反击式水轮机的调速功
反击式水轮机工作原理

反击式水轮机工作原理一、引言反击式水轮机是一种常见的水力发电设备,其工作原理是利用水流的动能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。
本文将详细介绍反击式水轮机的工作原理。
二、反击式水轮机的结构反击式水轮机主要由导叶、转子、定子和出口管道等组成。
其中导叶用于控制水流进入转子,转子则是将水流动能转化为旋转动能的部件,定子则是固定在反击式水轮机壳体内部的部件,用于支撑和固定转子,出口管道则是将旋转后的水流引出。
三、反击式水轮机的工作原理1. 水流进入导叶当水流进入反击式水轮机时,首先会遇到导叶。
导叶的作用是将进入反击式水轮机的高速液体流量控制并引导到适当位置。
导叶可以调整其位置和角度以改变液体进入转子的速度和方向。
2. 水流进入转子经过导叶控制后,液体会进入到具有特殊形状和角度的叶片上。
这些叶片被称为转子,它们旋转的动能会将水流动能转化为机械能。
由于转子的叶片形状和角度不同,因此液体在进入和离开叶片时会发生压力变化,这种变化会使得叶片产生反作用力。
3. 反作用力反作用力是指液体在进入和离开叶片时产生的压力变化所产生的反向力量。
这种反向力量可以使得转子旋转,并将机械能传递给发电机。
4. 转子传递机械能当水流进入并离开叶片时,会产生反作用力,这些反作用力可以使得转子旋转。
由于液体的运动速度很高,因此可以通过增加叶片数量和角度来增加液体对叶片的冲击力,从而提高机械能输出。
5. 发电机将机械能转化为电能最后,通过与反击式水轮机相连的发电机将机械能转化为电能。
发电机中包含了一系列线圈和磁铁等部件,在机械运动下产生磁场变化从而产生电流。
四、总结综上所述,反击式水轮机是一种利用水流动能转化为机械能的设备。
水流经过导叶进入转子,由于叶片形状和角度的不同,液体在进入和离开叶片时会产生反作用力,从而使得转子旋转并将机械能传递给发电机,最终将机械能转化为电能。
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△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。
反击式水轮机原理

反击式水轮机原理
反击式水轮机的原理是基于动量守恒原理和能量守恒原理。
该水轮机是通过利用水的
动能和重力势能等自然能源来驱动水轮机旋转产生电力。
1. 水的动能转换:水从水力引入管内进入水轮机喷嘴处,由于水喷出来时流速变大,压力变小,因而动能增加,能够将水中的动能转换为水轮机的动力。
2. 反作用力转换:水流从喷嘴喷出来时会产生反作用力,这种反作用力可以通过转
子的叶片来吸收,产生力矩驱动水轮机旋转。
3. 射流作用力转换:当水流通过转子时,水流的射流作用力也会转化为转子的旋转
力矩。
4. 能量转换:水轮机通过旋转,使得机械能转化为电能,从而产生电力。
反击式水轮机的特点是效率高,设计简单,且容易维护。
其主要缺点是对水流速度的
要求较高,需要较高的水头才能保证发电量。
此外,水轮机运转过程需要定期清理叶片,
以保证其正常工作。
总之,反击式水轮机是一种利用自然水力资源产生电能的重要设备。
其运转过程涉及
动量守恒和能量守恒等基本物理原理,其设计和优化需要考虑众多因素。
在未来的经济发
展中,反击式水轮机将继续发挥其重要的经济和环保作用。
水轮机调速器

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。
第五章 调速器选择和调节保证计算

尾水管内的最大压力下降: 在突然关闭导叶时,尾水管内产生压力下降,此水锤波 也会在尾水管出口处产生负反射,并有可能在尾水管进 口截面形成“回冲”。
叶片数Z=4时,K=8;Z=5时,K=8.5 ; Z=6时,K=9。
水轮机调节 及辅助设备
西华大学
能源与环境学院
第五章 调速器选择和调节保证计算
第一节 调速器选择
三、调速功的计算
3. 冲击式水轮机的调速功 (1)喷针接力器的调速功
(2)折向器接力器调速功
