水轮机调节基础知识

1、水轮机调节根底知识1、反响电能质量指标：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3 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大那么应增加 bt以减小水击。，Ta小那么应增加 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

2、距及时回复平衡从而使转速和频率保持在规定范围内。&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高对水轮机调速器 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，反响控制元件。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、 硬反响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响称为硬反响或比例反响。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、 软反响又称缓冲装置或暂态转差机构

3、或校正元件,只在调节过程中存在,调节过程结束后，反响位移自动消失， 这种反响称为软反响或暂态反响。作用是提高调节系统的稳定性和改善调节系统的品质。13、硬反响的作用：实现机组有差调节保证并网运行的机组合理非配负荷。14、硬反响的组成：反响椎体、反响框架、螺母、螺杆、转轴、传动杆件。15、软反响的作用：提高调节系统的稳定性，改善调节系统的品质。16、缓冲装置的组成：壳体，主动活塞组件，从动活塞组件，针塞组件，弹簧盒组件。17、18、 调差机构的作用:用于改变机组静特性斜率,确定并列运行机组之间负荷的分配,防止 负荷在并列运行机组之间来回窜动。19、调差机构的组成：螺母，螺杆，反响框架，转轴20、

4、 转速调整机构的作用：当机组单机运行时用于改变机组转速，当机组并列于无穷大电网运行时用于改变机组所带的负荷。21、转速调整机构的组成：手轮、螺杆、螺母。22、调节系统的静特性：统节系统处于平衡状态时机组转速与发电机出力之间的关系。23、 调节规律的输出信号接力器位移y与输入信号转速x之间的关系称为调节规律。PI :比例积分型Gpi(S) Kp Ki/S，PID比例积分微分型 Gpid (s) Kp Ki /s KdS24、 bp与调节系统的构造有关，与机组特性和运行水头无关。ep与两者都有关。25、调速器的典型环节：比例环节、积分环节、理想微分环节、实际微分环节、惯性环节。26、按元件结构不同

5、分为：手动、电动、机械液压型、电气液压型、微机调速器;27、按容量分为：特小型、中小型、大型调速器;28、 按执行机构不同分为：单调节混流，轴流定浆式、双调节调速器轴流转浆，贯流转浆，冲击式；29、按调节规律：PI型，PID型30、按所有油压装置和主接力器设置情况分为：整体式和别离式。31、离心摆工作原理：当离心摆在额定转速时，如果转速增加那么离心力增大，重块外张使转动套升高；反之那么转动套下降，这样，离心摆转速的变化就以转动套位置的上下反映出来32、离心摆的作用：将机组转速偏差信号按比例装换成装套的位移信号，传递给引导阀。33、 离心摆静特性：离心摆静态方程式表示在稳定工况时，离心摆的转速几

6、乎与转动套行程之间的对应关系。34、离心摆的输出量转动套位移与输入量转速偏差时成比例的。35、 离心摆的性能参数：离心摆放大系数Kf离心摆单位不均衡度3f,离心摆的转速死区 ixf。36、 液压放大机构：引导阀的作用就是接受离心摆输出的位移信号,改变中牌友孔输出的 油压，去控制辅助接力器活塞上腔的油压变化， 从而控制辅助接力器动作； 辅助接力器与 主配压阀的作用就是通过上油腔的变化使活塞上下位移，从而相应的控制主配压阀活塞动作；主接力器是第二级液压放大机构的执行元件，所有调节动作均由主接力器去完成， 从而控制倒也开度，改变机组流量，完成机组转速或符合调整的任务。37、 辅助接力器的作用： 通过

7、上油腔油压的变化，使活塞上下位移， 从而相应的控制主配压 阀活塞动作。38、接力器反响时间常数 Tr是反响接力器速度特性的参数，它受结构尺寸的影响。39、接力器最短关闭时间 Tf以匀速由全开位置关至全关所用的时间。40、油压装置的作用：供给调速器操作压力油的能源设备。41、油压装置的组成：压力油灌、回油箱、中间油管、螺杆油泵、补气法、平安阀。42、 平安阀的作用：保证压力油管内的油压不超过允许的最高压力，防止油泵过载和确保压力油灌的平安43、止回阀的作用：防止油泵停转时压力油管内的油管倒流。44、 电器调速器与机调相比的优点：有较高的精确度和灵敏度，制造本钱低，调节参数的调整和运行方式切换方便

