水轮机调速器系统知识讲解共78页

1．调速器的基本作用是什么？调速器的基本作用是：(l)能自动调节水轮发电机组的转速，使其保持在额定转速允许偏差内运转，以满足电网对频率质量的要求。

(2)能使水轮发电机组自动或手动快速启动，适应电网负荷的增减，正常停机或紧急停机的需要。

(3)当水轮发电机组在电力系统中并列运行时，调速器能自动承担预定的负荷分配，使各机组能实现经济运行。

(4)能满足转桨式、冲击式水轮机双重协联调节的需要。

2．我国反击式水轮机调速器系列型谱中有哪些类型？反击式水轮机调速器系列型谱中主要包括：(1)机械液压式单调节调速器。

如：T－100、YT－1800、YT一300、 YTT － 35等。

(2)电气液压式单调节调速器。

如：DT-80、YDT－1800等。

(3)机械液压式双调节调速器。

如：ST－80、ST-150等。

(4)电气液压式双调节调速器。

如：DST-80、DST一200等。

另外，仿前苏联的中型调速器CT－40，重庆水轮机厂生产的中型调速器CT-1500作为系列型谱的代用品，仍在一些小型水电站中使用。

3．调节系统常见故障的主要原因有哪些？调速器本身以外的原因造成的，大体可归纳为：(1)水力因素由于引水系统水流的压力脉动或振动而导至水轮机的转速脉动。

(2)机械因素主机本身摆动。

(3)电气因素发电机转子和走子的间隙不均匀，电磁力不平衡，励磁系统不稳而使电压振荡，永磁机制造和安装质量不佳而导致飞摆电源信号的脉动。

由调速器本身原因造成的故障：在处理这类问题之前，首先应当确定故障的属类，然后再进一步缩小分析和观察的范围，尽快找到故障的结所症在，以便对症下药，迅速排除。

在生产实践中遇到的问题往往很复杂，原因也很多。

这就要求除认真掌握调速器的基本原理外，对各种故障的表现形式、检查方法及处理对策等，都应全面地了解。

4．YT系列调速器主要有哪些组成部分？YT系列调速器主要由以下几部分组成：(1)自动调节机构包括飞摆与引导阀、缓冲器、永态调差机构、反馈机构的传递杠杆装置、主配压阀、接力器等。

水轮机调节及调速器基本知识基本概念⏹国际电工委员会对调速系统的定义：用来检测转速偏差x，并将它按一定特性转换成主接力器的偏差y的一些装置和机构的组合体。

⏹y的变化就是导叶开度的变化，开度的变化导致流量Q的变化，从而改变了水轮机主动力矩M t，以力图减小或消除转速偏差x，以使转速保持恒定。

调节的途径水轮机调节系统●系统结构：水轮机调节系统的结构图调速器主要元件作用⏹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时，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，使偏离恢复到给定值。

⏹反馈元件的作用是使调节系统的工作稳定。

调速器主要作用⏹未并网前：调整机组转速⏹并网后：通过调整导叶开度调整机组有功出力。

⏹正常开停机。

⏹电气事故情况下紧急关闭导叶，以防止事态扩大。

步进电机调速器组成系统结构图机械结构⏹柜内部布置有上搁板、底板。

上搁板上布置有步进电机、驱动器、位移传感器、开度指示机构、手操机构等。

底板上安装有滤油器，紧急停机电磁配压阀、压力表，检修阀门等。

引导阀、主配压阀布置在底板下。

⏹刮片式滤油器供给引导阀及应急阀块用油，压力表指示滤油器后部的压力值。

工作原理⏹正常运行时,步进电机驱动器接受电气控制信号，驱动步进电机旋转，步进电机带动丝杠运动，丝杆将电机的转动变成直线位移：位移传感器将丝杠位移信号送至PCC，当丝杆的位置与PCC 所要求的值相同时，步进电机停止转动，电--位移伺服系统完成闭环调节。

⏹丝杠的位移信号经过杠杆带动引导阀，控制辅助接力器，主配压阀，驱动主接力器运动，主接力器的位移信号经机械反馈机构，杠杆送至引导阀，使引导阀回中，液压随动系统完成跟随调节。

