第五章 水轮机调速器
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《水轮机及辅助设备》项目五水轮机调速器水轮机调速器是水力发电厂中非常重要的一个设备,它的作用是调节水轮机的转速,使得其在不同负荷下能够以稳定的转速运行,从而提供稳定的发电能力。
水轮机调速器的性能直接影响到水力厂的安全运行和发电效率,因此其设计和运行要求十分严格。
水轮机调速器主要由调节机构、调节装置和传动机构等部分组成。
其中,调节机构是水轮机调速器的核心部分,其主要功能是根据负荷需求,通过调整调节元件的位置,控制水轮机的进水量和进水角度,从而实现对水轮机转速的调节。
调节装置则是调节机构与进水阀门、导叶等连接的部分,用于传递调节机构调节水轮机转速的信号;而传动机构则是将调节机构的旋转运动转化为水轮机进水阀门、导叶等的运动。
水轮机调速器的设计要兼顾多种因素,包括负载特性、安全性能、稳定性等。
首先,对于不同负荷情况下的水轮机转速调节要求,需要进行准确的计算和模拟,以确定合适的调节机构参数。
其次,为了保证水轮机的安全运行,调节机构需要具备响应速度快、调节范围广、调节精度高等特点。
此外,水轮机调速器还应具备良好的稳定性,不受外界干扰和负载变化的影响。
在水轮机调速器的选型和使用过程中,还需要考虑到一些特殊因素和附加功能。
比如,一些大型水力发电站通常需要用到多台水轮机,这就需要考虑到多台水轮机之间的协同和配合;同时,还有一些水力发电站需要利用水轮机调节器来实现对电网频率的调节。
在选型过程中,还需要兼顾经济性和可靠性,选择具有合适性能和适合工况的调速器。
水轮机调速器的运行和维护也需要注意一些问题。
首先,要定期检查和维修调速器的零部件和传动机构,确保其正常运行。
其次,要严格按照厂家的操作规程进行操作,避免操作错误引发事故。
最后,要及时排除调速器可能存在的故障,防止故障扩大。
总之,水轮机调速器在水力发电厂中扮演着非常重要的角色。
它的设计和运行要求非常严格,需要考虑到负载特性、安全性能和稳定性等多种因素。
在选型和使用过程中,还需要兼顾特殊要求和附加功能。
水轮机调速器结构及工作原理水轮机调速器是水轮机系统中的重要设备,其主要功能是控制水轮机的转速,以满足不同负载工况下的运行要求。
本文将从结构和工作原理两个方面介绍水轮机调速器的基本知识。
一、水轮机调速器的结构水轮机调速器一般由调速机构、液压控制系统和电气控制系统三部分组成。
1. 调速机构调速机构是水轮机调速器的核心部分,它通过改变水轮机的导叶开度来调节水轮机的转速。
调速机构主要由调节器、传动装置和导叶机构组成。
调节器是水轮机调速器的关键部件,它通过接收输入信号,控制传动装置的运动,从而改变导叶的开度。
常见的调节器有液压调节器和电动调节器两种。
传动装置是将调节器的运动转化为导叶运动的装置,常见的传动装置有丝杠传动和液压传动两种。
导叶机构是通过传动装置将调节器的运动传递给导叶,改变导叶的开度。
导叶机构主要由导叶轴、导叶臂和导叶组成。
2. 液压控制系统液压控制系统是水轮机调速器的控制部分,它通过控制液压元件的工作状态,实现对调速机构的控制。
液压控制系统一般由液压泵站、液压缸和液压阀组成。
液压泵站负责提供液压能源,液压缸负责执行调速机构的运动,液压阀负责控制液压缸的工作状态。
3. 电气控制系统电气控制系统是水轮机调速器的辅助部分,它通过控制电气元件的工作状态,实现对液压控制系统的控制。
电气控制系统一般由控制柜、传感器和执行器组成。
控制柜负责接收输入信号和控制输出信号,传感器负责感知水轮机的运行状态,执行器负责执行控制柜的输出信号。
二、水轮机调速器的工作原理水轮机调速器的工作原理主要是通过调节水轮机的导叶开度来改变水轮机的转速。
当负载增加时,调速器接收到输入信号后,调节器会发出相应的指令,通过传动装置将运动转化为导叶的运动,导叶的开度逐渐增大。
导叶开度增大会减小水轮机叶片与水流的夹角,使水轮机的输出功率增加,从而使转速稳定在设定值附近。