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第五章 调速器选择和调节保证计算
第二节 调节保证计算的任务和标准
二、调节保证计算的标准
2. • 计算标准 水锤压力上升率ζmax
max
H max H 0 H0
机组甩去全负载时蜗壳末端允许的最大压力上升率ζmax按下表考虑:
水轮机调节 及辅助设备
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主 讲 人
余波副教授 林其玉讲师 熊朝坤讲师
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第五章 调速器选择和调节保证计算
第一节 调速器选择
一、中小型调速器选择的原则
(1)根据水轮机的出力和水头等有关参数,确定所需调速功来选择相应容量的调速器。 (2)当电站和机组容量较大,在小电网中担任调频任务;或有单机带孤立负载的运行方 式;对电能品质要求较高;或系统中有较大的冲击负载时;应选用调节品质好,自动化程 度高的电气液压调速器。 (3)当机组引水管道较长,水流惯性时间常数Tw较大(如 Tw>2.5s),以选用电气液 压调速器为宜。 (4)当机组容量较小,在系统中地位不重要,经常承担基荷时,可选用机械液压调速器 或电液调速器。 (5)由于调速器bt、Td及Tn值在很大程度上决定了调节系统的动态品质,因而选择调速 器时,应按被控制系统的特性估算bt、Td及Tn值,并使所选调速器的bt、Td及Tn上限值 大于计算值。
电大水利水电 —水电站__课程设计 (本科)

《某小型水电站设计》课程设计学生姓名:学号:专业:水利水电指导教师:第一章内容简介内容摘要本设计为一座引水式径流开发的水电站。
拦河坝的坝型为5.5米高的砌石滚水坝,在河流右岸开挖一条356米长的引水渠道,获得平均静水头57.0米,最小水头50m,最大水头65m。
电站设计引用流量7.2立方米每秒,渠道采用梯形断面,边坡为1:1,底宽3.5米,水深1.8米,纵坡1:2500,糙率0.275,渠内流速按0.755米每秒设计,渠道超高0.5米。
在渠末建一压力前池,按地形和地质条件,将前池布置成略呈曲线形。
池底纵坡为1:10。
通过计算得压力前池有效容积约320立方米。
大约可以满足一台机组启动运行三分钟以上,压力前池内设有工作闸门、拦污栅、沉砂池和溢水堰等。
整个设计根据地形及地质条件和相关资料、规格等要求,进行全面结合考虑,力图合理、科学,有较强的实用性。
关键词:引水式径流水电站设计规划第二章有关设计资料2.1 厂区地形和地质条件水电站厂址及附近经地质工作后,认为山坡坡度约30度左右,下部较缓。
沿山坡为坡积粘土和崩积滚石覆盖,厚度约1.5米。
并夹有风化未透的碎块石,山脚可能较厚,估计深度约2~2.5米。
以下为强风化和半风化石英班岩,厂房基础开挖至设计高程可能有弱风化岩石,作为小型水电站的厂址地质条件还是可以的。
2.2 水电站尾水位厂址一般水位10.0米。
厂址调查洪水痕迹水位18.42米。
2.3 对外交通厂房主要对外交通道为河流右岸的简易公路,然后进入国家主要交通道。
2.4 地震烈度本地区地震烈度为六度,故设计时不考虑地震影响。
第三章 水轮机型号及主要参数选择本水电站的最大水头H max =65m ,,最小水头H min =50m ,平均水头H av =57.0m ;水轮机的装机容量N y =3380kW ,装机台数4台,单机容量N y1=845kW 。
对于引水式电站,设计水头H r =H av =57m 。
水轮机调速器选型概论
水轮机调速器选型概论摘要水轮机调速器是整个水利发电的过程的参与者和执行者,频繁的控制和调节使其成为水利发电系统中故障多发的设备之一。
选对水轮机调速器对水利发电系统的稳定性和安全性等起到至关重要的作用。
本文将首先根据水轮机组的型式对水轮机调速器进行分类,并对机组的选型做系统的分析。
关键词水轮机调速器;单机容量;频率;水头;油压等级;操作功;主配压阀中图分类号[tm622] 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)30-0033-021 水轮机组的分类水利发电机组系统由水轮机组和发电机组构成,是利用水的势能转化为电能的主要设备。
