第十一章水轮机自动调节
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水轮机调速系统用是什么?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,相当机械调速器中飞摆的作用。
它将永磁发电机送来的频率(转速)变化与给定值之偏差△f (△ n)转变成与其成正比的电压信号,送至信号综合回路达到控制水轮机、实现机组自动调节的目的电液转换器是电液调速器中联接电气部分和机械部分的桥梁,由电气位移部分和液压放大部分组成。
水轮机自动调节复习资料-图文1.频率波动过大有什么后果?电力系统对频率指标有哪些规定?频率偏差过大:将会导致以电动机为动力的机床、纺织机械等运转不稳定,造成次品或废品发生。
更重要的是频率偏差过大也会影响发电机组及电网自身的稳定运行,甚至造成电网解列或崩溃。
电力系统规定:我国电力系统标称频率50HZ,正常频率偏差允许0.2HZ,当系统容量较小时,偏差值可放宽至0.5HZ。
2.什么是调节系统和随动系统?调节系统:由调节对象和调节器两部分组成,是一种闭环或反馈控制系统,按照给定值与被调节量信号偏差工作的,其给定值或者保持常量,或者随时间缓慢变化。
随动系统:(伺服系统)是另一类闭环或反馈系统,其负荷变化往往不是主要输入量(扰动)。
与调节系统不同,随动系统的给定值带有随机性,经常处于变化过程中,系统的输出量以一定精度跟随给定值变化。
3.试画出自动调节方框图,说明水轮机调节系统的工作过程。
机组的转速信号(被调节参数)送至测量元件,测量元件把频率信号转换为唯一的电压信号后与给定信号比较,确定频率偏差及偏差的方向,根据偏差情况按一定调节规律发出调节命令。
命令被放大并送至执行元件去推动导水机构,反馈元件又把导叶开度变化的信息返回加法器,同时也形成一定的调节规律。
调节规律可以再前向通道中形成,也可以再反馈通道中形成。
4.与其它调节系统相比,水轮机调节系统的有哪些特点?1单位水体包含做功能量较小,○引用流量很大,笨重的导水机构,在调速器中需设多级液压2水流惯性产生的水击作用,调速器中要设置较强作用的反馈元件,以延缓导叶放大元件○3双重调节机构增加了调速器结构的复杂性○4在系统中担任调峰动作速度,保证系统稳定性○调频和事故备用任务,调速器应具有较高的控制性能和自动化水平。
5.水轮机调速器按元件结构及系统结构是如何分类的?按元件结构分:a机械液压型调速器(元件均是机械的)b电气液压型调速器(元件均是模拟电气的)c微机液压型调速器(元件均是数字的)按系统结构分:a辅助接力器型调速器(跨越反馈)b中间接力器型调速器(逐级反馈)c调节器型调速器(随动系统)6.什么是配压阀工作中间位置和死区?画出接力器速度特性曲线,接力器反应时间是如何定义的?并写出表达式。
第一章 调速系统基础知识1.水轮机调节的根本任务 水轮发电机组把水能转化为电能供用户使用。
用户除要求供电安全可靠外,还要求电能 的频率和电压保持在额定值附近的某范围内。
频率偏离额定值过大对用户不利,可能使用户的产品质量降低。
按规定:系统频率应保持在50HZ ,其偏差不得超过±0.5HZ :对于大容量系统,频率的偏差不得超过±0.2HZ 。
此外,还应保持电钟指示与标准时间的偏差在任何时候不大于1分钟;对于大容量系统,不得大于30秒。
同时,电力系统的负荷是不断变化的,存在周期为几秒至几十分钟的负荷波动,这种不可预见的负荷波动幅值可达电力系统总容量的2~3%。
此外,一天之内系统负荷有早、晚两个高峰和中午、深夜两个低谷,这种负荷变化基本上是可预见的。
电力系统负荷的不断变化将导致系统频率的波动。
因此,必须根据负荷的变动不断地调节水轮发电机组的有功功率输出,并维持机组的转速(频率)在规定范围内。
这就是水轮机调节的根本任务。
2.实现水轮机调节的途径 通过什么方法与途径完成“水轮机调节”的基本任务呢?为简明起见,仅对一台水轮发电机组带负荷的情况进行讨论。
如图示是水轮发电机组示意图。
水轮发电机组示意图 水轮发电机转动部分是一个围绕固定轴线做旋转运动的刚体,它的运动可由下列方程描述:式中J ----机组惯性矩;ω---角速度,ω=p n/30(n 为机组转速);t M ---水轮机动力矩; g M ---水轮机阻力矩。
水轮机动力矩由水流对水轮机叶片的作用力形成,它推动机组转动,其大小决定于:水头H ,导叶开度a (流量Q ),机组转速等。
由上式可见,实现水轮机调节的途径就是改变水轮机导叶的开度。
3.水轮机调节的特点 水轮机调节具有以下特点: 决定机组出力最基本的因素是水头和流量; 具有两套调节机构的水轮机,在对它们进行调节时,为了达到某种预期的目的,在两套机构之间设有相应的协联机构。
当导叶启闭时由水流的惯性所产生的水击作用通常是与导水机构的调节作用是相反的。