当负载减小时,调速器接收到输入信号后,调节器会发出相应的指令,通过传动装置将运动转化为导叶的运动,导叶的开度逐渐减小。
第五章 水轮机调速设备第一节 调速设备的目的与作用一、水轮机调节的任务通过调节流入水轮机流量的大小,是机组出力与外界负荷相适应,保证机组在额定转速下运行,从而保证机组发出的电流频率满足电力系统的要求。
水轮机调节的具体任务是:1、随外界负荷的变化,迅速改变机组的出力。
2、保持机组转速和频率变化在规定范围内。
3、启动、停机、增减负荷,对并入电网的机组进行成组调节(负荷分配)。
二、调节途径水轮发电机组的运动方程式为g t M M dtd J -=ω (5—1) 式中:J ——机组转动部分的惯性矩,对一定机组为常数;ω——机组转动角速度,60n πω=dt d ω——机组转动角加速度; t M ——水轮机的主动力矩,由水流对水轮机叶片作用形成,推动机组转动,ωηrQH M t =;g M ——发电机的阻力矩,发电机定子对转子作用力矩与t M 方向相反。
机组型号确定后则J 为定值,当t M =g M 时dtd ω=0,则转速稳定,机组稳定工作。
若电力系统负荷变化时,则引起发电机g M 变化,g M ≠t M ,就会使dt d ω≠0,会引起两种结果:1、g M >t M ,增负荷,则dtd ω<0,水轮机转速降低; 2、g M <t M ,减负荷,则dtd ω>0,水轮机转速升高, 从1、2可知,只要g M ≠t M 必会引起水轮机转速变化,而水轮机转速变化将会引起电流频率的变化,若频率f 不变只需dt d ω=0即t M =g M 这就需要不断调整水轮机主力矩t M 来适应不断变化的发电机阻力矩g M 。
水轮机引入流量的改变是通过调节水轮机导叶开度来实现的。
水轮机随着机组负荷的变化而相应地改变导叶开度(或针阀行程),使机组转速恢复并保持为额定值或某一预定值的过程称为水轮机调节。
(N 变化 —— a 0变化—— Q 变化 —— n=n e )调节实质:调节转速水轮机调节所用的调节装置称为水轮机调速器。
第二节 水轮机调速设备组成、类型及选型一、调节设备的特性在水轮机调节系统适应负荷变化而保持转速不变的过程中,其工作状态有两种:一是转速不变的稳定状态,二是调节过程的调节状态。
水轮机调速器引言水轮机调速器是一种用于调节水轮机转速的装置。
水轮机是一种将水能转化为机械能的装置,广泛应用于水电站发电和工业生产中。
水轮机调速器的主要功能是根据负荷变化调节水轮机转速,以维持发电系统的稳定运行。
本文将介绍水轮机调速器的工作原理、常见类型以及应用领域。
工作原理水轮机调速器的工作原理基于负荷-速度特性曲线。
当负荷增加时,水轮机的速度会下降。
为了维持发电系统的稳定运行,水轮机调速器会通过调节水轮机的水量来使其速度恢复到设定值。
在水轮机调速器中,水量的调节通常是通过控制水轮机的导叶开度来实现的。
当负荷增加时,水轮机调速器增大导叶开度,增加水量,从而提高水轮机的转速。
相反,当负荷减小时,水轮机调速器减小导叶开度,减少水量,使水轮机转速降低。
常见类型机械式调速器机械式调速器是最早出现的水轮机调速器类型之一。
它通过机械装置来调节导叶的开度,从而控制水轮机的水量。
机械式调速器的优点是结构简单,可靠性高。
然而,由于机械传动存在摩擦和磨损的问题,机械式调速器的调节精度较低,响应速度较慢。
因此,在现代化的水轮机系统中,机械式调速器的应用逐渐减少。
液压式调速器液压式调速器是目前广泛应用于水轮机调速的一种技术。
它采用液压传动来调节导叶开度,实现对水量的精确控制。
液压式调速器具有调节精度高、响应速度快的优点,可以更好地适应负荷的变化。
液压式调速器通常由液压系统、传感器和控制器组成。
电子式调速器电子式调速器是近年来发展起来的一种水轮机调速器类型。
它采用电子控制技术来实现对水轮机的调速。
电子式调速器具有调节精度高、响应速度快、可编程性强等优点。