目前,绝大多数水轮机组都是用来带动交流发电机组。
水轮机组根据工作原理分为反击式和冲击式两大类。
目前,世界上单机容量最大的冲击式机组为挪威的悉·西马电站,其单机容量为315mw,水头885m,转速为300转/min。
反击式机组则由水流冲击的反作用力使转轮旋转而工作的,目前世界上单机容量最大的反击式机组为中国的向家坝电站,其单机容量为800mw。
冲击式机组一般水压保持恒定,主要是动能的转换。
反击式机组水压和动能均能变化,主要是压力能的转化。
冲击式机组根据水流方向又分为,切击式(水斗式)和斜击式(由瑞士工程师德里亚于1956年发明,故又称德里亚水轮机)两大类,两者射流的倾角不同。
反击式机组可分为混流式(由美国工程师弗朗西斯于1849年发明,故又称弗朗西斯水轮机)、轴流式和贯流式。
斜击式、轴流式和贯流式根据结构有定桨和转桨式(由奥地利工程师卡普兰在1920年发明的,故又称卡普兰水轮机)。
常用水轮机组特点归结如下:水斗式:适用于高山丘陵水量不大的高水头地区,水头一般在200m以上;斜击式:高水头小流量中小型机组,水头一般在40m~120m之间; 混流式:最常见机组,在水头和负荷大时比轴流转桨效率低;轴流式:适用于平原河道上,水头低于40m,定桨式桨叶固定在转轮体上,适用于水头变化不大的水电站,转桨式水轮机的桨叶在轮体上可以调节,适用于水头及负荷变化较大的水电站;灯泡贯流式:适用于3m~20m低水头大流量地区,发电机装在水密的灯泡体内,故称灯泡贯流式,转轮既可以设计成定桨式,也可以设计成转桨式。
反击式水轮机工作原理
反击式水轮机工作原理反击式水轮机是一种利用水能转换成机械能的装置,它的工作原理是通过水流的冲击力来驱动水轮机转动,从而产生动力。
在水力发电领域,反击式水轮机被广泛应用,它具有结构简单、效率高、维护成本低等优点,因此备受青睐。
接下来,我们将详细介绍反击式水轮机的工作原理。
首先,反击式水轮机的基本结构包括水轮机本体、导流装置和发电机等部分。
当水流通过导流装置进入水轮机本体时,水流的动能会转化为水轮机的动能,从而驱动水轮机转动。
在水轮机本体内部,设有叶轮,当水流冲击叶轮时,叶轮会受到冲击力,从而转动。
而叶轮转动的动能则会传递给发电机,发电机通过转动产生电能。
其次,反击式水轮机的工作原理主要依靠水流的冲击力。
当水流通过导流装置进入水轮机本体时,水流的动能会受到叶轮的阻力,从而产生冲击力。
这种冲击力会使叶轮转动,进而驱动发电机工作。
因此,水流的速度和压力对水轮机的工作效率有着重要影响。
一般来说,水流的速度越快,压力越大,水轮机的转动速度和发电效率就会越高。
此外,反击式水轮机还需要配备适当的导流装置来控制水流的流向和流量。
导流装置可以根据水流的情况进行调节,以保证水流能够有效地冲击叶轮,从而保证水轮机的正常运转。
同时,导流装置还可以用来调节水轮机的负荷,以适应不同的发电需求。
总的来说,反击式水轮机是一种利用水能转换成机械能的装置,它的工作原理是通过水流的冲击力来驱动水轮机转动,从而产生动力。
在实际应用中,我们需要合理设计水轮机的结构和导流装置,以保证水流能够有效地冲击叶轮,从而提高水轮机的工作效率。
希望通过本文的介绍,读者能够更加深入地了解反击式水轮机的工作原理,为相关领域的研究和应用提供参考。
反击式水轮机工作原理
反击式水轮机工作原理
反击式水轮机是一种利用水流能量进行工作的设备,主要由进水管、喷嘴、转轮、导叶、出水管等组成。
其工作原理如下:水流通过进水管进入喷嘴,经过压力突然减小后,水流的速度增加,同时喷嘴朝着转轮方向斜喷出。
由于水流的斜喷出,产生了一个反作用力,使得转轮开始旋转。
同时,进入转轮后的水流也与导叶发生碰撞,产生了水流的方向转向。
在转轮内部,水流的动能不断转化为机械能,从而驱动机械设备完成工作。
在转轮转动的同时,水流在喷嘴后的空腔中通过压力交换,保证出水口有一定的压力。
随着转轮的不断旋转,水流被带到出水管,最终排出。
整个工作过程中,水流的动能转化为机械能,从而实现了能量的转换。
