【图文】水轮机调速器基本知识讲解

水轮机调节

1.油压装置安其布置方式可以分为分离式和组合式 两种. 2.调速器的油压装置是由:压力油罐、回油箱、中间油罐、螺杆油泵、补气 阀、 安全阀等组成。 3.齿盘测频回路具有输出频率信号电压的漂移量小,测频精度高的特点。 4.引入测频微分回路可以改善过渡过程的调节品质,提高速度性、缩短调节时 间、减少超调量。 5.位电转换器就是将机械位移信号转换成电信号的位电转换元件。 6.电液转换器室友电气-位移转换和液压放大两部分组成。 7.微机调速器由两部分组成,即微机调节器和液压随动系统。 8.微机型调速器按照输入信号种类的不同,分为模拟量和开关量信号等。 9.电液随动系统由电液转换元件、液压控制元件和执行元件等组成。 10.PLC微机调速器的频率测量采用残压测频时,信号取自母线电压互感器(TV) 或者发电机出口电压互感器;采用齿盘测频时,信号引自安装在水轮机大轴或 发电机大轴上的齿盘脉冲转速探测器。 12.微机调速器在不同运行工况下采用不同的调节规律、控制结构、调节参数 和调节模式。

13.微机型调速器的调节模式有频率调节模式、功率调节模式、开度调节模式。 14.频率调节模式是一种适用于机组空载运行、并入小电网或孤立电网运行和在大电网以调频方式运行的自动调节模式。 15.若机组并入电网运行,微机调速器一般采用开度调节模式或功率调节模式进行控制,其调节规律PI运算。 16.在模拟型电气液压调速器中,一般采用电液转换器将电气信号转换成机械液压信号。 17.微机调速器的电液伺服系统中所采用的电机转换装置有电液伺服阀、步进电机或伺服电机式电液转换器。电液伺服阀、电液比例阀、伺服电机、步进电机、数字阀。 18.调速器整机静态特性实验母的:通过对调速器静特性曲线y=f(n)的测定,确定调速器的转速死区i ,校验永态转差系数bp值,以鉴别调速器的制造和安 x 装质量。 19.调速器的动态实验主要指空载实验、突变负荷实验和甩负荷实验等。 20.空载扰动实验的目的:实在空载工况下以人为的方法向调节系统输入一个阶跃的转速扰动量,在此阶跃输入下,测出不同调节参数时的动态品质,从而确定空载运行时的最佳调节参数,并为带负荷运行确定参数参数提供初步依据。21.突变负

水轮机调速器培训资料

一电力工业概况 电力工业是国民经济的一项基础工业，其发展速度必须超前于国民经济发展的速度。否则其他各项工业必将受到制约。目前，我国缺电严重，2004年上半年全国性缺电，东南及沿海尤为严重。因此，电力工业的发展有严峻的任务和巨大的潜力。 发电厂是直接生产电能的部门，由于所用“燃料”不同，发电厂的种类有：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂以及地热发电厂、太阳能发电厂、磁流体发电厂等，世界各国以前三类发电厂居多。 1 火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气或其他燃烧的化学能生产电能的工厂。其能量转换过程是：燃料的化学能→热能→机械能→电能。火力发电厂又分为凝汽式电厂和热电厂。一般凝汽式电厂的效率大约在30%—40%，大部分的能量被浪费掉。而热电厂生产电能的同时，剩余的热能用于北方居民的取暖，现代化大型的火电厂总体效率在60%—70%。用于发电的效率也只是30%—40%。而且由于热负荷条件的限制以及矿产燃料的过度开采，热电厂不可能大量兴建。 2 水力发电厂是利用江河水流在高处与低处之间存在的位能差进行发电的。它的基本过程是：从河流较高处或水库引水，利用水的压力或流速冲动水轮机转动，将水能转变成机械能，然后水轮机带动发电机旋转，将机械能转化为电能。 与火力发电厂相比，水电厂具有以下特点： （1）利用循环不息的水能发电，可节省大量燃料，而且没有环境污染。 （2）生产过程较简单，所需的运行维护人员较少，容易实现电能生产自动化。 （3）生产效率高，发电成本低，大中型水电厂的发电效率约为80%—90%，成本约为火电厂的1/3～1/4。 （4）水电机组从静止状态启动到满负荷运行，正常时只需4～5分钟，事故时可以缩短到1分钟左右。而火电厂则需数小时，故水电厂能适应负荷的急剧变化，宜于 承担系统的峰荷及作为备用。在水电机组快速开机、停机以及灵活调节负荷的过 程中，水轮机调速器作为执行及控制设备有着至关重要的作用。 另外，水电厂仍存在下面一些缺点： （1）投资较大，工期较长。 （2）受气象，水文等自然条件的影响，有丰水期与枯水期的区别。因而发电不均衡。 （3）由于水库的兴建将淹没一部分土地，给农业生产带来一些不利的影响。 （4）此外，还可能在一定程度上破坏自然界的生态平衡。 3 核电厂也属于火力发电厂的一种形式，它们的区别在于燃料不同，核电厂的主要优点是可以接省大量的煤、石油等燃料，造价虽高，但发电成本比火力发电厂要低30%～50%。

