【精品课件】水电站调速系统
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水电厂调速器系统(机械)简介
1.3水轮机调节的组成
引水系统
水轮发电机组
电力系统
水轮机调节系统由调速器和 调节对象组成, 水轮机调节系 统的调节对象是水轮发电机组， 广义地说还应该包括与机组相 连接的引水系统和电力系统。 而调速器严格地说除了其本体 还有油压装置。
调速器
导水机构 水能
机组
电能
转速 给定
执行元件
放大元件
测量元件
反馈元件
1.1 水轮机调节的任务
电力系统的负荷总是在不断变化的，其中有些随机变化的负荷是 不可预见的。一天之内有上午、晚上两个高峰和中午、深夜两个低 谷，这种周期性变化负荷是可预见的。而负荷的变化会引起系统频 率的变化。
水轮发电机组把水能变成电能供用户使用，用户除要求供电安全 可靠外，还要求电能的频率及电压保持在额定值附近的某一范围内， 若频率偏离额定值过大，就会直接影响用户的产品质量。对大电力 系统要求频率波动值不超过±0.4（±0.2Hz），对于中小型电网，则 要求频率波动值不超过±1％（±0.5Hz）。
u 在单机运行时用来维持机组转速恒定（按频率调节）； u 承担机组启动、停机、并网和增减负荷等操作； u 在并网运行时，按有差特性承担系统的负荷，实现 按功 率调节、按开 度调节、按频率调节、按水位调节； u 是水电站与机组的安全监控系统的执行装置之一。事故时通过紧急停 机电磁阀或事故配压阀快速关闭导叶（或折向器）切断水流，使机组紧 急停机，保护机组及电站安全。
水电水厂电调厂速调系统速（系机统械简）介简介
CONTENT
目 录
水轮机调节的基本概念 调速器的发展及分类 调速器系统的构成及原理 设备常见故障案例分析
调速器相关题库
目 录
CONTENT
水轮机调节的基本概念 1.1 水轮机调节的任务 1.2 水轮机调节的途径 1.3 水轮机调节系统的组成及特点 1.4 水轮机调速器的功能
调速器讲义课件
19
三. 本站调速器油压装置的介绍
液压系统图
20
三. 本站调速器油压装置的介绍
液压系统图
21
三. 本站调速器油压装置的介绍
调速器机械控制部分 所有液压件都设计安装在液压集成块上，液压 件之间的联接由集成块内部的油道完成，全部取消明管，从而可大大提 高操作油压力。
22
三. 本站调速器油压装置的介绍
11 、
33
三. 本站调速器油压装置的介绍
12 、
34
三. 本站调速器油压装置的介绍
13、
35
四. 本站调速器油压装置缺陷处理
历史遗留的缺陷
1、本站调速器改造历程 2009.9投入使用 2011.4 伺服比例阀更换为比例阀 2015.1更换（力士乐）比例电磁阀。 2、油管的改造 安装未按设计要求，将7mm壁厚的钢制弯换成了5mm壁厚，按照设计要求 全部更换。
12
4.水轮机调节器的特点
技术标准对Ta和Tw的规定：
水轮机引水系统水流惯性时间常数Tw： 对于PID型调速器，不大于4s； 对于PI型调速器，不大于2.5s； 机组惯性时间常数Ta： 对于反击式机组，不小于4s； 对于冲击式机组，不小于2s。 比值Tw/Ta不大于0.4。
13
二. 水轮机微机液压型调速器
7
2.水轮机调节原理
水力发电就是将本来消耗在河床路程上的水能通过筑坝或引水等最经济
安全的方法收集储存在水库中，推动水电站内的水轮机转动，由水轮机将水能 转换成旋转机械能，再由水轮机带动发电机旋转，由发电机将旋转机械能转换 成电能，由此过程产生的合格电能供用户使用。
水电厂示意图
8
dω dt
2.水轮机调节原理
水轮机调节ppt课件
水轮机调速器有多种类型，调速器一般由： 测量元件、放大元件、校正元件等环节组成。
整理版课件
28
4、调速器机械柜内各主要部件性能、结构 （1）主配压阀
主配压阀是液压放大元件，它的主要作用 是分配压力油进入接力器的开侧油腔或关侧 油腔，控制接力器的开和关。
是表征大型调速器的重要参数
遮程是影响调速机特性的因素之一
整理版课件
45
3、步进电机电液转换器/机械液压随动系统型调速器方块图
整理版课件
（3）对轴流转浆式、水斗式水轮机，需增加一套协调
结构，实现双重调整理节版课。件
11
二 调节系统的特性
•
水轮机调节系统
调速系统
调速器 随动系统 油压装置
调节对象
整理版课件
12
调节系统 工作状态
调节前后的 稳定状态
静态特性
调节开始到终 了的过渡过程
动态特性
整理版课件
13
二 调节系统的特性
1、调节系统的静态特性
整理版课件
32
（4）紧急停机电磁阀 属于保护设施之一
动作的条件：机组运行中，几乎所 有紧急停机令的实施通道。
整理版课件
33