反击式水轮机的工作原理是基于水流动力学原理设计的,充分利用水流动能来进行工作,具有高效能转换、结构简单、运行平稳等特点。
不同于传统的水轮机,反击式水轮机具有更高的能量转换效率,广泛应用于水力发电、水泵驱动等领域。
SAFR2000水轮机调速器基本介绍(ppt 76页)
编程 其系统结构见图,其CPU内部集成了QSPI同步串行总线模块和TPU定
时处理模块以及MCU计算处理模块等。 QSPI同步串行总线可以和许多串行芯片,如A/D,D/A,D/I,D/O
W J1 W J2 W J3 W J4 W J5 W J6 W J7 W J8 W J9 W J10 W J11 W J12 W J13 W J14 W J15 W J16
2.5 SAFR-2000型调速器的运行界面
SAFR-2000装置采用带大屏幕(12’)液晶显示的工控机作为显示系 统,内置智能化人机接口软件,以Windows NT为操作系统
开关量窗口界面如图所示:
开关量窗口用来显示外部开关量操作命令。窗口左右对称,分别显示 A、B两套系统的信息。显示的开关量信号包括:油开关、开机令、停 机令、导手令、调相令、增加令、减少令、轮手令。
报警窗的界面如图所示:
报警窗用来显示故障报警和故障诊断处理信息,故障一旦被检测 到,即使立刻消失,在窗口显示中仍将一直保持报警,直到点击 窗口下方的“调速器故障复归”按键后,当前所有的故障显示才 被清除。这样,即可实现对偶发故障的记录。故障报警信息分为 A、B两套系统,包括:电源故障、电网频率、机组频率、齿盘一 路、齿盘二路、通信故障、励磁电源、导叶行程、轮叶行程、导 叶液压、轮叶液压、水头采样、有功功率。
液晶显示工控机(人机界 面)1套
采用两套完全相同的微机控制 系统(A、B),互为备用;通过 故障自诊断进行双机切换,严
重故障时(如伺服阀卡)可自 动切换至手动运行。
SAFR-2000
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c, n ne
(2)N
M g
M t
Mg
d
dt
0n
(3) N
M g
M t
Mg
d
dt
0n
所以当负荷变化时,应调节Mt,使Mt=Mg,n=ne
又:
M t
QH
Mt
QH
要使 C ,一般不能改变H和效率η,而是通过 改变Q而达到改变主动力矩Mt的目的。
第三部分:额定油压
2.5MPa 不加注释
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例: YT—300 中型、带油压装置、机调、额定油压2.5MPa,工 作容量300×9.81Nm DST—100A—40 大型、电气液压、双调节调速器;主配阀直径 100mm,额定油压40kg/cm2(4.0MPa),A是第一次 改型后产品 A、B、C为改型次数,系列型谱见表5—1。
二、水轮机调节原理
水轮发电机组的运动方程式为:
Mt
Mg
J
d
dt
式中:Mt——水轮机主动力矩(水流推动叶片做功)
Mg ——发电机的阻力矩
J ——机组惯性矩;
d ——角加速度;
dt
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(1)M t
M
,d
g dt
0,
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调节流量的途径: 反击式:通过改变导叶开度a0 ,ZZ:同时改变叶 片转角。 冲击式:通过改变喷嘴开度。
水轮机调节的定义: 随着电力系统负荷变化,水轮机相应地改变导叶 开度(或针阀行程),使机组转速恢复并保持为额定 转速的过程,称为水轮机调节。 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。
油压设备的作用:供给调速器压力油,传递操作力。 由压力油罐、回油箱、油泵、输油管、附件等组成。
额定工作油压分为两种:有的电站采用低油压,为 2.5MPa;有的电站采用高油压,为4.0MPa。
调速器工作时的高油压来自油罐,低压侧的油通过 回油管路进入回油箱。