调速器部分讲课

第一章调速系统 第一节概述 一、水轮机调节的概念 为了使水轮发电机组的供电频率稳定在一定的范围内，需要根据负荷变化而调节水轮机出力，这就是水轮机调节。 自动调节系统根据调节原理，分为闭环调节系统和开环调节系统。闭环调节系统是具有反馈的调节系统。即将系统的输出量反送回调节装置的输入端称为反馈。闭环调节系统是根据反馈量和输入量(给定值)的综合结果进行调节控制，也就是系统的输出量对系统的调节作用有直接影响的。 开环调节系统的输出信号没有反馈至输入端，即系统的输出量的变化对调节作用没有直接影响。在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。 二、调速器的基本作用 调速器的基本作用是调节机组转速。随着生产的发展，现在调速器可起调整负荷、成组控制、分配负荷等作用，在引入其他信号作调节依据时还可起其它调节作用。调速器也可用作进行自动控制与操作。水电机组启动快，能适应负荷的变化，故电力系统中常把水电机组作为峰荷和热备用机组，此时自动调速器可以保证机组快速启动，快速带负荷。发生事故时调速器可用来紧急停机以防止事故扩大。 水力发电的过程 水能通过水轮机的导水机构，到水轮机的转轮，然后转换为机械能；机械能通过主轴传给发电机，发电机通过电磁转换变为电能传输给用户。 水轮机调速器，顾名思义，就是调节水轮机转速的机器。对于发电机来说，也就是调节电气频率。发电机所生产的电能，是通过输电线路直接供给各类用户的。发电机组、电网本身不能贮存电能，供给用户的电能只能随发随用。因此，发电、供电、用电三者关系密切，存在着直接的相互影响。在电力系统中，系统的频率与机组出力和电网负荷之间的平衡程度有关，也决定了发电机的转速，和发电机输出电流的交变频率，而系统的总负荷是随电网用户的需要增减的。在电网负荷变化的瞬间，系统内所有机组原有的输出功率与电网负荷的平衡关系即被破坏。此时，如果所有发电机原动机的输入能量不及时地相应变化，势必引起机组转速升高或降低，造成输出电流交变频率及整个系统频率的变化。 对于大电网来讲，这种负荷变化引起频率的变化是由系统内调频电厂调节机组负荷来调整的，对于小电网中的水电站来说，往往由于

交流伺服电机控制式水轮机调速器原理与调试(图片)

交流伺服电机控制式水轮机调速器电气原理及调试方法 一、原理概述 交流伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降，因为是正弦波控制，转矩脉动小。 长控所生产的水轮机调速器采用交流伺服电机作为电-液转换元件。其基本工作原理如下：控制器将PID运算的结果Y（或电手动输出值YSD）通过D/A转换为0-10V电压信号送入放大板，同时进入放大板的信号还有电机位移信号Va和主接力器位移信号Vs。这三个信号通过比较放大后得到一个驱动信号。驱动信号送入交流电机驱动器的SPEED输入端，驱动器根据信号的正负和大小来控制电机的旋转方向和旋转速度。从而带动接力器开关。其控制原理图如下：

导叶反馈入V S +12V DCGQ V a 二、调试方法： 1.电气中位： 首先机械部分调整完毕后，将调速器切至机手动状态,用万用表的DC20V 档监测电机位移传感器输出端与AGND 之间的电压。通过调整传感器的安装位置使电压为<±0.1V 。调整完毕后必须将锁紧螺母锁死！

2.调零调幅： a.调零 将调速器切至机手动状态,操作手轮使接力器全关，调整放大板上的电位器W1，使插头CZ-3（GND）与CZ-7间的电压为 0.05V。 b.调幅 将调速器切至机手动状态,操作手轮使接力器全关，调整放大板上的电位器W2，使插头CZ-3（GND）与CZ-7间的电压为 9.99V。 c.死区补偿电压调整 将调速器切至机手动状态，操作电手动增减开关，使平衡表偏离平衡位置，分别测量放大板CZ-3(GND)与电阻R34、R33之间的电压，并且分别调整电位器W5（开机补偿）、W4（关机补偿），使电压分别为±0.3V左右。然后切至电手动状态，操作电手动增减开关，观察平衡表回零情况。如果回零不理想则可通过W5和W4调整。

