汽轮机调节系统2概论
汽轮机调速系统讲义
（二）迟缓率
迟缓率：同一
负荷下，可能 的最大转速变
△n
动△n与额定转
速之比。
n 100
no
100
迟缓率对汽轮机的正常运行是十分不利的， 因为它延长了汽轮机从负荷发生变化到调节阀开 始动作的时间，造成汽轮机不能及时适应外界负 荷的变化。
如果迟缓率过大，在汽轮机突然甩负荷后， 将使转速上升过高以致引起超速保护装置动作； 对孤立运行的机组，将产生较大的负荷摆动，对 并列运行机组，将会产生较大的负荷漂移。
4.油动机时间常数
油动机时间常数的物理意义为：当滑阀油口在最大开度时，油 动机从全开到全关所需要的时间。这一时间的长短决定了油动 机动作的快慢。显然，油动机时间常数越小油动机动作越迅速， 调节系统的稳定性也就越好，反之稳定性越差。
5.容积时间常数
汽轮机中有一些有害容积的存在，使得调节气阀开度变化后通 过汽轮机的蒸汽流量不能立即改变到应由数值，这种现象对调 节过程是不利的。这种不利的程度可以用容积时间常数来反映。
主汽门
在挂闸后，压力油通过A油孔 进入油动机活塞下腔，此时， 手动可以缓慢开启主汽门。注 意，主汽门一旦开快了，主汽 门油动机活塞下油压会快速下 降，主汽门会立马落座。
打闸（异常）后，主汽门下的 压力油会快速被泄掉，主汽门 在弹簧弹力和活塞重力下快速 落座。此时，油动机活塞下腔 中的油因活塞快速落座会形成 阻碍活塞落座的力，此时，这 部分油会通过B油孔泄掉。C 油孔泄掉溢出的部分油。
Z41H-10
汽轮机调速系统培训教程
第一章 调节系统的特性 第二章 调节系统各设备动作原理
第一章 调节系统的基本概念
第一节 调节系统的任务及组成
一、汽轮机调节系统的任务 1 供应用户足够的电力，及时调节汽轮机的
汽轮机调速系统讲义
汽轮机调速系统讲义一、引言汽轮机调速系统是现代电力系统中非常重要的组成部分。
它负责控制汽轮机的转速和功率，确保汽轮机的稳定运行，并对电力系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
本讲义旨在介绍汽轮机调速系统的基本概念、组成、工作原理以及调试和维护等方面的知识，帮助读者更好地理解和掌握汽轮机调速系统的相关内容。
二、汽轮机调速系统的基本概念汽轮机调速系统是指通过调节汽轮机的进汽量来控制汽轮机的转速和功率的系统。
它主要由调速器、执行机构、油系统和控制系统等组成。
调速器是汽轮机调速系统的核心部件，它根据汽轮机的转速和功率等参数，通过调节进汽阀门的开度来控制汽轮机的进汽量，从而维持汽轮机的稳定运行。
三、汽轮机调速系统的组成和工作原理1、调速器调速器是汽轮机调速系统的核心部件，它根据汽轮机的转速和功率等参数，通过调节进汽阀门的开度来控制汽轮机的进汽量。
常见的调速器有离心式调速器和液压式调速器等。
离心式调速器是通过离心力的原理来控制进汽阀门的开度，而液压式调速器则是通过控制油压来调节进汽阀门的开度。
2、执行机构执行机构是汽轮机调速系统的重要组成部分，它负责将调速器的调节信号转化为实际行动，即控制进汽阀门的开度。
执行机构通常由油动机、传动机构和反馈装置等组成。
油动机是执行机构的核心部件，它通过油压的作用来控制进汽阀门的开度。
传动机构将调节信号传递给油动机，反馈装置则将进汽阀门的实际开度反馈给调速器，以便调速器能够更好地控制汽轮机的进汽量。
3、油系统油系统是汽轮机调速系统的能源供应部分，它负责提供压力油来驱动执行机构。
油系统通常由油泵、压力油罐、油管道和阀门等组成。
油泵将油从压力油罐中抽出，通过油管道和阀门将压力油输送到执行机构，以驱动油动机和控制进汽阀门的开度。
4、控制系统控制系统是汽轮机调速系统的神经中枢，它负责接收来自调速器和执行机构的信号，并根据这些信号来控制整个调速系统的运行。
控制系统通常由传感器、逻辑控制器和调节器等组成。
汽轮机调节
汽轮机调节第一节汽轮机调节的基本概念一、调节系统的基本工作原理及组成汽轮发电机组的运转状态，直接取决于作用在其转子上的力矩之间的关系。
若不计摩擦，则作用在汽轮发电机转子上的力矩有两个：一个是由蒸汽膨胀推动转子旋转的作用力矩M r，其值随进汽量的增加和进汽参数的提高而增大；另一个是由发电机电磁场产生的阻止转子旋转的作用力矩M d,其值随电负荷的增加而增大。
当汽轮发电机组的输出功率满足用户的正常需要时，上述力矩相对平衡，即M r＝M d，转速保持恒定，汽轮机处于稳定工况（或称平衡工况）。
但这种工况只是暂时的，因为外界负荷随时在变动。
当外界负荷以某一稳定工况为基点而减小时，M d,减小，若M r仍维持不变（即进汽量和进汽参数不变），则原有的平衡关系被破坏，M r＞M d，作用力矩在克服反作用力矩之后还有剩余，在此剩余作用力矩作用下，转速上升。