当油压降低到正常工作油压下限(2.3~2.7MPa)时, 油泵自动启动,将回油箱内的油泵入压力油罐,油 压达到正常工作油压上限时,油泵停止工作。
件。调节性能优良,灵敏度和精确度高,成本低, 便于安装调整。目前还有不少电站在使用。 微机调速器:用工业控制计算机代替电子调速器, 赋予了调速器更多的控制功能,性能更优良。
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数字式电液调速器监控系统主界面
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为位移信号,然后输出。 放大机构:(引导阀+辅助接力器、主配阀+主接力
器,二级放大):位移变化→油压变化。 执行机构:主接力器,控制导叶开度,改变流量 反馈机构:缓冲器和杠杆机构,当调节使=时,反
馈信号使调节停止。
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接力器是调速器的执行元件,大型电站设两个或两 个以上接力器。
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四、调速器的类型与系列
(一) 类型 1、按调速器元件结构分: 机械液压(机调):信号测量、信号综合、信号反馈
均由机械环节完成。现在很少使用。 电气液压(电调):用电气回路代替机调中的机械元
水轮机调节的任务: 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,最大偏
差不超过±0.5Hz,大电力系统不超过±0.2Hz。 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),以达到经济合理的运行。
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五、水轮机调速设备的选择
包括:调速柜、接力器、油压装置
数字式电液调速器油压装置显示画面
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2、按调节机构数分 单调:一个导叶起闭机构,如混流和轴流定浆机组 双调:有两个调节机构(导叶开度,叶片转置角),
ZZ、CJ(针阀、折流板转动) 3、按大小(容量) 大型:活塞直径80mm以上 中型:操作功10000Nm~30000Nm 小型:操作功小于10000Nm,特小:小于3000Nm
第四章 水轮机的调速设备
一、水轮调节的任务
系统负荷变化→系统电压发生变化→发
系
电机励磁装置动作→发电机的端电压恢
统 复并保持在许可范围内。
负
荷
变 化
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。
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(二) 调速器系列(反击式水轮机)
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
调速器:T
第二部分:工作容量
中小型调速器×9.81N.m;大型指主配阀直径(mm)
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三、水轮机调节系统的组成
水轮机自动调节系统: 调速柜+油压设备+接力器。其中中小型水轮机调速 器将这三部分组合成一个整体,称为组合式,运行 方便。
调速柜的作用: 以转速偏差为依据,迅速自动地调节导叶开度,已 达到改变出力恢复转速的目的。
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调速系统
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油压装置
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调速柜主要有以下几个部分组成: 测量机构:测量机组转速偏差,并把偏差信号转变