⏹紧急停机时，紧急停机电磁阀接受停机信号，切断导叶引导阀的油源,实现紧急停机。

⏹手操机构用于检修，试验和纯机械手动运行时的控制。

正常运行的开度限制由PLC通过步进电机实现，手操机构放到经验位置。

一调理系统参数1水流惯性时间常数 T w水流惯性时间常数是指在额定工况下，表征过水管道中水流惯性的特色时间，其表达式22LV为T a J r GD n r T w Q r LM r3580N r gH r S gH r式中 T w为水流惯性时间常数，Q r为水轮机设计流量，H r为水轮机设计水头，S为每段过水管道的截面面积，L为相应每段过水管道的长度，V为响应每段过水管道的流速，G为重力加快度T w表示过水管道水流的惯性，它是水轮机主动力矩变化存在滞后的主要原由，也是造成调理系统不稳固和动向质量恶化的主要要素。

在其余条件不变时，T w越大，水流惯性越大，水击作用越显着，则调理过程的振幅越大，振荡次数越多，调理时间越长，以致最后高出稳固范围。

2机组惯性时间常数机组惯性时间常数是指机组在额定转速时的动量矩与额定转矩之比。

其表达式为式中 T a为机组惯性时间常数，Jωr为额定转速机遇组的动量矩，2GD为机组飞轮力矩，M r为机组额定转矩，N r为发电机额定功率，n r为机组额定转速T a的物理意义是：在与发出额定功率相当的额定转矩下，机组由静止达到额定转速所需要的时间。

T a越大，越有益于调理系统的稳固，并且在调理过程中能够奏效转速的偏差和减缓转速的变化，但有可能使调理时间变长。

若T a过小，将使调理系统难以稳固。

3 永态转差系数b p、永态调差系数e p调理系统的静特征有两种状况：图1（ a）为无差静特征，表示机组卖力无论为什么值，调理系统均保持机组转速n0，即静态偏差为零。

图1（ b）为有差静特征，当机组卖力增大时，调理系统将保持较低的机组转速，即静态偏差不为零，永态调差系数e p定义为调速系统静特征曲线图上某一规定点的斜率的负数。

（反应为功率反应）图 1（ c）也为有差静特征，它以接力器行程Y 为横坐标，以机组转速n 为纵坐标（反应为导叶反应）。

永态转差系数b p为x f x fb p e p0 1.0y=Y/Y max0 1.0p=P/P r图1（b）有差静特征图1（c）有差静特征永态转差系数b p 是电力系统各机组负荷分派的重点参数，依据电厂在系统的作用不一样，各电厂调速器的b p 有所不一样。

什么是水轮机调速器？水轮机调速器的作用是什么？答：水轮机调节是通过水轮机调节系统根据机组转速的变化不断地改变水轮机过流量来实现的。

水轮机调节系统是由调节控制器、液压随动系统和调节对象组成的闭环控制系统（如图1-1）。

通常把调节控制器和液压随动系统统称为水轮机调速器。

水轮机调速器调速器有哪些类型？如何划分？水轮机调速器的分类方法较多，按调节规律可分为PI和PID调速器；按系统构成分为机械式调速器（机械飞摆式）、电液式调速器及微机调速器；实际应用中常用是以下几种区分方式：1、按我国水轮机调速器国家型谱以及调速器行业规范，调速器分为：中、小型调速器；冲击式调速器；大型调速器等。

中、小型调速器以调速功大小来区分，冲击式调速器以喷针及折向器数目来区分，大型调速器以主配压阀名义直径来区分。

1000Kg.m＜W≤7500Kg.m3、按照调速器的适用机组类型分为：冲击式调速器、单调、双调。

冲击式调速器适用于冲击式水轮发电机组；单调适用于无轮叶调节的混流式、轴流定桨式等水轮发电机组；双调适用于有轮叶调节的轴流转桨式、灯泡贯流式水轮发电机组。

调速器德操作功如何计算？调速器的大小依据操作功确定，操作功的计算有多种方法，最简单的估算公式为：注：冲击式不能用该公式Q：机组额定流量，m3/s计，生产上又缺乏严格的元器件老化、筛选过程以及严格的焊接工艺保证等多方面原因，未能根本解决可靠性问题。

因此逐步退出了市场，但由于成本低廉，依然有些厂家生产。

后随着基于IPC（工业控制微机）和PLC（可编程逻辑控制器）等通用处理器平台的不断发展完善。

国内迅速的将可靠性能高的IPC和PLC等通用微机平台应用于水轮机调速器领域，实现了调节器的硬件可靠性的进步，放弃了以单板机、单片机及基于8098、8086等的双微机作为主机硬件平台的专用调节器之路。

IPC（工业控制微机）是通过对个人计算机（PC）的板路、内存以及机箱等进行专门电磁兼容设计，使它能应用于环境恶劣的工业控制环此宜优先选用PLC作为调速器的调节控制核心。