水轮机调速器2022

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。 水轮机调速系统组成 ⏹由测速元件、电液转换装置（离心飞摆、比例侍伺服阀、步进电机）、杠杆系统、引导阀、辅助接力器、主配压阀、反馈系统、主接力器等组成。 测速元件 ⏹永磁机-LC测频（已淘汰）

调速器知识

调速器知识 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

一调节系统参数 1 水流惯性时间常数 w T 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征时间，其表 达式为 22 3580 r r a r r J GD n T M N ω ==r w r r LV Q L T gH S gH == ∑ ∑ 式中 w T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为重力加速度 w T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因，也是造 成调节系统不稳定和动态品质恶化的主要因素。在其他条件不变时， w T越大，水流惯性越大，水击作用越显着，则调节过程的振幅越大，振荡次数越多，调节时间越长，以至最后超出稳定范围。 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， Jω r 为额定转速时机组的动量矩， GD2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，越有利于调节系统的稳定，而且在调节过程中能够见效转速的偏差和减缓转速的变化，但有可能使调节时间变长。若T a 过小，将使调节系统难以稳定。 3永态转差系数b p 、永态调差系数e p 调节系统的静特性有两种情况：图1（a ）为无差静特性，表示机组出力不论为何 值，调节系统均保持机组转速n 0，即静态误差为零。图1（b ）为有差静特性，当机组出力增大时，调节系统将保持较低的机组转速，即静态误差不为零，永态调差系数e p 定义为调速系统静特性曲线图上某一规定点的斜率的负数。（反馈为功率反馈） 图1（c ）也为有差静特性，它以接力器行程Y 为横坐标，以机组转速n 为纵坐标 （反馈为导叶反馈）。永态转差系数b p 为 max x f b p 图1（b） 有差静特性 r x f e p 图1（c） 有差静特性 永态转差系数 b p 是电力系统各机组负荷分配的关键参数，根据电厂在系统的作用不同，各电厂调速器的b p 有所不同。当系统负荷变化时，首先由b p 小的机组承当变化后的负荷，再由b p 大的机组承当变化后的负荷。一般担任调峰、调频的机组比非调峰、调频的机组b p 小。 4暂态转差系数b t 暂态转差系数又称软反馈强度。是当永态转差系数为0，并假定缓冲装置不起作用 时，在稳态下的转差系数。（缓冲装置不起衰减作用，可以理解为缓冲器的节流孔完全封闭，此时相当与硬反馈）

水电站水轮机调速器的调试和维护

水电站水轮机调速器的调试和维护 水电站水轮机调速器是控制水轮机转速的重要装置，对于水电站的运行和发电效率起 着至关重要的作用。对水轮机调速器的调试和维护工作至关重要。本文将介绍水轮机调速 器的调试和维护工作，以确保水轮机的正常运行和安全性。 一、调速器的调试 1. 参数设置和校对 在进行水轮机调速器的调试工作时，首先需要对参数进行设置和校对。根据水轮机的 型号和技术要求，对调速器的各项参数进行设置，如转速范围、启停时间、调速灵敏度等。同时需要对参数进行校对，确保参数设置的准确性和稳定性。 2. 运行试验 调速器参数设置完成后，需要进行运行试验。通过设置不同的负荷条件，观察水轮机 的转速和调速器的响应情况，检查调速器的性能是否符合要求。在运行试验过程中，需要 注意观察水轮机的运行情况，及时发现问题并进行调整。 3. 故障排除 在调试过程中，可能会出现一些故障，如调速器响应不灵敏、参数设置错误等。需要 及时排除故障，并进行相应的调整，确保调速器的正常运行。 二、维护工作 1. 定期检查 对水轮机调速器进行定期检查是确保其正常运行的重要措施。定期检查可以发现潜在 问题，及时进行维护和修理。检查内容包括各种传感器的连接情况、电缆的接线是否良好、调速器的外观是否有损坏等。 2. 清洁和润滑 保持调速器的清洁和良好的润滑是其正常运行的保障。定期清洁调速器表面和内部零 部件，确保其不受灰尘和污物的影响。同时需要对各种传动部件进行润滑，减少磨损和摩擦，延长使用寿命。 3. 备件更换 调速器的运行过程中难免会出现一些零部件的损坏和老化，需要及时进行更换。定期 检查调速器的各个零部件，发现损坏或老化的零部件及时更换，确保调速器的正常运行。

