w 、T a 、T r 的公式，并分析各自的物理含义和在调节系统所起的作用。

第四章 水轮机调节学习提示内容：介绍水轮机调节的任务，水轮机调节系统特性，水轮机调速器的工作原理，调速器的类型，调速系统的油压装置。

重点：水轮机调节的途径，调速器和油压装置的选择。

要求：了解水轮机调节系统特性，水轮机调速器的工作原理；掌握水轮机调节的概念和调节途径，调速器的种类和适用情况、油压装置的选择。

第一节 水轮机调节的任务一、问题提出水电站作为电力系统的供电电源，不仅要保证供电的安全可靠，而且要保证供电电压和频率的稳定。

在电力系统中，由于电压和频率的过大变化会严重影响供电质量，使电力用户的产品质量和正常生产遭受破坏。

因此，我国电力系统规定：电力系统的频率应保持为50Hz ，当电力系统容量小于50万kW 时，频率偏差值不超过±0.5Hz ；当电力系统容量大于等于50万kW （大电力系统），频率偏差值不超过±0.2Hz 。

用户端电压变动幅度的允许范围是：35kV 及其以上的用户为额定电压的±5%，10kV 及其以下的用户为额定电压的±7%，低压照明用户为额定电压的+5% ～-10%。

一些发达国家，对频率和电压的稳定要求更加严格。

电力系统的负荷是随时不断变化的，由于负荷的变化而引起系统电压和频率变化势必会影响供电质量。

这要求系统中承担调频任务的机组，在系统负荷变化时，能迅速改变其功率使之适应于外界负荷的变化，并同时使电力系统的电压和频率恢复和保持在允许变化范围以内。

在水电站中，电压调整由发电机的电压自动调整系统（励磁装置）实现，频率调整由水轮机的调速器来完成。

二、水轮机调节任务与途径发电机输出电流的频率f 与其磁极对数p 和转速n 的关系为/60f pn =。

对一定的发电机来说，其磁极对数p 是固定不变的，要调节发电机电流频率f 只能调节水轮机的转速n ，所以水轮机调节的实质就是转速调节。

因此，水轮机调节的基本任务就是根据外界负荷的变化，通过调节机组出力使之与外界负荷相适应并保证机组的转速变化在规定范围之内。

水轮机调节的基本要求发电机是给电力系统提供足够可靠的“信赖”，功率调节范围宽，调节精度高以及其调节性能良好，因此调节是液力发电设备运行中重要的调节工作。

发电机液力调节有很多技术要求，有三种常用的调节方式，即水力泵、气流泵和电力机组。

其中，水轮机发电调节是运电量调控最重要的水轮机调速系统，涉及调节要求因而响应更加复杂多变。

水轮机的调节要求一般包括如下内容：1. 发电机的运行范围要宽：水轮机发电调节一般要求能实现从最大出力调节到最小出力，出力范围一般为95%-105%，高级调节要求可达90%-110%。

2. 调节精度高：液力发电机的调节精度是一个重要的技术指标，比如现代液调机组的调整精度由1%或0.5%调节至0.1%，调节范围从原来的手动调节，到现在的PLC调节，使液力发电机的调节精度不断提高，来满足发电机最优发电要求。

3. 调节速度快：液力发电机调节要求调节速度快，要适应各种变化的负荷，在发电过程当中实现调节速度，根据机组的调节曲线的设定，要求调节速度快，可调节时间1min 以内，以保证机组的平稳、可靠运行。

4. 功率调节平稳：发电机调节要求功率调整平稳，不宜瞬间大特别又频繁的调节，以保证机组的安全运行，提高机组的利用效率，节省机组运行成本。

5. 稳定性要强：发电机的调节要求稳定性较高，尤其是在不断变化的环境下，要保证机组调节的准确性、稳定性和条件参数的完备性，良好的调节才能保证机组的安全运行。

总的来说，水轮机调节的基本要求就是要协调负荷变动和发电量的变化，以保证机组的安全运行。

发电机液力调节要求运行范围宽，调节精度高，调节速度快，功率调节平稳，稳定性要强等。

发电调节是发电机运行中的关键技术指标，因此，发电厂要综合考虑有关的技术指标，选定最合适的调节设备及系统以满足发电厂运行的要求和效率。

水轮机调节的基本要求
1水轮机调节
水轮机调节是一种利用水力发电的机器，它根据池塘的水位的变化，调节水轮机的转速，使电力系统的峰谷差更有效地发挥作用，更好地满足电力系统的发电要求。