水轮机调速器培训课件水轮机调速器培训课件是水利能源行业中非常重要的培训教育手段之一，水力发电站的运行质量和安全性直接关系到人民的生命财产安全。

由于水轮机调速器的重要性，各地水利能源单位纷纷加强对水轮机调速器的管理、使用和维护，并通过培训机构对运行人员进行相关培训。

本文将从以下几方面介绍水轮机调速器培训课件的重要性、内容、培训方式以及必要性，并探讨课件改进的可行性和发展趋势。

一、重要性水轮机调速器是水力发电机组的重要组成部分，是控制水轮机转速的关键设备。

了解和掌握水轮机调速器的结构、原理和控制方法，对于操作人员来说至关重要。

如果操作不当，可能会导致水轮机转速过高或过低，由此造成的设备损坏会引发重大经济损失，甚至会造成人员伤亡。

因此，水轮机调速器的培训课件具有非常重要的意义，它可以使操作人员更加深入地了解水轮机调速器，掌握正确的操作方法，提高设备的运行质量和安全性。

二、内容水轮机调速器培训课件的内容通常涵盖以下几个方面：1. 基本知识：介绍水轮机调速器的基本概念、分类和原理等。

2. 调速器结构：介绍水轮机调速器的结构和组成部分，包括机械和电气两个方面。

3. 调速器控制：介绍水轮机调速器的控制方法，包括PID 控制、模糊控制、神经网络控制等。

4. 问题处理：介绍水轮机调速器常见的故障和处理方法，包括手动控制、自动调整、联锁保护等。

三、培训方式水轮机调速器培训的方式多种多样，可以根据实际情况进行选择。

以下是一些常见的培训方式：1. 线下培训：针对单个或少量操作人员，由专业培训机构在现场进行授课和实操，效果较好。

2. 网络培训：通过网络平台提供水轮机调速器培训课程，随时随地学习，无时间和地域限制。

3. 自我学习：对于有一定水平的操作人员，可以通过阅读相关资料和学习视频，自行学习并掌握水轮机调速器的操作方法。

四、必要性水轮机调速器的管理、使用和维护必须得到严格的监督和管理。

通过水轮机调速器培训课件，可以促进操作人员对水轮机调速器运行的深入理解，提高其操作技能和技术水平。

调速器系统一、 水轮机调速器的任务：水轮发电机是将水能转换成电能的机械装臵，水轮机调速器是控制水轮发电机组在各种工况下，安全运行的控制设备之一，它的任务是：控制水轮发电机组自动开机、停机、转速调节、负荷调整、机组各种运行工况的转换、机组或电力系统故障时紧急停机。

必要时还可以通过调速器的手动方式操作机组运行。

调速器在作转速调节和负荷调整时，其任务的实质时维持进入水轮机的能量和发电机组输出的电能之间的平衡。

二、调速器维持发电机组输入和输出能量平衡途径：因此在水轮机中，设臵有便于控制的导水叶，调整导水时的开度，就改变进入水轮机的流量，改变了动力矩，维持能量平衡，从而使机组持速保持在规定的范围里。

三、水轮机调节系统的组成：水轮机的调节系统由被控系统和水轮机调速器两大部分组成，如图（1），被控系统由压力过水系统、水轮机、发电机和电力负荷组成。

调速器一般由转速（和频率）测量机构，调节决策和执行机构三大部分组成。

水轮发电机组频率(转速)被控系统调速器 水轮机调速器四、水轮机调节系统的特点：水轮机调节系统是一个典型的自动控制系统，它除了一般闭环控制系统的共性外，还有如下特点：1、其调节机构控制的是巨大的水流，所需的操作力十分巨大，而控制导水开启和关闭的速度又相对快，所以执行机构的操作功率较大。

所以，一般采用液压执行机构。

2、水轮机压力过水系统存在着水流惯性，调节水体流量时会发生水锤和水压变化，这种水压变化对转色的影响，正好与调节作用相反。

对调节系统的稳定带来不利的影响。

3、导水叶关闭速度和规律有严格限制导水叶是控制进入水轮机能量的机构。

水轮发电机组输出的电能是随机变化的，而且变化较快。

为了维持输入量能与输出电能平衡，导叶开启和关闭本应该压力引水 系统调节机构 水轮机 发电机 电力网 执行机构 调节决策 测 量快速。

但是，由于导叶快速关闭会产生过高的水压上升，会导致压力钢管破裂，危机电站安全。

过快开启导水叶会在引水管的某些部分产生负压，导致引水管损坏，所以在调速器中必须设臵导水叶关闭和开启速度的调整机构，而且，调速系统投入运行时，首先要将导水叶关闭速度按调节保证计算提供的数据调整好！导水叶关闭速度过慢时，对调节系统稳定不利。