（5）导、轮叶接力器作用 调速控制的执行机构 关闭规律影响调节过程的动态品质 整定开、关时间 设置分段关闭阀
整理版课件
34
5、调速器油压装置各主要部件 （1）压油泵
生产压力油，是调速系统的能源。 （2）压力油罐 （3）回油箱 （4）输油管
38
（4）调速器系列
第一部分：基本特性和类型
大型：无代号； 中小型带油压装置：Y； 特小：T
机械液压：无代号； 电动调节：D
单调：无代号； 双调：S
整理版课件
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4、调速器机械柜内各主要部件性能、结构 （1）主配压阀
主配压阀是液压放大元件，它的主要作用 是分配压力油进入接力器的开侧油腔或关侧 油腔，控制接力器的开和关。
是表征大型调速器的重要参数
遮程是影响调速机特性的因素之一
整理版课件
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3、步进电机电液转换器/机械液压随动系统型调速器方块图
整理版课件
（3）对轴流转浆式、水斗式水轮机，需增加一套协调
结构，实现双重调整理节版课。件
11
二 调节系统的特性
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水轮机调节系统
调速系统
调速器 随动系统 油压装置
调节对象
整理版课件
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调节系统 工作状态
调节前后的 稳定状态
静态特性
调节开始到终 了的过渡过程
动态特性
整理版课件
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二 调节系统的特性
1、调节系统的静态特性
整理版课件
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（4）紧急停机电磁阀 属于保护设施之一
动作的条件：机组运行中，几乎所 有紧急停机令的实施通道。
整理版课件
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（5）导、轮叶接力器作用 调速控制的执行机构 关闭规律影响调节过程的动态品质 整定开、关时间 设置分段关闭阀
整理版课件
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5、调速器油压装置各主要部件 （1）压油泵
生产压力油，是调速系统的能源。 （2）压力油罐 （3）回油箱 （4）输油管
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（4）调速器系列
第一部分：基本特性和类型
大型：无代号； 中小型带油压装置：Y； 特小：T
机械液压：无代号； 电动调节：D
单调：无代号； 双调：S
水轮机调速系统的工作原理35页PPT
Thank you
水轮机调速系统的工作原理
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
水轮机调速系统的工作原理
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
现代水轮机调速系统108页PPT
现代水轮机调速系统
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
第04章电气调速系统ppt课件
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图4－9
调压调速 在此方法中，由于电动机在任何转速下磁通都不变，只是改 变电动机的供电电压，因而在额定电流下，不论在高速还是 低速下，电动机都能输出额定转矩，故称这种调速方法为恒 转矩调速。这是它的一个极为重要的特点。
图4－9 调压调速的机 械特性 A1－－固有特性 A2、A3－－人为特性
;
调压调速的特点： (1)调节细，可实现无级调速，平滑性好。 (2)物性硬度不变，相对稳定性好。 (3)调速过程能耗低，可节省减压起动设备，经济性好。 (4)调速范围宽〔10～12）。
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2、无静差调速控制
2、无静差调速控制
U da K U U c＋ 1 Ut而 d U f n
无静 U g 差 U f则 U 时 da U c＋ 1 U t d
UUgUf由 1 Utd 来补 IdR 偿 d的变化达到
;
四、直流电动机的PWM调速原理