第五章 水轮机调速设备

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 dt d 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， ωη rQH 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 dt d 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 dt d ω＜0，水轮机转速降低； 2、g M ＜t M ，减负荷，则dt d 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。这两种状态的特性不同，第一种状态用调节系统的静特性来描述，第二种状态用动特性来描述。 （一）静特性 机组负荷不变，则机组转速恒定，调节系统处于稳定状态下，此时机组转速与机组负荷间的关系称为调速器的静特性。 （二）动特性 机组负荷发生变化时，调节过程中机组转速随时间的变化关系称为调速器的动特性。 二、调速器基本原理 （一）水轮机调速系统的组成 一般由调速柜、接力器、油压装置三部分组成。 1、调速柜 控制水轮机的主要设备，能感受指令并加以放大，操作执行机构，使转速保持在额定范围内。调速柜还可进行水轮机开机、停机操作，并进行调速器参数的整定。 2、接力器 调速器的执行机构，接力器控制水轮机调速环（控制环）调节导叶开度，以改变进入水轮机的流量。 3、油压装置 由压力油罐，回油箱，油泵三部分组成。 中小型调速器的调速柜，接力器和油压装置组合在一起，称为组合式；大型调速器分开设置，称为分离式。 （二）调速器的基本原理 以机械液压型为例来介绍调速器的工作原理。 机械液压式调速器主要有离心飞摆、配压阀、接力器、缓冲器、反馈系统等组成。转速稳定时，飞摆1转速稳定，其下端点在A 处，主配压阀2的活塞杆端点位于B ，其两活塞封住通向接力器3两端油口，接力器不工作，此为初始平衡状态。当机组转速变

调速器讲解

调速器讲解 今天，很荣幸由我来给大家讲课，此次讲课的内容是：调速器。首先，我们讲讲它的作用。 水轮机调速器的作用是通过控制导水叶接力器（桨叶接力器）接力器 的操作油量来控制导水叶(桨叶）的开度大小进而控制水轮机过水流量的 大小来调整水轮机的转速，也就是调整水轮机的转速的作用。 水轮机调速器可按调节对象分为单调节调速器和双调节调速器，即俗 称的单调调速器和双调调速器，也可按调节元件分为机械调速器（即ST 和T型）、电气调速器（DST型和DT型）、微机调速器（即WST型和WT 型）等。 接着，我们来看看它的动作原理：机组正常运行时测频装置采集机组 频率，是通过机组残压PT、网频PT和齿盘来采集--将采集频率与给定频 率（一般是正负502HZ）偏差反馈至调速器，调速器根据频率偏差通过 PID计算结果向步进电机（或比列伺服阀）输出一个控制电压来驱动电机 旋转从而联动引导阀动作---引导阀动作向主配压阀控制腔配油--主配压 阀动作向导叶接力器配油----接力器动作带动导叶动作。 然后，说说平时经常用得到的运行操作。调速器运行操作 6.1调速器系统运行规定 6.1.1调速器正常运行方式为A、B机“远方自动”运行方式； 6.1.2正常情况下，当调速器在“自动”运行方式不能稳定运行，应 手动切为“电手动”运行方式，并设人定点监视；

6.1.3调速系统检修后，对接力器进行充油时必须全行程开关导叶2 至3次，进行排气，并检查有无渗漏油情况； 6.1.4调速系统检修进行排压（或充压）和操作导叶时，必须检查导 水机构转动部分无人作业及无异物，相应工作票全部收回； 6.1.5调速器油泵正常均切“自动”运行，其运行与备用由PLC自动 轮换； 6.1.6检修在拆卸组合阀之前，运行人员必须将组合阀通向压力油罐 油路上的阀门关闭，避免压力油从控制孔喷出； 6.1.7手动操作压油泵时，应注意监视压油槽油压，操作人员严禁离 开现场； 6.1.8正常情况下，压油罐自动补气装置应在“自动”运行方式，当 自动补气装置故障时，应进行手动补气调节油面； 6.1.9调速器油泵、漏油泵检修后，必须手动盘车良好，检查旋转方 向正确；6.1.10自动补气装置故障或其他原因不投运，可以采取手动补 气方式；6.1.11调速器的电气柜上的“远方/现地”方式切换把手，正常 在远方位；6.1.12只有现地运行方式，调速器电气柜的“增加/减少”才 起作用。6.5油压装置手动补气操作6.5.1检查气系统气压正常； 6.5.2将调速器油泵控制把手放“自动”位置； 6.5.3手动打开油压装置排油阀，待压力下降至规定压力时，关闭排 油阀；6.5.4手动打开油压装置补气阀进行补气； 6.5.5当补气至调速器压力达4.0MPa时，关闭补气阀；6.5.6重复3、4、5步，直至调速器油压、油位达正常值。6.6油压装置手动排气操作