8、，便于标准化系列化，实现单元组合，利于调速器的生产制造质量的 提高，安装检修调整方便。45、电力转换器的作用：将综合放大后的电器信号转换成有一定压力的流量信号送入机械液压系统区控制导水机构。46、电液调速器的组成:1电气局部：测评回路、频率给定回路、功率给定回路、硬反响回 路、软反响回路、综合放大回路。 2机械放大局部：电液转换器和位移转换器，液压放大机 构，操作控制机构。47、位移传感器的作用：把接力器的位移方向和大小按比例关系转换成相应的直流电压使软硬反响回路工作。48、测评回路的类型：永磁机_-LC测评回路，发电机残压 -脉冲频率测量回路，齿盘、磁头_-脉冲频率测量回路，发电机残压脉冲频

9、率数字测评回路。49、测评回路的组成:频率信号整形电路、控制脉冲发生器电路、取样控制电路、函数发生器电路、记忆放大电路、比例微分电路。50、 脉冲频率测量回路包括滤波整形功率放大，脉冲频率-电压转换，频率给定51、调差回路的作用：实现有差调节，使各机组按各自的调差率承当变动负荷。52、微机调速器的三种调节模式：频率调节模式、开度调节模式、功率调节模式。53、 电液转换器的作用:将电气信号转换成有一定操作力和位移量的机械位移信号,按结构分分为控制套式、喷嘴式、滑阀式。54、调节对象包括：引水系统、水轮机、发电机、电力系统。55、 水轮机的动态特性：在调节过程中水轮机动力距、流量随导叶开度作用水头

10、和转速而变 化的特性。56、 六个参数：ey、水轮机动力距对接力器行程的传递函数,ex、水轮机动力距对机组转速的传递函数又称为水轮机自调节系数，eh,水轮机动力距对水头的传递函数eqy水轮机流量对导叶开度的传递函数eqx水轮机流量对转速的传递函数eqh水轮机流量对水头的传递函数。57、Ej发电机负荷自调节系数en水轮发电机组自调节系数58、 六个系数对调节系统的主要影响：ey是大于零的是表示动力距相对值mt随着相对开度的增加而增大，ex表示当接力器行程和作用水头不变时，动力距相对量mt随着转速的增加而减小，eh越大引起的动力距波动值越大，eqy大于零小于1表示水轮机流量随接力器行程增加而增加，

11、eqx绝对值很小可忽略不计，eqh 一般大于零，即水轮机流量随水头增加而增加。59、 调节系统的动态过程：非周期衰减过程、衰减震荡过程、等副震荡过程、扩散震荡过程60、 Ta机组惯性时间参数Tw引水系统水流惯性时间常数，Tw越大，水流惯性越大，调节系统稳定性就越差。61、缓冲时间常数 Td越大，调速器的速动性越差，但稳定性越好。软反响衰减越慢，接力器关机速度越慢，局部反响系数a增大，使主配压阀开启的窗口开度减小，有利于稳定，有利于减小最大转速偏差，永态转差系数bp越大，调节越稳定，但范围有限。62、Td越小，从动活塞回复越快，调速器的速动性越高；反之，63、64、 水击波的传播过程：零到L/C

12、,升压逆波L/C到2L/C，降压顺波2L/C到3L/C，降压 逆波3L/C到4L/C，升压顺波。65、反响电能质量指标： 电压和频率。66、水轮机调节的任务：根据电力系统负荷的变化不断的调节水轮发电机组有功功率的输出，并维持机组转速在规定的范围内。67、转速调整机构原理：转速调整机构能人为的增加或减少调差机构的起始作用点，使引导 阀针塞产生一个预先的附加位移，接力器活塞的位移并不能改变转速调整机构的螺母和丝杆 之间的相对位移。转速的改变值取决于转速调整机构螺母上下位移量的大小。68、 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

13、力系统容量的扩大和自动化水平的提高对水轮机调速器的稳定性，速度性，准确性要求高。69、 第一级放大元件:引导阀和辅助接力器。第一级放大反响机构:局部反响机构。第二级放大元件：主配压阀和主接力器。第二级放大跨越反响机构：硬反响和软反响机构。70、调速系统的组成：被控对象，测量元件，液压放大元件，反响控制元件。71、 调速器的型号 1 2-3-4-5 6:1 Y表示带油压装置，T表示通流式，2 T表示调 速器，ST表示双调速器，CJT表示冲击式调速器， DT表示集成电路模拟型调速器， WT表 示微机型调速器，3大型调速器表示主配压阀直径 mm小型调速器表示接力器容量 N*m。72、 转速死区与的关

14、系； 转速死区：当离心摆转速变化很小时， 无法克服零件之间的摩擦力， 转动套不能移动，这时就会出现转速死区，以同一行程所对应的两个转速差的相对值表示，转速死区越大，灵敏度越差。R tR T73、 配压阀死区；配压阀阀芯在 S1仁乔 到S,2= p0A之间变化时接力器静止不动，这 一变化范围S11-2就称为配压阀死区74、液压放大机构：由引导阀辅助接力器、主配压阀、主接力器75、微机调速器的三种调节模式：频率调节模式、开度调节模式、功率调节模式76、 调节保证计算的任务选择适宜的直线关闭时间Ts，使B 允许、 E w E允许 。77、永态转差率：用相对量表示的调速系统静特性某一规定运行点触斜率的