1按电源种类可分为直流和交流1直流调速系统1直流发电机直流电动机gm系统2交磁放大机直流电动机skkm系统3晶闸管直流电动机scrm系统4脉宽调制直流电动机pwm系统二电动机无级调速的类型二无级调速类型2交流调速系统1变极对数2变转差率3变电源频率2按电动机特性分为恒功率和恒转矩交流1恒功率调速在调速过程中电动机始终输出额定功率而输出转矩与转速成反比
1、开环系统
从调速控制原理上可将调速系统分为开环调速系统和 闭环调速系统。 1、开环调速系统，如图 4一2所示，调速是通过改变给定信 号，经过控制环节而实现的。开环控制由于不能克服外界 扰动带来的转速变化，故不能进行精确的速度控制。
图 4一2 开环调速系统结构 ;
2、闭环系统
稳速――使电动机转速不随外界扰动而变化，始终能精确 地保持在给的的数值上。
图4－9
调压调速 在此方法中，由于电动机在任何转速下磁通都不变，只是改 变电动机的供电电压，因而在额定电流下，不论在高速还是 低速下，电动机都能输出额定转矩，故称这种调速方法为恒 转矩调速。这是它的一个极为重要的特点。
图4－9 调压调速的机 械特性 A1－－固有特性 A2、A3－－人为特性
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调压调速的特点： (1)调节细，可实现无级调速，平滑性好。 (2)物性硬度不变，相对稳定性好。 (3)调速过程能耗低，可节省减压起动设备，经济性好。 (4)调速范围宽〔10～12）。
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2、无静差调速控制
2、无静差调速控制
U da K U U c＋ 1 Ut而 d U f n
无静 U g 差 U f则 U 时 da U c＋ 1 U t d
UUgUf由 1 Utd 来补 IdR 偿 d的变化达到
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四、直流电动机的PWM调速原理
1按电源种类可分为直流和交流1直流调速系统1直流发电机直流电动机gm系统2交磁放大机直流电动机skkm系统3晶闸管直流电动机scrm系统4脉宽调制直流电动机pwm系统二电动机无级调速的类型二无级调速类型2交流调速系统1变极对数2变转差率3变电源频率2按电动机特性分为恒功率和恒转矩交流1恒功率调速在调速过程中电动机始终输出额定功率而输出转矩与转速成反比
1、开环系统
从调速控制原理上可将调速系统分为开环调速系统和 闭环调速系统。 1、开环调速系统，如图 4一2所示，调速是通过改变给定信 号，经过控制环节而实现的。开环控制由于不能克服外界 扰动带来的转速变化，故不能进行精确的速度控制。
图 4一2 开环调速系统结构 ;
2、闭环系统
稳速――使电动机转速不随外界扰动而变化，始终能精确 地保持在给的的数值上。
调速器课件
调速器电气部分
电 调 柜
第一节 TC210概述
TC210主要功能
调节功能:
自动频率控制、自动负荷控制 控制功能: 水轮机起动顺序控制，泵工况 起动顺序控制、水机停机顺序控制，泵工 况停机顺序控制、参数控制(PID) 监视功能: 故障监测 (自诊断功能)、故 障报警、机组事故停机 过程接口: 与机组接口、与监控系统(LCU) 接口 操作接口: 远方控制、现地控制
水轮机调速器的分类
按元件结构的不同，可分为机械液压型和
电气液压型。 按调节规律可分为PI和PID型 按反馈的位臵，可分为辅助接力器型、中 间接力器型及电子调节器型。 按执行机构的数目可分为单调节和双调节 调速器。 按调速器的工作容量，可分为大、中、小 型。
水轮机控制系统的静态特性
PLC的功能
PLC启动，程序初始化和自检测 PLC上电后即开始起动程序。起动程序首先进行CPU、 内存自检，确认各模块已于I/O总线连接。然后执行梯形 图程序，初始化模拟量模块，检测故障信号。来自Pick up的信号在第一次程序扫描时被读取并参与程序执行。最 后程序的数字量输入及输出都被更新，CPU对内部故障信 号进行检测。 手自动切换 SM100速度监测和转速开关信号 水轮机执行器、接力器行程限制 IPC切换 水泵工况起停控制 水泵工况优化控制 PLC与IPC、WINPC通讯的监视 报警功能，作为WINPC的备用
PID控制部分
水轮机转速信号及转速信号的滤波(模块1，2) 功率传感器及功率信号滤波(模块11) 负荷参考PO，频率参考fO，永态转差率bp(模块6， 7，8，9) 直接负荷响应和负荷参考线性化(模块10) PID模块(模块3，4，5) 位臵控制模块(Pos. ctrl.) 开限控制模块(Limit ctrl.)