水轮机微机调速器

水轮机微机调速器 一、基本概念 水轮机是将水流的流量转换为转轴的旋转机械能的机器。近代水轮机主要作为水力发电的原动机。水流进入水轮机后,水流的能量便发生了改变,最后变成主轴旋转的机械能,这一过程,称为水轮机的工作过程。反映水轮机工作过程特性的一些参数,称为水轮机的工作参数。其中主要的工作参数有:水轮机工作水头、水轮机流量、水轮机功率、水轮机效率和水轮机转速。 水轮机工作水头为水轮机进口截面水流单位能量与出口断面水流单位能量之差。 水轮机工作时,除了需具有一定的水头之外,还要有一定的水量流过水轮机,单位时间流过水轮机既定断面的水量,就称为水轮机流量Q。(Q=Fv,其中F为水轮机过水断面面积,v为过水断面平均流速) 水流流经水轮机时,随着水流能量转变为转能旋转机械嫩,水流便对水轮机做功,单位时间内所做的功,在工程上称为水轮机的功率或出力。水流输入给水轮机的功率 Nt=pgQH(^_^,不好表示密度,就用p表示了) 水轮机效率,就是水流能量的有效利用程度,要注意,水轮机是所有旋转机械中效率最高的设备(大家查查,看是不是),远高于水泵、汽轮机等。 水轮机转速,水轮机主轴单位时间旋转的次数。水轮机额定转速是在设计时选定的同步转速。 二、水轮机的分类

现代的水轮机一般按水流能量转换的特征分为两大类,即反击型和冲击型。目前我们多见的大多数为反击型,反击型里又有混流式、轴流式、斜流式、贯流式。一般来讲水头高的电站用的水轮机类型是混流式、例如三峡水力发电厂、小湾水力发电厂,水头略低的是轴流式,例如葛洲坝,还有的分定浆和转浆式,也就是浆叶的叶片能否调节,福建的孔头电站就是定浆的。水头再低一些,而且流量较大的流域就可以建设贯流式电站了,例如广西长洲(单机45MW)、广西桥巩(单击58MW)等。 一般对调速器而言,如果只有导叶可调,就叫单调机组,导叶、浆叶都能调整的就叫双调机组。 对于水轮机再往深入的讲,我也不清楚了。下面我就具体讲讲调速器相关的知识,会讲到基本功能、工作原理、然后举例(一个实际的设备)讲讲电气部分、液压部分和调节规律等),不足之处大家多多指教了。 水轮机微机调速器 水轮机调速器---也就是调整水轮机转速(也就是发电机组转速)的一种设备,对电网来说说,频率是衡量电能质量的一个重要指标,在中国规定电网频率应该稳定在50Hz,俗称工频。 对于水能发电机组而言,调速器的作用就是控制导叶(浆叶),让机组转速稳定在50Hz 附近(具体标准参考相关国标),空载时(空载一般指水能发电机组已经转起来,导叶开度达到一定开度(接近与当前水头下的空载开度),频率超过45Hz,主开关没有合闸)调速器的主要作用是将机组转速调整到50Hz(有时可跟踪系统频率,一般认为系统频率为 50Hz),等待机组并网.(机组并网需符合三个条件:机组频率=系统频率;机组电压=系统电压;机组相位=系统相位),这称为频率环调整。

【水轮机调速器操作机构在运行中的作用及部分故障分析】水轮机调速器的作用

【水轮机调速器操作机构在运行中的作用及部分故障 分析】水轮机调速器的作用 中小型水电站的水轮机调速器,根据水轮机组的运行工况是多种多样的，已不是单纯地转速自动调节器,而是兼具多种功用的一种自动化装置。运行中的调速器必须能适应机组单独运行及在电力系统中并列运行的多种需要，因此对调速器除了能担负转速自动调节任务外，还要兼具操作机组的功能，使机组启动、并网、调整转速和负荷以及停车等功能。 １、机械液压型调速器由自动调节机构、操作控制机构等两大机构组成。根据运行的操作要求，还附设保护装置，监视仪表和油压装置共同组成一件完整的自动化装置。兹以XT／300型调速器为例,其操作机构是由： 1.1转速与负荷调整机构（简称变速机构及动作原理图如图1所示）。 1.2开度限机构(动作原理图如图2所示)。 1.3人力起动停机机构。 1.4自动手动切接阀等部分组成。下面就以XT/300型调速器运行中控制机构对水轮机调节的基本功能及部分操作机构故障略以分析。 2、XT/300型调速器的部分控制机构对水轮机调节的基本功能介绍。 2.1转速与负荷调整机构（简称变速机构）其作用：当水轮发电机组单车运行时可改变机组的平衡转变，当机组并入电力网系统运行时，可改变机组所承担的负荷分配。 2.2开度限制机构其作用：起动和关闭机组；将导叶开度限制在预定的范围内；用油压或手动控制机组运行。