它可以通过设置不同的控制模式和参数,适应不同的工况要求。
电子式调速器还可以与其他自动控制系统进行集成,实现智能化的调速控制。
应用领域水轮机调速器广泛应用于水电站和工业生产中。
在水电站中,水轮机调速器是调节水轮机转速的关键设备,直接影响到电网负荷的稳定性和电能发电的效率。
在工业生产中,水轮机调速器用于调节水轮机的转速,控制生产线的运行速度。
水轮机调速器培训教材XX市科音自控设备有限公司前言根椐近几年来,天津市科音自控设备有限公司举办调速器培训班的经验,及一些电站的实际调试经验,我们编写了新版的调速器培训教材,为使本教材达到深入浅出的效果,参考了一些理论书籍,使本教材真正达到理论联系实际。
教材涵盖了天津市科音自控设备有限公司的大部分产品,及当前市场上其它有代表性的产品,具有一定的实用价值。
2001年5月,天津市科音自控设备有限公司研制的步进式PCC可编程智能调速器已成功应用于龙羊峡水电站,对小水电的两台YWT-600型微机调速器进行了改造。
在此基础上研制了数字阀PCC可编程智能调速器,该项目是国家科技部创新基金项目(项目编号:04C26211201022)。
该产品已在多个水电站成功投运,并被《世界经理人周刊》《经济日报.名牌时报》等媒体评为2005年中国500最佳新产品之一。
教材以创新基金项目“数字阀PCC智能调速器”为重点,介绍了调速器的构成、工作原理、操作和调整方法,同时介绍了步进式PMC微控制器调速器的相关内容,调速器的静态和动态特性,微机调速器的工作状态,调速器的试验方法和现场参数选择方法,以及油压装置的工作原理等。
希望通过培训使学员能够掌握调速器的基本原理,能够正确使用调速器,对调速器进行必要的日常维护。
避免由于操作和维护不当而造成调速器故障。
在编写过程中得到了天津市科音自控设备有限公司研发部部长钱军辉,工程师:张伟朋、丛燕、黄炎彬的大力支持,在此表示衷心感谢。
不当和遗漏之处,恳请大家不吝指正。
编者2006年 10月于天津市科音自控设备有限公司目录目录 (I)第一章概述 (1)1.1水轮机调速器的任务: (1)1.2水轮机调速器的种类: (1)1.3调速器的型号说明 (1)1.4水轮机调节系统的特点 (1)1.5调速器一览表 (2)第二章水轮机调节系统的静态和动态特性 (3)2.1水轮机调节系统静态特性 (3)2.1.1永态转差系数 (3)2.1.2转速死区ix (4)2.1.3人工频率死区Ef(ef)和人工开度/功率死区Ey/p (4)2.2微机调速器动态特性 (5)第三章微机调速器的工作状态 (7)3.1停机等待(TJDD)状态 (7)3.2开机(KJ)过程 (7)3.3空载(KZ)状态 (8)3.4负载(FZ)状态 (8)3.5甩负荷(SFH)过程 (8)3.6调相(TX)状态 (8)3.7停机(TJ)过程 (9)第四章数字阀PCC智能调速器的特点及构成 (10)4.1主要特点 (10)4.2主要功能 (11)4.3调速器的构成 (11)第五章数字阀PCC智能调速器的电气工作原理 (14)5.1可编程计算机控制器(PCC) (14)5.1.1 中央处理器(CPU) (14)5.1.2 数字量输入模块(DI) (15)5.1.3 数字量输出模块(DO) (16)5.1.4 模拟量输入模块(AI) (16)5.1.5 模拟量输出模块(AO) (17)5.1.6 数字量混合模块和模拟量混合模块 (17)5.2YZFT系列数字阀PCC智能调速器(中小型)电气原理图 (17)5.3ZFST系列数字阀PCC智能调速器(大型)电气工作原理 (17)5.3.1 PCC的配置 (17)5.3.2 导叶接力器反馈回路 (20)5.3.3 桨叶接力器反馈回路 (20)5.3.4 测频电路 (20)5.3.5 桨叶电磁阀驱动回路 (20)5.3.6 导叶电磁阀驱动回路 (21)5.3.7 电源 (21)5.3.8 人机界面 (21)第六章数字阀PCC智能调速器的操作方法 (22)6.1触摸屏使用方法 (22)6.1.1 操作显示画面 (22)6.1.2 参数设置画面 (22)6.1.3 功能选择画面 (23)6.1.4 故障诊断画面 (23)6.1.5 试验画面 (23)6.1.6 帮助画面 (23)6.2.1 开机前的准备 (23)6.2.2手动开机 (24)6.2.3电手动开机 (24)6.2.4自动开机 (24)6.3并网 (24)6.3.1 跟踪网频 (24)6.3.2 停止跟踪网频 (24)6.3.3 并网运行 (25)6.4正常停机 (25)6.4.1手动停机 (25)6.4.2电手动停机 (25)6.4.3自动停机 (25)6.5紧急停机与复归 (25)6.6手、自动转换 (25)6.6.1自动切至手动 (25)6.6.2 手动切至自动 (25)第七章数字阀PCC智能调速器的静态调整 (26)7.1调速器二次接线后的检查工作 (26)7.2导叶接力器的位置调整 (26)7.3桨叶接力器的位置调整(仅双调有此项) (27)7.4转速表调整 (27)第八章 YWBT系列步进式PMC微控制器调速器 (28)8.1主要特点 (28)8.2步进式PMC调速器的构成及工作过程 (28)8.3调节器工作原理 (29)8.3.1微控制器的结构 (29)8.3.2A/D 转换器 (31)8.3.3电源监视器 (31)8.3.4 开关量输入通道 (32)8.3.5人机界面 (32)8.3.6 步进电机控制回路 (32)8.3.7 接力器反馈回路 (33)8.3.8测频电路 (33)8.3.9电源 (34)8.3.10操作回路及指示电路 (34)8.4调速系统工作过程 (34)8.5操作方法 (34)8.5.1 开机 (34)8.5.2 并网 (34)8.5.3 正常停机 (35)8.5.4 紧急停机 (35)8.5.5 复归 (35)8.5.6 手自动切换 (35)8.6调试步骤 (35)8.6.1 全开、全关位置调整 (35)8.6.2 转速表调整 (35)第九章 YWFT系列数字阀PMC微控制器调速器 (36)9.1主要特点 (36)9.2数字阀PMC调速器的构成及工作过程 (36)9.3调节器工作原理 (37)9.3.1 电气原理图 (37)9.3.2 脉宽调制(PWM)输出 (37)9.4人机界面的操作方法 (39)9.4.2 参数的修改方法 (39)第十章步进电机式调速器机械液压系统构成及工作原理 (42)10.1步进电机式电液转换器 (42)10.1.1中、小型步进电机式电液转换器 (42)10.1.2大型步进电机式电液转换器 (44)10.2主配压阀 (45)10.2.1 中小型主配压阀 (45)10.2.2大型主配压阀 (46)第十一章数字阀调速器机械液压系统构成及工作原理 (47)11.1二通插装阀 (47)11.1.1 二通插装阀的基本结构与原理 (47)11.1.2 主阀单元 (48)11.2电磁球阀(图11-7) (52)11.3位移变送器 (53)11.4数字阀调速器 (53)11.4.1小型数字阀调速器 (53)11.4.2大、中型数字阀调速器机械液压工作原理 (55)11.4.3双调节数字阀调速器 (57)11.4.4冲击式数字阀调速器 (59)11.5分段关闭阀 (61)11.6事故配压阀 (61)第十二章油压装置工作原理 (62)12.1油泵 (62)12.1.1齿轮泵 (62)12.1.2螺杆泵 (62)12.2组合阀 (62)12.2.2调整安全阀 (64)12.2.3调整卸荷阀 (64)12.2.4卸载阀检查 (64)12.2.5单向阀检查 (64)12.3空气逆止阀(图12-2) (65)12.4自动补气阀(图12-3) (66)12.5磁翻板液位计 (67)12.6油混水信号器 (67)12.7自动补气装置 (68)12.8空气过滤器 (69)第十三章调速器的试验 (70)13.1静态特性试验 (70)13.2动态试验 (70)13.2.1手动方式空载试验 (70)13.2.2自动方式空载试验 (70)13.2.3自动开机试验 (70)13.2.4手/自动切换试验 (70)13.2.5正常自动停机试验 (70)13.2.6紧急停机试验 (70)13.2.7甩负荷试验 (70)13.2.8带负荷连续72小时运行试验 (70)第十四章调速器现场参数选择方法 (71)14.1PID参数选取原则 (71)14.2PCC调速器现场参数选择方法 (71)14.3PMC调速器现场参数选择方法 (71)14.4调节参数BT T D T N与K P K I K D的关系 (71)第一章 概 述1.1水轮机调速器的任务:水轮机调速器的基本任务是不断地调节水轮发电机组的输出功率,维持机组的转速(频率)在额定转速(频率)的规定范围内。
什么是水轮机调速器?水轮机调速器的作用是什么?水轮机调速器的发展历程是怎样的?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。
图1-1 水轮机调节系统构成图水轮机调速器作用是保证水轮发电机的频率稳定、维持电力系统负荷平衡,并根据操作控制命令完成各种自动化操作,是水电站的重要基础控制设备。
水轮机调速器问世以来,水轮机调速器先后经历了三代的发展:水压放大、油压放大式的机械式液压调速器(20世纪初-20世纪50年代)、模拟电路加液压随动系统构成的电液式调速器(20世纪50年代-20世纪80年代)和微机调节器配以相应的机械液压系统构成的微机调速器(20世纪80年代至今)。
目前微机调速器以可靠性高、操作简便全面取代其他类型的调速器。
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。
调速器分类表小型调速器 中型调速器 大型调速器W≤1000Kg.m接力器调速功1000Kg.m<W≤7500Kg.mW>7500Kg.m2、微机调速器依据调节器(电气部分)及机械液压系统(机械部分)的不同形式,有以下区分:2.1按调节器的硬件构成有单片机、工控机、可编程控制器三大类调节器。
其中单片机、单版机构成的调节器由于可靠性差、故障率高等多方面原因,已趋于淘汰。
目前可编程控制器以其高度的可靠性成为调节器构成首选。
水轮机调速器期末复习资料第一章水轮机调节的基本概念水轮机调节系统由被控制系统(调节对象)和被控制系统(调节器)所组成,对水电站而言,调节器就是调速器。
由于水电站是一个水、机、电综合系统,一方面机组与压力引水道有水力上的联系,另一方面又与电力系统有电气上的联系。
因而调节对象包括机组(水轮机和发电机)、引水道和电网。
国家电力部门规定,电网的额定频率为50Hz(赫兹),大电网(容量大于3000MW)允许的频率偏差为±0.2Hz,小电网(容量小于3000MW)允许的频率偏差为±0.5。
水轮机调节的任务就是解决如何能使机组转速(频率)保持在额定值附件的某个范围之内。
水轮机调节的实质就是:根据偏离额定值的转速(频率)偏差信号,调节水轮机的导水机构和轮叶机构,维持水轮发电机机组功率与负荷功率的平衡。
调节进入水轮机的流量,对于混流式水轮机,采用改变导叶开度的办法;对于转桨式水轮机,采用同时协联改变导叶开度和转轮叶片角度的办法;对冲击式水轮机,采用同时协联改变喷针行程和折向器开度的办法来实现。
水轮机调速器是水电站水轮发电机组重要的辅助设备之一,它除了控制机组的转速之外,还与电站二次回路或微机监控系统相配合,完成如下的工作:(1)进行机组的正常操作:机组的开停机、增减负荷以及发电、调相等各种工况的相互切换。
(2)保证机组的安全运行:在各种事故情况下,机组甩掉全部负荷后,调速系统应能保证机组迅速稳定在空载转速或根据指令信号,可靠地紧急停机。
(3)实现机组的经济运行:按要求自动分配机组间的负荷。
按调速器元件结构分类——可分为机械液压型和电气液压型两大类。
按调速器容量的大小分类——可分为大型调速器、中小型调速器和特小型调速器。
按调速器调节规律分类——可分为PI型和PID型调速器。