1.1水轮机的调节方式
水轮机的调节主要有两种方式，一是固定式，一是变动式。

固定式水轮机在水压不变的情况下，其流量调节由改变转速来实现，从而调节电力发电量；变动式水轮机则是通过水轮机本身的涡轮叶片来更改检测口的水流量，从而调节转速以及电力发电量。

1.2水轮机的基本要求
在水轮机的调节过程中，必须考虑一定的安全控制问题，因此水轮机的调节过程中需要考虑两个基本要求：
1）水位控制要求：在调节水轮机过程中，要保证水轮机不会超负荷运转以及供水不足，以保证水位持续处于允许调节范围内；
2）调节变化率控制要求：为了避免电力系统中峰谷差的过大变化，在调节水轮机时，应该限制水轮机的调节变化率，确保电力系统的峰谷差的变化满足要求。

总之，调节水轮机是一项艰巨的任务，必须考虑到水位控制要求和调节变化率控制要求，才能有效调整水轮机，达到理想的发电效果。

第七讲水轮机调节系统动态特性及参数整定一、水轮机调节系统动态特性水轮机调节系统由调节对象和调速器组成，具有加速度回路的软反馈型调速器的水轮机调节系统的方块图见图7—1。

它是一个定值调节系统，x c 和c 是转速给定信号，m g0为负荷扰动信号。

本节将讨论如图7—1所示水轮机调节系统的动态特性。

具有加速度回路的软反馈型调速器的传递函数为设b p =0，T y =0，T'n =0，则即具有PID 型调节规律。

11])([1)()()('2+++++++==s T s T b s T b b T s T T s T s x s Y s G n n p d p t y d y d c r sb T s T b T b T T s x s Y s G tnd t d t d n c r +++≈=1)()()(软反馈型调速器(无加速度回路)的传递函数为设b p =0，T y =0，则即有PI 型调节规律。

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水轮机调节系统（普通高等教育“十三五”规划教材）一、引言水轮机是一种将水能转化为机械能的设备，广泛应用于水力发电和水资源利用领域。

水轮机调节系统是水轮机运行和控制的关键部件，其稳定性和可靠性对水轮机的运行效率和安全性起着重要作用。

本文将对水轮机调节系统的构成、工作原理、性能指标和未来发展方向进行介绍和分析。

二、水轮机调节系统构成水轮机调节系统由传感器、控制器、执行器和监测系统等组成。

传感器负责感知水轮机的状态和环境参数，包括水位、流量、压力等，将这些信息传递给控制器。

控制器通过对传感器信号的处理和分析，制定相应的控制策略，并将调节信号发送给执行器。

执行器则根据控制信号控制水轮机，完成对水轮机的调节。

监测系统则对水轮机的运行状态进行实时监测和分析，以确保水轮机调节系统的安全稳定运行。

三、水轮机调节系统工作原理水轮机调节系统的工作原理是通过控制水轮机的进水量来实现对水轮机转速的调节，从而控制水轮机的输出功率。

当负荷发生变化时，控制器接收到传感器的信号，根据预设的控制策略计算出相应的调节信号，并发送给执行器。

执行器根据控制信号的大小和方向，对水轮机的进水阀门进行调节，改变进水量，从而使水轮机的转速稳定在预设值附近。

四、水轮机调节系统性能指标水轮机调节系统的性能指标包括响应时间、稳定性和控制精度。

响应时间是指系统从接收到负荷变化信号到完成调节的所需时间，影响到系统的动态特性。

稳定性是指系统在负荷变化过程中的稳定性能，包括系统的抗干扰能力和抗过载能力。

控制精度是指系统调节水轮机转速的精确程度，反映了系统的控制能力和调节精度。

五、水轮机调节系统的发展方向随着科技的进步和需求的变化，水轮机调节系统也在不断发展和改进。

未来的水轮机调节系统将更加注重系统的智能化和自动化程度。

例如，利用先进的传感技术和自适应控制算法，提高系统对复杂环境的适应能力和控制精度。

同时，加强对水轮机运行状态的监测和分析，预测和预防潜在的故障和风险，提高系统的可靠性和安全性。