2.3人力起动停机构其作用：非液压状态下，为了运行的需要，通过人力操作接力器启动或停机操作。 2.4自动、手动切换阀其作用：控制油路在非油压状态及液压状态运行的油路通闭切换功能。 3、在一般情况下机械设备故障，大多是由单一原因引起的，有的故障看似相同，但原因却不同。以下试列出XT/300型调速器在运行中的常见的故障并略谈故障处理方案，让同行者在排除故障时共同参考。 3.1电动操作开度或变速机构时，指针出现时慢或时动时停现象。 故障分析：运行中这类故障是调速箱内摩擦轮压得太松所致。当蜗轮随电动机轴端杆减速转动时，其上的摩擦片有时能带动摩擦轮及其机构动作，指针正常移动，但由于设备失修、日常维护和保养等原因，在系统传动机构中的摩擦阻力矩不是恒定的。当阻力矩过大而超出蜗轮与摩擦轮之间的摩擦力矩时，摩擦片处就打滑，指针就不移动。 故障处理方案：适当拧松摩擦轮前压簧的调节螺母，直至转动。手轮能随摩擦轮平稳旋转，指示机构动作正常，刻度指示正确，而手动时又动作轻便自如就可，并将双螺母拧紧锁定。 3.2运行中电动操作开度或变速机构时，电动机发出嗡嗡超载声响且电动机不转动。 故障分析：(1)电动机本身或电源有问题。(2)减速箱中的齿轮系统受卡等问题。(3)开度限制机构铜螺母与其螺杆间是否有脏物卡阻。(4)开度限制机构铜螺母轴线偏斜与杠杆连接叉头两侧的短销的销孔配合是否有卡阻。 故障处理方案：(1)检查电动机本身和电源线路的情况(2)将电动与手动连接机构的轴端的双螺母作相应调节。(3)清洗减速箱内的脏物，并予保养。(4)开度限制机构的电动与手动连接处双调节螺母松出后，电动机的转动灵活正常，则表明减速箱内的机构是正常的问题可能出在铜螺母与其螺杆间有杂物或配合不良。可用油擦洗铜螺母与螺杆齿合段，使两者自行转动，相互研磨配合。(5)如因铜螺母两销孔口有摩

水轮机调节基础知识

水轮机调节基础知识 水轮机调节基础知识 1、反应电能质量指标：电压和频率。 2、水轮机调节：在电力系统中，为了使水轮发电机组的供电频率稳定在某一规定的范围内而进行的调节。— 3、水轮机调节系统由调节对象和调速器组成。调节对象有引水系统、水轮机、发电机和电力系统。。 4、Kf越大，或者8 f越小，或者转速死区越小，离心摆的灵敏度越高。 5、系统越稳定：TW越小、TA越大、en越大、TD 越大、bp越大 6、Tw大则应增加bt以减小水击。，Ta小则应增加bt 以减小转速变化值。 7、水轮机调节的途径：改变导叶开度或喷针行 程，方法是利用调速器按负荷变化引起的机组转速或频率

的偏差调整水轮机导叶或喷针开度使水轮机动力距和发电机阻力距及时回复平衡从而使转速和频率保持在规定范围内。 8水轮机调节的特点：自动调节系统、一个复杂非线性控制系统、有较长引水管道开启或关闭导叶时 压水管道产生水击、随电力系统容量的扩大和自动化水平的提咼对水轮机调速器的稳定性，速度性，准确性要求高。 9、调速系统的组成：被控对象，测量元件，液压放大元件，反馈控制元件。 10、引导阀的作用：把转动套的位移量的变化变 转变为压力油的流量的变化，去控制辅助接力器活 塞的运动。 11、硬反馈又称调差机构或永态转差机构，输出 信号与输入信号成比例的反馈称为硬反馈或比例反馈。用于实现机组有差调节，以保证并网运行的机组合理地分配负荷。 12、软反馈又称缓冲装置或暂态转差机构或校 正元件，只在调节过程中存在，调节过程结束后，反馈位移自动消失，这种反馈称为软反馈或暂态反馈。作用是提咼调节系统的稳定性和改善调节系统 的品质。 13、硬反馈的作用：实现机组有差调节保证并网运行的机组合理非配负荷。