15、复数。78、暂态转差系数：缓冲装置不起缓冲作用时由软反响机构造成的有差静特性斜率的负值Bt越大，调节系统越稳定。并能减小调节过程的转速最大偏差值和震荡次数，但到达一定 程度后，稳定性不再增加。79、 微机调速器的调节模式：频率调节模式FM、开度调节模式YM、功率调节模式PM。80、 频率调节模式是一种适用于机组空在运行，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 81、调保计算；水电站设计时要计算调节过程中的最大水击压强变化值和最大转速上升值, 并据此选择合理地导叶调节时间和调节规律，使水击压强变化和转速上升都在允许范围内，这在工程上称为调节保证计算，。82、调节保证计算的

16、任务：根据水电站压力引水系统和水轮发电机组特性选择合理的导叶调 节时间和调节规律，进行最大水机压强变化值和最大转速上升值计算使水机压强变化和转速 上升都在允许的范围内。83、调节保证计算的目的：在压力和转速上升值运行的范围内选择合理的导叶调节时间和调 节规律。84、 改善调节保证参数的措施：改变导叶关闭规律(先快后慢)、设置调压室、装设调压阀； 增大机组GD2、增加假负荷如水阻器以改变转速85、 1YT型：自动调节机构，控制机构，油压设备，保护装置，监视仪表及其他组成。86、 1电液调速器有电气和机械液压两局部组成。电气局部以一些电气回路取代机械调速器的离心摆、缓冲器和硬反响机构， 形成调速器

17、的调节规律，电液调速器增加了电液转换器，其作用是将综合放大后的电气信号转换成有一定压力的流量信号送入机械液压系统，去控制倒水机构。87、 2电气局部：测频回路：测转速并转换为电信号；频率给定回路：提供一个人为控制的直流电压， 与测频回路输出的直流电压信号叠加，用来改变调速器的整定频率，调整机组的转速和负荷。 功率给定回路和硬反响回路软反响回路，软反响回路和测频微分回路统称为校正回路。综合放大回路：以位移变化的形式通过杠杆进行综合叠加。88测频回路：输入信号取自永磁发电机的所谓一LC测频回路；输入信号取自发电机电压互感器的所谓发电机残压-脉冲频率测量回路；输入信号取自磁性传感器的所谓齿盘、磁头-

18、脉冲频率测量回路；输入信号取自发电机电压互感器的所谓发电机残压-脉冲频率数字测频回路。要求：线性度要好，工作稳定性好，抗干扰能力强，时间常数小，电路简单，测频比例适中。89、校正回路：为了提高调节系统的稳定性，改善过度过程品质，获得所需的调节规律,在反响通道上引入软反响元件，以便对水轮机调节系统进行校正。分为并联校正，串联校正。90、 软反响回路由 RC微分回路和它前后具有比例特性的电位器等组成，输入电压Ua均与主接力器的行程 Y成比例。91、 信号综合放大回路:信号综合回路，互补对称式功率放大电路和限幅电路组成。 综合方 式：交流信号的综合，直流信号的综合，直流信号的并联综合。92、 电气开

19、度限制回路:实际开度小于限制开度,可开可关；实际开度=限制开度，只能关， 不能关。93、 位电转换器就是将机械位移信号转换成电信号转换元件,使两个信号能按一定的函数关系准确的进行转换。94、YDT型电液调速器的液压放大机构，包括中间接力器、主配压阀，主接力器以及传动杆等,95、 电液转换器是电液调速器中连接电气局部和机械液压局部的一个关键元件。它的作用是将电气局部输出的综合电气信号转换成具有一定操作力和位移量的机械位移信号，或转换为具有一定压力的流量信号。 按工作原理可分为动圈式和动铁式，按其结构特点可分为控制套式，喷嘴挡板式和滑阀式96、电液伺服阀：滑阀式，环喷式97、98、微机调速器：1微机调速器有微机调速器和液压随动系统组成，水轮发电机组是被控制对象，被控制参数为频率f或转速n。99(2)微机调速器的特点：采用了性能优越、可靠性高的电脑硬件，具有优良的静态 和动态特性采用新型的电液转换元件，提高了抗油质污染能力， 机组运行的可靠性得到很大的提高控制功能日益完善，具有灵活性大，调节性能好，控制功能强的特点电液随动系统取消机械杠杆机构， 消除了死行程，定