按调速器所用油压装置和接力器是否单独设置分类——可分为独立式和分离式调速器。
YT-6000;YDT-18000;WST-100型号的含义。
三联水电水轮机数字调速器(培训教材)武汉三联水电控制设备有限公司2004年10月15日目录第一章水轮机调节的基本任务 (3)一、水轮机调节系统的结构 (4)二、水轮机调节系统的特点 (4)第二章水轮机调速系统的标准和特性 (7)一、水轮机调速系统的标准 (7)二、水轮机调速系统的特性 (8)三、水轮机调速器的动态特征 (9)四、水轮机调节系统的动态特性 (13)第三章水轮机调速器的控制算法 (15)一、PID控制算法 (15)二、桨叶控制器 (18)第四章水轮机微机调速器的硬件 (23)第五章水轮机微机调速器的形式 (27)一、调速器的发展 (27)二、调速器的分类 (28)三、冗余式可编程调速器 (29)第六章水轮机微机调速器的功能和运行 (34)一、参数可调范围 (35)二、功能要求 (36)三、软件 (49)第七章水轮机微机调速器的机械液压执行机构 (58)一、比例伺服阀+数字阀+机械开限/纯手动组成机械冗余结构 (58)二、步进式机械液压系统 (59)第八章水轮机微机调速器的故障处理 (63)一、空载频率摆动 (63)二、负载漂移 (63)三、接力器抖动 (64)四、切换故障 (65)五、甩负荷 (65)六、与水头有关的故障 (66)七、自检 (66)第一章水轮机调节的基本任务水轮发电机组把水能转变为电能供生产、生活使用。
用户在用电过程中除要求供电安全可靠外,对电网电能质量也有十分严格的要求。
按我国电力部门规定,电网的额定频率为50Hz(赫兹),大电网允许的频率偏差为±0.2Hz。
对我国的中小电网来说,系统负荷波动有时会达到其容量的5%~10%;而且即使是大的电力系统,其负荷波动也往往会达到其总容量的2%~3%。
电力系统负荷的不断变化,导致了系统频率的波动。
因此,不断地调节水轮发电机组的输出功率,维持机组的转速(频率)在额定转速(频率)的规定范围内,就是水轮机调节的基本任务。
水轮机调速器是水电站发电机组的重要辅助设备,他与电站那二次回路或计算机监控系统相配合,完成水轮发电机组的开机、停机、增减负荷、紧急停机等任务。
三联水电水轮机数字调速器(培训教材)武汉三联水电控制设备有限公司2004年10月15日目录第一章水轮机调节的基本任务 (3)一、水轮机调节系统的结构 (4)二、水轮机调节系统的特点 (4)第二章水轮机调速系统的标准和特性 (7)一、水轮机调速系统的标准 (7)二、水轮机调速系统的特性 (8)三、水轮机调速器的动态特征 (9)四、水轮机调节系统的动态特性 (13)第三章水轮机调速器的控制算法 (15)一、PID控制算法 (15)二、桨叶控制器 (18)第四章水轮机微机调速器的硬件 (23)第五章水轮机微机调速器的形式 (27)一、调速器的发展 (27)二、调速器的分类 (28)三、冗余式可编程调速器 (29)第六章水轮机微机调速器的功能和运行 (34)一、参数可调范围 (35)二、功能要求 (36)三、软件 (49)第七章水轮机微机调速器的机械液压执行机构 (58)一、比例伺服阀+数字阀+机械开限/纯手动组成机械冗余结构 (58)二、步进式机械液压系统 (59)第八章水轮机微机调速器的故障处理 (63)一、空载频率摆动 (63)二、负载漂移 (63)三、接力器抖动 (64)四、切换故障 (65)五、甩负荷 (65)六、与水头有关的故障 (66)七、自检 (66)第一章水轮机调节的基本任务水轮发电机组把水能转变为电能供生产、生活使用。
用户在用电过程中除要求供电安全可靠外,对电网电能质量也有十分严格的要求。
按我国电力部门规定,电网的额定频率为50Hz(赫兹),大电网允许的频率偏差为±0.2Hz。
对我国的中小电网来说,系统负荷波动有时会达到其容量的5%~10%;而且即使是大的电力系统,其负荷波动也往往会达到其总容量的2%~3%。
电力系统负荷的不断变化,导致了系统频率的波动。
