水轮机调节

的频率，从而得到残压信号
齿盘测频
残压测频存在的缺陷
齿盘测频由齿盘、接近开关和微机测频单元组成
电源
机频显示
T2
3
3
T1
3
5V 24V G
4CPCP-＊型 齿盘测频装置
P
D16位数字量
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水轮机调速系统
测频单元
【映电总厂发电部】
现在水电厂广泛采用的微机调速器一般 都采用了齿盘测频和残压测频冗余容错 式的双路测频。双路测频互为热备用。
为什么要采用有差调节？
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水轮机调速系统
调速器的作用
【映电总厂发电部】
实现事故紧急停机
机组在事故情况下，需要从运行态尽快停下来， 机组采用最快的关闭速度关闭导叶。
实现双调节机组的高效协联 关闭速度受水击限制
对轴流转桨式水轮机，让导叶的开度和轮叶的
开度实现最佳的配合
手动运行如何协联？
与电厂的其它自动装置配合使用，提高整个电厂
功率调整回路使机组出力尽快跟踪功率设定值，功率设定值 可来自操作人员现地手动输入、中控室输入或中调远方输入。
机组并网以后的频率调节
频率调测速量器值以偏内离部参设考置值的时频，率频f率0调为整参回考路值起，作一用般，为按50照Hz预，先当整电定网 的静态转差率 ，以有差调节方式调整机组出力，自动承担电网 的变动负荷，使系统频率尽量维持在规定范围内
阻力力矩 Mg：电功 率；机械 损耗
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水轮机调速系统
【映电总厂发电部】
水轮机调节系统组成
水
水能
导水机构
水轮发电机组
电能
转速给定
f
功率给定
执行元件
放大以元件
测量元件
反馈元件
由上图可知：调速系统由调节对象－水轮发电机 组和调节器组成
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水轮机调速系统
【映电总厂发电部】
水轮机调节系统组成
其中自动调速器由测量、放大、执行、反 馈元件构成
微机调速器液压调速器
80年代，微机调速器问世
工控机型
国内，81年开始研制，84年第一台产品投入运行
微机调速器的优点：
和PLC型
➢
可靠性高
➢
动、静态品质优良
➢
运行维护方便
➢
配合计算机监控系统，可大大提高水电厂综合自动化水平
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水轮机调速系统
【映电总厂发电部】
调速器的型号含义
额定油压 主配压阀直（mm） 调速器基本型号（T）
在机组并网前，调节机组转速使之满足并网需要，机组 输出功率为零，仅机组转速调整回路起作用，调速器调整自 动跟踪电网频率，使机组频率与系统频率尽量接近
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水轮机调速系统
【映电总厂发电部】
调速器的作用
机组并网以后的功率调节
按功率给定使机组平稳地带上负荷，并根据电网负荷（频率） 的变化调整机组有功出力，以维持电网频率在规定的范围之内。 功率调节
水轮机调速系统
牟玉雷
水轮机调速系统
目录
【映电总厂发电部】
调速原理
系统组成
作用
分类 主要参数
主要部件 调保计算
静特性 试验调整
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水轮机调速系统
调速原理
主动力矩 Mt：水轮 机传来的旋 转机械能
Mt－Mg＝J×dω/dt Mt=Mg 机组转速恒定
【映电总厂发电部】
Mt>Mg 机组加速 Mt<Mg 机组减速
单调（无），双调（S）
电气D，机械（无）、微机W
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水轮机调速器系统原理结构图
远方增减
电手动
比例
人
电
工 死
微分
气 开
步驱
区
限
积分
测
频率给定
频
暂态 转差
机
组
导叶开度
频
率
永态 转差
传感器
机手动
接力器
主配
步进电机 螺纹伺服 引导阀
水轮机调速系统
【映电总厂发电部】
调速器的测频单元
残压测频
从电压互感器二次测取得电压信号，测量这个电压
为了防止运行中调速器测频回路故障， 引起机组误调节，在双路频率信号都消 失的情况下，要求机组保有故障前的频 率或保持机组的当前运行状态不变
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水轮机调速系统
【映电总厂发电部】
残压测频存在的缺陷
第一、干扰源复杂且难以排除，部分表计、励磁调节器、保护装 置大多与测频装置取自于同一PT的信号，无法隔开，而且各个部 分引入PT信号的线路环境各异，走线复杂，彼此间相互干扰。
测量元件：负责测量机组输出电能的频率，并与给定 频率值比较，当测得的频率偏离给定值的时候，发出 调节信号
放电元件：负责把调节信号放大，然后通过执行元件 改变导水机构的开度，使机组频率恢复到给定值
反馈元件：提供执行反馈，使调速器稳定工作
没有反馈时会出现什么情ห้องสมุดไป่ตู้？反 馈为正时又是什么情况
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水轮机调速系统
电气开限机构
一定水头下，限制电调的输出，从而限制机组在最 大出力范围内运行
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水轮机调速系统
人工死区
【映电总厂发电部】
什么是死区？
实测频率与给定频率之差为Δf，由 于调速器的灵敏性受限，并不是在任意 大小的Δf下调速器都会输出控制的。
设置人工死区的目的
【映电总厂发电部】
调速器的作用
实现手动、自动启停机组
DDT调速器4种方式； BWT调速器的三种控制方 式
调速器应具备手动、自动两种控制操作方式，并实现二者
之间的无扰动切换。现在调速器为了更可靠的操作机组，具 有多种容错控制方式，即一种控制不可靠后可以迅速无扰动 切换到另一种方式
发电并网前的调节
机组并网必须满足的条件？
第四、电力系统污染。当用电负荷变化较大时，引起一次电压波 形畸变，当机组并网后，由机端PT引入的频率信号自然在跟着发 生畸变。
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水轮机调速系统
开度限制机构
【映电总厂发电部】
开限机构的作用
防止设备故障或人员误操作，导叶开度扩大，造
成机组过速或过负荷
机械开开限
宝珠寺电厂机组 过载事故
通过机械回复机构，限制接力器的最大行程
的自动化水平
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水轮机调速系统
【映电总厂发电部】
调速器的分类
机械液压型
1901年，机械调速器问世（机械离心飞摆式调速器）
50年代末，机械调速器全盛时期
电气液压型（模拟、数字）
50年代末-60年代，电液调速器迅速发展
50年代-70年代，电调经历了三个阶段，其放大器分别用以下的元件实现：电子 管、晶体管、集成电路。
第二、低转速时残压信号严重失真，根本无法通过残压信号正确 测量出机组频率，若调速器处理不当将会造成机组过速，调节不 稳定等。
第三、若PT的保险炸裂、接触不良或断线等，此时调速器接受到 的残压信号完全是一个干扰信号，这个干扰信号通过硬件电路根 本无法消除，因而此时调速器难以准确、及时地判断出断线等故 障，仍然以错误信号加以调节，引起接力器大幅度抽动，机组转 速将会大幅度变化，严重时，引起低油压事故等，严重威胁机组 安全、经济运行、造成极其严重后果。