调速器知识

一调节系统参数 1 水流惯性时间常数 w T 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征时间，其表达式 为 22 3580 r r a r r J GD n T M N ω ==r w r r LV Q L T gH S gH == ∑ ∑ 式中 w T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为重力加速度 w T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因，也是造成 调节系统不稳定和动态品质恶化的主要因素。在其他条件不变时， w T越大，水流惯性越大，水击作用越显著，则调节过程的振幅越大，振荡次数越多，调节时间越长，以至最后超出稳定范围。 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， Jω r 为额定转速时机组的动量矩， GD2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，越有利于调节系统的稳定，而且在调节过程中能够见效转速的偏差和减缓转速的变化，但有可能使调节时间变长。若T a 过小，将使调节系统难以稳定。 3永态转差系数b p 、永态调差系数e p 调节系统的静特性有两种情况：图1（a ）为无差静特性，表示机组出力不论为何值， 调节系统均保持机组转速n 0，即静态误差为零。图1（b ）为有差静特性，当机组出力增大时，调节系统将保持较低的机组转速，即静态误差不为零，永态调差系数e p 定义为调速系统静特性曲线图上某一规定点的斜率的负数。（反馈为功率反馈） 图1（c ）也为有差静特性，它以接力器行程Y 为横坐标，以机组转速n 为纵坐标 （反馈为导叶反馈）。永态转差系数b p 为 max x f b p 图1（b） 有差静特性 r x f e p 图1（c） 有差静特性 永态转差系数b p 是电力系统各机组负荷分配的关键参数，根据电厂在系统的作用不同，各电厂调速器的b p 有所不同。当系统负荷变化时，首先由b p 小的机组承当变化后的负荷，再由b p 大的机组承当变化后的负荷。一般担任调峰、调频的机组比非调峰、调频的机组b p 小。 4暂态转差系数b t 暂态转差系数又称软反馈强度。是当永态转差系数为0，并假定缓冲装置不起作用时， 在稳态下的转差系数。（缓冲装置不起衰减作用，可以理解为缓冲器的节流孔完全封闭，此时相当与硬反馈） 暂态转差系数b t 是防止调节系统出现过调节现象，从而获得稳定的误差调节。增加b t 值有利于调速系统的稳定，但灵敏性变差；反之，会恶化调速系统的动态品质，使调节动作迟缓，转速偏差增大，调节时间加长。并网时，在确保稳定的条件下，应设置较小的b t ，

水轮机组调速器的发展过程及其现状概要

水轮机组调速器的发展过程及其现状概要第一阶段：机械式调速器 早期的水轮机组调速器主要采用机械式调速器，它由调速器机构、传 动机构和调速器头组成。调速器机构通过感应水轮机转速的变化，调整调 速器头的位置，进而改变水轮机的工作状态，以实现调速的目的。这种调 速器具有结构简单、可靠性高的特点，但由于其机械结构的限制，调速范 围较窄。 第二阶段：液压式调速器 随着液压技术的进步，液压式调速器开始被广泛应用于水轮机组。液 压式调速器利用油液作为介质，通过液压控制来实现对水轮机的调速。这 种调速器具有调节灵敏、调速范围宽、响应速度快等优点，能够满足不同 负载条件下的调速需求。但由于液压传动系统的复杂性，液压式调速器的 维护和管理成本较高。 第三阶段：电子式调速器 随着电子技术的发展，电子式调速器逐渐取代了机械式和液压式调速器，成为水轮机组调速的主流。电子式调速器采用电子元器件来实现对水 轮机的调速控制，通过感应水轮机转速的变化，将调速信号转化为控制信号，从而实现对水轮机转速的调节。这种调速器具有调速范围广、响应速 度快、可靠性高等优点，同时还具备数据采集、通信、自动化控制等功能，可以实现对水轮机组的远程监控和运行管理。电子式调速器已成为现代水 电厂智能化调速系统的核心部分。 目前，水轮机组调速器的发展已经进入了数字化和网络化的阶段。随 着物联网、云计算等技术的不断发展，水轮机组调速器正在逐步实现信息

化管理，提高调速控制的精度和可靠性。同时，新型材料、新工艺和新技术的应用，进一步提高了调速器的性能和寿命，降低了维护成本。 总之，水轮机组调速器经历了从机械式到液压式再到电子式的发展过程。目前，电子式调速器已成为水轮机组调速的主流，同时还在不断推进数字化和网络化的发展。随着技术的不断创新和应用，水轮机组调速器将继续提高性能，实现更加智能化的调速控制。

水轮发电机组调速控制系统的说明书

水轮发电机组调速控制系统的说明书概述： 水轮发电机组调速控制系统是一种专门用于水力发电的控制系统， 旨在保证水轮机的运行稳定性和发电效率。该系统由主控制器和水轮 机上的调速器组成。 工作原理： 在水力发电的过程中，水轮机叶轮旋转所带动的发电机的转速需要 保持稳定，同时发电机的输出电压和电流也需要保持在合适的范围内。水轮机转速的控制通过调整水轮机上的调速器的开度来实现，而调速 器的开度则由主控制器发送的指令实现。 主控制器： 主控制器是整个系统的核心部件。它接收水轮机转速和发电机输出 电压、电流等信息，并根据这些信息计算出合适的调速器开度指令。 主控制器还具有自动保护功能，当水轮机的转速或发电机输出电压、 电流等出现异常情况时，主控制器会及时发出报警并采取相应的保护 措施，保证系统的安全运行。 调速器： 调速器是安装在水轮机上的机械装置，它的开度控制着水轮机叶轮 的进水量，从而控制水轮机的转速。调速器的开度可以通过手动调节 或由主控制器发送的指令来实现。