因此,不断地调节水轮发电机组的输出功率,维持机组的转速(频率)在额定转速(频率)的规定范围内,就是水轮机调节的基本任务。
水轮机调速器是水电站发电机组的重要辅助设备,他与电站那二次回路或计算机监控系统相配合,完成水轮发电机组的开机、停机、增减负荷、紧急停机等任务。
水轮机调速器的工作原理水轮机调速器是水力发电厂中非常重要的设备,它的主要作用是控制水轮机的转速,以确保水轮机在各种工况下都能稳定运行。
水轮机调速器的工作原理涉及到液压控制、机械传动和自动调节等多个方面,下面我们将详细介绍其工作原理。
首先,水轮机调速器通过调节导叶的开度来控制水流进入水轮机的量,从而控制水轮机的转速。
导叶的开度由液压控制系统来实现,液压控制系统通过控制液压阀来调节液压缸的工作状态,进而改变导叶的开度。
当需要提高水轮机的转速时,液压控制系统会使液压缸伸出,导叶打开,增加水流量;相反,当需要降低水轮机的转速时,液压控制系统会使液压缸缩回,导叶关闭,减少水流量。
这样,水轮机的转速就能够得到有效地调节。
其次,水轮机调速器还包括了机械传动系统,用于传递导叶的开度到水轮机转子上。
机械传动系统通常由齿轮、链条或传动带等组成,它们能够将液压控制系统调节的导叶开度准确地传递给水轮机转子,从而实现转速的调节。
这样,液压控制系统和机械传动系统共同协作,保证了水轮机调速器的准确性和可靠性。
此外,水轮机调速器还具有自动调节功能,能够根据水轮机的负荷变化自动调节水轮机的转速。
当负荷增加时,水轮机调速器会自动增加导叶的开度,增加水流量,以提高水轮机的转速;相反,当负荷减小时,水轮机调速器会自动减小导叶的开度,减少水流量,以降低水轮机的转速。
这种自动调节功能能够使水轮机在不同负荷下都能够稳定运行,保证了水力发电厂的正常供电。
总之,水轮机调速器的工作原理涉及液压控制、机械传动和自动调节等多个方面,通过这些方面的协作,水轮机调速器能够准确、可靠地控制水轮机的转速,保证水力发电厂的正常运行。
希望本文能够对水轮机调速器的工作原理有所帮助,谢谢阅读!。
水轮机调节培训教材第一章水轮机调节概述第二章微机调速器结构及原理第三章本站调速器讲解第四章微机调速器一般故障处理第五章现场设备讲解第一章 水轮机调节概述一、水轮调节的任务系统对发电机组产生两方面的影响:1) 系统负荷变化→系统电压发生变化→发电机励磁装置动作→发电机端电压恢复并保持在许可范围内。
2) 系统负荷变化→系统电流的频率f 发生变化,由于f 是磁极对数p 和转速n 的函数→发电机调速器动作→发电机的转速恢复并保持在许可范围内。
水轮发电机组把水能转变成电能供用户使用,用电户除要求供电安全、可靠外,还要求电能的频率及电压在额定值附近某一范围内,若频率偏离额定值过大,就会直接影响用户的产品质量。
按照规定,电力系统的额定频率应保持在50HZ ,其偏差不应超过士0.2HZ ,有关标准对额定电压及其偏差值也有相应的规定。
电力系统的负荷是不断变化的,存在着变化周期为几秒至几十分的负荷波动,这种负荷波动的幅值可达系统容量的2% ~ 3%,而且是不可预见的。
此外,一天之内系统负荷有上午、晚上两个高峰和中午、深夜两个低谷,这种负荷变化基本上是可以预见的,但从低谷向高峰过渡的速度往往较快,如有的电力系统记录到每分钟负荷增加达到系统容量的1%。
电力系统负荷的不断变化必然导致系统频率的变化。
水轮发电机一般是三相同步发电机,其频率f 与转速n 之间有着严格的关系式:60np f (2-1) 式中:p 为发电机磁极对数;n 为发电机转速(r/min );f 为频率(HZ )。
发电机的磁极对数p 是由发电机的结构确定的,对于运行中的机组一般是固定不变的,所以发电机的输出频率实际上是随着水轮发电机组转速的变化而变化。
而水轮机的转速是由导叶开度控制的,因此,水轮机调节的基本任务就是当电力系统负荷发生变化、机组转速出现偏差时,通过调速器相应地改变水轮机导叶开度,使水轮机转速保持在规定的范围之内,从而使发电机组的输出功率和频率满足用户要求。