下载文档原格式
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。
《水轮机调节》课程设计目录第一章水轮发电机组选型 (1)第二章调节保证计算 (2)一、电站基本资料 (2)二、确定计算标准 (2)三、确定计算工况 (3)四、计算和确定有关参数 (3)第三章调节设备选型 (17)一、调速器计算 (17)二、调速器选择 (18)三、油压装置的选择 (19)参考文献 (22)第一章 水轮发电机的选择因为水轮机的同步转速是88.2r/min,所以根据《水轮机原理与运行》书中P268中表14-2可知发电机的磁极对数p=34 飞逸转速：min /12.189r n f =（1）、 确定主要尺寸①极距τ（cm ）和飞逸速度V f 的确定 由水电站机电设计手册-水力机械P159得：)(54.70342168367.3510244f cm P S K n ≈⨯⨯==τ 上式中: K 1为系数8～10，取10。
飞逸线速度：14.22.8812.189≈==ef f n n K ；s m K v f f /96.15054.7014.2≈⨯==τ②定子内径的确定 cm p D i 84.152654.703422≈⨯⨯==ππτ③定子长度l t (cm)的计算 cm n CD S l e i n t 98.1162.8884.152610735.168367262≈⨯⨯⨯==- 上式中：C-----发电机利用系数，由水电站机电设计手册-水力机械P160表3-5取6107-⨯ 定子铁芯外径当166.7e n rpm ≤时, 1.2a i D D τ=+ 当166.7e n rpm ≥a i D D τ=+ 因rpm n e 7.1662.88≤=故cmD D i a 48.161154.701.2+84.15262.1≈⨯=+=τ取整数cmD a 1620=故：发电机的型号为SF165—34/1620第二章 调节保证计算一、电站基本资料E 水电站以发电为主，兼顾灌溉、旅游和养殖。
电站建成后并入系统运行，担任系统基荷，有调峰或调频任务，无近区负荷。
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。
水轮机自动调节课程设计1. 简介水轮机是一种常见的水力发电设备，在电力系统中扮演着重要的角色。
然而，在长期运行过程中，水轮机参数的变动会导致其性能发生变化。
为了保证水轮机的运行效率，人们需要对其进行自动调节。
本文将介绍一个水轮机自动调节课程设计方案。
2. 设计目标本课程设计的目标是让学生掌握水轮机自动调节的原理和方法，并利用所学知识设计一个简单的水轮机自动调节系统。
具体来说，设计目标包括：•理解水轮机自动调节系统的基本原理和组成结构•掌握水轮机性能参数的测量和分析方法•学习PID控制器的基本原理和调节方法•利用所学知识设计一个水轮机自动调节系统，并进行调试与测试3. 设计内容3.1 水轮机性能参数的测量在进行水轮机自动调节之前，需要先了解水轮机的性能参数，例如转速、流量、水头等。
学生将利用传感器和数据采集卡实现对这些参数的测量，并对测得的数据进行分析和处理。
3.2 PID控制器的调节PID控制器是水轮机自动调节系统的核心组成部分。
学生将学习PID控制器的基本原理和调节方法，包括调节参数的选择和调试等。
3.3 水轮机自动调节系统的设计在掌握了水轮机性能参数测量和PID控制器调节方法后，学生将根据设计要求设计一个水轮机自动调节系统，并进行系统搭建和调试。
3.4 系统测试与评估为了验证水轮机自动调节系统的性能，学生将进行系统测试和评估，并对测试结果进行分析和总结。
4. 教学方法本课程设计采用“理论+实践”的教学模式。
具体来说，将采用如下教学方法：•理论授课：介绍水轮机自动调节系统的基本原理和组成结构，讲解水轮机性能参数的测量和分析方法，讲解PID控制器的基本原理和调节方法。
•实验指导：通过模拟实验和实际实验等方式，对学生进行实验指导，帮助学生掌握水轮机自动调节系统的设计和调试方法。
•论文撰写：要求学生根据设计要求撰写相关的论文，包括设计思路、实验方案、实验结果和结论等。
•作业评定：要求学生提交实验报告，并对提交的报告进行评定，评定标准包括报告内容、技术实现、实验结果和分析总结等。
⽔轮机⾃动调节第⼀章发电启动控制的组成及过程在⽔⼒发电过程中，⾸先将⽔能通过⽔轮机转换为旋转的机械能，再经由同步发电机转换为三相交流电能，然后电能通过变电、输电、配电及供电系统送⾄电⼒⽤户消耗。
当电⼒系统有功负荷（电能消耗）发⽣变化时，必然引起整个系统能量的不平衡，从⽽引起系统频率发⽣波动。
为了保证电能的频率稳定，必须对⽔轮发电机组的转速进⾏控制。
⽔轮机调速器承担着控制机组转速的任务，调速器通过检测机组的转速与给定值⽐较形成转速偏差，转速偏差信号再经过⼀定的控制运算形成调节型号，然后通过功率放⼤操纵导⽔机构控制⽔能输⼊，使⽔能输⼊与电⼒有功负荷相适应。
同样，当电⼒系统电⼒⽆功不平衡时，将会引起系统电压发⽣波动，励磁装置承担着稳定电压的作⽤，并且励磁系统能够改善并⽹运⾏发电机的功⾓稳定性。
2.⽔轮机调节系统的组成及各元件的作⽤⽔轮机⾃动调节系统是由⽔⼒系统、⽔轮发电机组及电⼒系统所组成的调节对象和调速器组成的。
调速器包括了测量元件、⽐较元件、放⼤元件、执⾏元件和反馈元件等。
测量元件（离⼼飞摆）作⽤是将机组转速信号转换为相应的机械位移信号。
放⼤元件（配压阀和接⼒器构成的液压放⼤器）作⽤是把测量元件输出的机械位移量进⾏功率放⼤，通过执⾏元件操作控制笨重的倒⽔机构。
设置反馈元件的⽬的是对放⼤元件进⾏校正，改变调速器的控制规律，以保证⽔轮机调节系统动态稳定性。
接⼒器兼作执⾏元件，操作⽔轮机的开度。
⽐较元件（由弹簧、轴承、滑环等组成）在A点位置保持不变时，⼈为调整转速给定把⼿，弹簧⼒发⽣变化，离⼼⼒必须相应变化，相当于离⼼飞摆转速或机组转速发⽣了变化。
4.⽔轮机调速器是如何分类的？1.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（模拟电⽓液压型；数字电⽓液压型⼜名微机调速器）2.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）3.按控制策略分：PI调节型，PID调节型，智能控制型4.按执⾏机构数⽬分：单调节调速器，双调节调速器5.按⼯作容量分：⼤型，中型，⼩型和特⼩型第⼆章5.分析建模基础以应⽤最为⼴泛的缓冲室式机械液压型调速器为例，它是由测量元件，放⼤元件，反馈元件，永态转差机构等构成，⾸先测量元件的作⽤是将机组转速信号转换为相应的机械位移信号，然后由放⼤元件把测量元件输出的机械位移量进⾏功率放⼤，通过执⾏元件操作控制笨重的导⽔机构，设置反馈元件的作⽤是对放⼤元件校正，改变调速器的控制规律，以保证⽔轮机调节系统动态的稳定性，再通过⽔轮发电机组利⽤转速变化来调整⽔轮发电机组的有功输出，这就是⽔轮机调节系统的建模基础6.⽔轮机特性及其表述，调节系统原理简图，调节特性有差⽆差，为什么进⾏有差调节，什么时候进⾏⽆差调节调节系统⼯作特性1)⽆反馈作⽤时。