使用方法： 在使用水轮发电机组调速控制系统时，首先需要将主控制器和水轮机上的调速器进行连接，并按照说明书进行正确设置。然后，启动水轮机和发电机，并按照系统要求调整主控制器和调速器的参数。在系统运行过程中，需要定期检查系统的运行状态和各部件的工作情况，如果发现异常情况需要及时处理。 总结： 水轮发电机组调速控制系统是水力发电中必不可少的设备，它可以保障水轮机的运行稳定性和发电效率，同时还具有自动保护功能，提高了系统的安全性。在使用过程中，需要严格按照说明书进行操作，并定期检查系统的运行状态，以确保系统的正常运行。

调速器培训

水轮机调节概述: 水轮机是靠自然水能进行工作的动力机械。水轮发电机组把水能转变为电能供用户使用，用户除了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一范围内，我国电力系统规定：频率应保持在50Hz，对于大容量系统不得超过额定值的±0.2 Hz。 水轮机调节的任务: 水轮机调节的基本任务：1、调节水轮发电机的输出功率；2、维持机组在额定转速范围运行（±0.2Hz）。 电力系统任何时刻的总能量都是平衡的。电力系统的负荷在不停地波动，由于电能不能大量储存，负荷功率的变化将引起频率的相应变化。电负荷和发电机电磁功率的变化可以是瞬时的，原动机输出功率由于调节系统的惯性和时延的存在，不可能实时跟踪发电机电磁功率的瞬时变化，因此在任何瞬间严格地维持电力系统频率不变是不可能的，调速系统的一个主要任务就是要把系统频率对于其额定值的偏移限制在一个相当小的范围内（如±2%）。即根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的功率输出，并维持机组转速在规定的范围内。这就是水轮机调节的基本任务。 水电厂的生产过程如图所示。 水轮机调速器除了完成调节机组频率这一任务外，还负有多种控制功能， 如机组启动、停机、工况转换、增减负荷等。 随着现代电力系统规模不断扩大，单台发电机的容量在整个系统的总容量中所占的比重越来越小。当发电机与系统并网后，发电机的转速已经不能有较大变化，

调速器这时所调节的实际上是水轮机的输出转矩，它正比于发电机的输出功率。当电力系统中发生大的扰动时，将引发电力系统的机电暂态过程，引起机组转子摇摆。如果干扰过大，发电机组又没有适当的控制，机组可能会失去同步。 随着控制理论的发展，微处理器的问世，80年代开始研制微机（液压）调速器。调速器已经有很大的改进，改善水轮机的运行状态。 PID 调节 其中:Kp = 比例增益Ki = 积分增益(1/秒) Kd = 微分增益(秒) 下面就对PID 调节做一个简单介绍。 通俗讲就叫“比例”、“微分”调节规律，自动调节中“积分”调节则起消除和减小静态偏差，可起到精细调节，即PID调节。按偏差的比例、积分和微分进行控制的PID 调节器,比例调节可以减小控制系统惯性时间常数，但相对稳定性降低，而且不能消除稳态误差；积分调节可以消除稳态误差；微分调节可以提高控制系统的稳定性，相应可以增加比例调节放大倍数。PID 调节一般可分为并联和串联PID 两种，微机调速器中以并联PID 调节较为常见，就是比例、积分和微分并行计算综合输出。 水轮机调节系统是一个自动调节系统，它除具有一般闭环控制系统共性外，还值得注意： ①水轮机控制设备是通过水轮机导叶来调节机组流量的，这种调节需要很大的动力（油压系统）； ②水轮机调节是一个复杂的、非线性的过程；由于水流惯性和机组机械惯性，因此程序中设置或在手动调节应掌握如下原则：A.比例操作原则，操作幅度近似转速偏差，如：机组频若为51HZ和54HZ，虽然它们均大于50HZ，但针对前者，关闭导叶幅度可小一点，速度可慢一点。B.超前操作原则，操作中不仅要有机组偏离额定值情况，而且要注意机组向额定值回复速度，如：机组由54HZ下降到51HZ时，虽然它仍大于50HZ，但不应继续关闭导叶，而应使导叶稍微开启一点。 微机调节器自动调节部分框图如下所示：

水轮机调速系统

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△