水电站 调速系统工作原理
水电站调速系统工作原理水电站调速系统是指控制水轮发电机的转速和输出功率的系统。
它通过调节水轮机进水量和叶片角度，使水轮机的转速保持在稳定的工作状态，以满足电网的需求。
本文将详细介绍水电站调速系统的工作原理。
一、水电站调速系统的组成水电站调速系统主要由水轮机、水轮机调节器、水轮机控制系统和电网组成。
1. 水轮机：水轮机是水电站的核心设备，它将水的动能转化为机械能，驱动发电机发电。
2. 水轮机调节器：水轮机调节器是用来调节水轮机叶片角度和进水量的装置。
它根据电网负荷的变化，控制水轮机的转速和输出功率。
3. 水轮机控制系统：水轮机控制系统是水电站调速系统的核心部分，它根据电网的负荷变化和调节信号，控制水轮机调节器的动作，实现水轮机的调速和输出功率的控制。
4. 电网：电网是水电站调速系统的负荷依据，根据电网的负荷需求，调节水轮机的输出功率。
二、水电站调速系统的工作原理水电站调速系统的工作原理可以分为两个层次：水轮机调节器的调节和水轮机控制系统的控制。
1. 水轮机调节器的调节水轮机调节器通过调节水轮机叶片角度和进水量来控制水轮机的转速和输出功率。
当电网负荷增加时，水轮机调节器会增大叶片角度，使水轮机进水量增加，从而提高水轮机的转速和输出功率；当电网负荷减少时，水轮机调节器会减小叶片角度，使水轮机进水量减少，从而降低水轮机的转速和输出功率。
2. 水轮机控制系统的控制水轮机控制系统接收电网负荷信号和调节信号，根据电网负荷的变化和调节需求，控制水轮机调节器的动作。
当电网负荷增加时，水轮机控制系统会发送信号给水轮机调节器，使其增大叶片角度，增加进水量；当电网负荷减少时，水轮机控制系统会发送信号给水轮机调节器，使其减小叶片角度，减少进水量。
水轮机控制系统还会监测和保护水轮机的运行状态，当水轮机出现故障或异常情况时，及时采取相应的措施，确保水轮机的安全运行。
三、水电站调速系统的作用水电站调速系统的主要作用是保持水轮机的稳定运行，使其能够按照电网负荷的变化，调节输出功率，满足电网的需求。
(ppt版)调速器系统培训讲义
须知
第二页，共四十九页。
1、水轮机调速器系统(xìtǒng)的任务与分类 • 调速器系统的任务
A、维持机组在额定转速(zhuàn sù)范围，确保机 组的输出功率； B、完成机组开机、停机、增减负荷、紧急停 机等控制。
第三页，共四十九页。
• 调速器系统的分类
系统组成(zǔ chénɡ)
调速器电气(diànqì)局 部
第四十五页，共四十九页。
－ 油压装置 系统 (zhuāngzhì)
补气阀2
• B303系列(xìliè)自动补气阀
第四十六页，共四十九页。
• 一次调频
各机组并网运行时,受外界负荷变动 (biàndòng)影响,电网频率发生变化,这时, 各机组的调节系统参与调节作用,改变各 机组所带的负荷,使之与外界负荷相平衡. 同时,还尽力减少电网频率的变化,这一 过程即为一次调频.
• 电/机转换装置是电－机转换器和电－ 液转换器的总称。
• 电－机转换器：将微机(wēi jī)调节器送来 的电气信号，转换、放大成具有一定驱动
力的机械位移输出。如，伺服电机、步 进电机
• 电－液转换器：把微机调节器送来的电 气信号转换、放大为相应的液压流量控 制信号输出。如，比例伺服阀
第九页，共四十九页。
比例(bǐlì)伺服阀
• 它是一种电气控制的 引导阀，比例伺服阀 的功能是把微机调节 器输出的电气控制信 号转换为与其成比例 的流量输出信号，用 于控制带辅助(fǔzhù)接 力器〔液压控制型〕 的主配压阀。
比例(bǐlì)伺服阀的表示符号
BA
S V
TP
第十二页，共四十九页。
比例(bǐlì)伺服阀控制主配压阀原理框图
电厂水轮机调速器系统(xìtǒng)
第二页，共四十九页。
1、水轮机调速器系统(xìtǒng)的任务与分类 • 调速器系统的任务
A、维持机组在额定转速(zhuàn sù)范围，确保机 组的输出功率； B、完成机组开机、停机、增减负荷、紧急停 机等控制。
第三页，共四十九页。
• 调速器系统的分类
系统组成(zǔ chénɡ)
调速器电气(diànqì)局 部
第四十五页，共四十九页。
－ 油压装置 系统 (zhuāngzhì)
补气阀2
• B303系列(xìliè)自动补气阀
第四十六页，共四十九页。
• 一次调频
各机组并网运行时,受外界负荷变动 (biàndòng)影响,电网频率发生变化,这时, 各机组的调节系统参与调节作用,改变各 机组所带的负荷,使之与外界负荷相平衡. 同时,还尽力减少电网频率的变化,这一 过程即为一次调频.
• 电/机转换装置是电－机转换器和电－ 液转换器的总称。
• 电－机转换器：将微机(wēi jī)调节器送来 的电气信号，转换、放大成具有一定驱动
力的机械位移输出。如，伺服电机、步 进电机
• 电－液转换器：把微机调节器送来的电 气信号转换、放大为相应的液压流量控 制信号输出。如，比例伺服阀
第九页，共四十九页。
比例(bǐlì)伺服阀
• 它是一种电气控制的 引导阀，比例伺服阀 的功能是把微机调节 器输出的电气控制信 号转换为与其成比例 的流量输出信号，用 于控制带辅助(fǔzhù)接 力器〔液压控制型〕 的主配压阀。
比例(bǐlì)伺服阀的表示符号
BA
S V
TP
第十二页，共四十九页。
比例(bǐlì)伺服阀控制主配压阀原理框图
电厂水轮机调速器系统(xìtǒng)