反之，外界负荷增加，M r＜M d，转速下降。
由上可见，满足用户耗电量需要即维持上述力矩平衡，是保证转速一定的先决条件。
调节系统要将转速的变化保持在一较小的规定范围之内，首先应该在平衡关系破坏时，及时改变汽轮机进汽量（或进汽参数），重新建立平衡，恢复稳定工况。
其次，平衡破坏引起转速变化，即转速变化标志着平衡被破坏，因此，调节系统完全可以将转速变化作为原平衡破坏的信号，并将根据这个信号去完成调节过程。
汽轮机调节系统的型式很多，最常见的有全液压式调节系统、半液压式调节系统两种。
第二节汽轮机的保安装置为了保证汽轮机设备的安全，防止汽轮机遇到事故或异常状态时，发生设备损坏事故，除了要求调节系统动作可靠以外，还必须具备必要的保安装置，避免造成设备损坏或事故扩大。
大功率的汽轮机上一般都装有两个危急遮断器及轴向位移、润滑系统的低油压保护等保安装置。
一、超速保护装置——危急遮断器及危急遮断油门汽轮机是在高速下运转的，其转动部件的工作应力和转速有着密切的关系，因为离心力的增加正比于转速的平方，当转速升高时，由于离心力所造成的应力将会迅速增加，例如，当转速升高20％时，应力就接近于额定转速时的1.5倍。
汽轮机调节系统详细概述
第一章汽轮机调节系统概述无论采用何种形式的控制系统，汽轮机调节的基本任务依然是转速控制与负荷控制，从五六十年代引入模拟电液调节系统以来这个基本任务就没有明显的变化。
为了今后叙述和分析方便，本章首先介绍汽轮机调节的基本原理，建立有关概念。
第一节汽轮机调节系统的功能汽轮机是一种将热能转换成动能的旋转机械。
来自锅炉的高压蒸汽经主汽门和调节汽阀进入汽轮机，通过膨胀做功将能量传递给汽轮机转子，带动同步发电机进一步将动能转换成电能。
汽轮机的功率通常由位于第一级喷嘴前的调节汽阀来控制，假定调节汽阀前蒸汽参数为定值，排汽的背压也维持不变，则汽轮机的功率大致与蒸汽流量成正比。
现在我们来分析作用于汽轮发电机组转子上的蒸汽力矩和发电机转矩的关系，前者是主动力矩，后者是反动力矩，根据牛顿第二定律可列出下列方程：式中：J—汽轮发电机组的转动惯量(kg·m·s2)ω—转子旋转的角速率(s-1 )MT—汽轮机的蒸汽力矩(kgf·m)MG—发电机的电磁转矩(kgf·m)只有当MG = MT时，dω/dt=0，ω=常数，即汽轮机的主动力矩等于发电机的阻力矩时，汽轮发电机组才以稳定的转速运转。
但两个转矩平衡的情况只是暂时的，在外界负荷改变时MG也将变化，另外MT也会受到一些参数的影响而变化。
图1-1中的MT表示汽轮机的蒸汽转矩和转速的关系曲线，称为汽轮机的内特性，曲线MT 1和MT2 对应于两个不同的进汽量，MT1对应的进汽量大于MT2对应的进汽量。
式中D为进入汽轮机的蒸汽流量H0为绝对焓降η0e为汽轮机相对内效率n 为汽轮机转速发电机转矩一般与转速有关，以MG=f(n)表示，称为发电机特性，它主要取决于外界负载的特性。
例如，当发电机转速(电网频率)改变时，电网中电动机的转速也随之改变，对应于拖动水泵或风机的电动机，则其阻力转矩与转速的平方成正比；对于带动金属切削机床之类的电动机，其阻力转矩与转速的一次方成正比；对于电阻类负荷(如白炽灯)，则阻力转矩与转速无关。
汽轮机调节系统
汽轮机调节系统汽轮机调节系统是指自动化的控制系统，用于控制、监测和调节汽轮机的运行状态和性能。
它由一系列传感器、执行器、逻辑控制器和人机界面组成，可以自动实现汽轮机的启动、运行及停机等过程，并保证汽轮机的稳定运行和安全性能。
一、汽轮机调节系统的组成1. 传感器汽轮机传感器主要包括温度传感器、压力传感器、转速传感器等。
这些传感器可以监测汽轮机的运行状态和性能，输出运行参数的信号给控制系统，以进行调节和控制。
2. 执行器汽轮机执行器包括流量控制阀、进气阀、汽门调节器、涡轮控制器等。
这些执行器根据控制信号，对汽轮机的进气量、排气量、转速等进行调节，以保证汽轮机的运行稳定。
3. 逻辑控制器汽轮机逻辑控制器是汽轮机调节系统的核心部件，它根据传感器和执行器的信号，利用控制算法和逻辑关系，控制汽轮机的运行状态和性能。
它可以自动控制汽轮机的启动、运行、停机等过程，并保证汽轮机的安全性能。
4. 人机界面汽轮机人机界面是指操作员通过控制系统进行监测和操作的界面，通常使用触摸屏、显示屏、键盘等。
它可以显示汽轮机的运行状态、报警信息等，同时也可以进行参数设置、运行模式切换、系统调试等操作。
二、汽轮机调节系统的工作原理1. 自动控制模式汽轮机调节系统采用自动控制模式，即汽轮机运行过程中，系统自动调节汽轮机的运行参数，以保证汽轮机的稳定运行。
它通过控制汽轮机的进气量、排气量、转速等参数，实现对汽轮机的控制和调节。
2. 开环控制和闭环控制汽轮机调节系统采用开环控制和闭环控制相结合的方式来控制汽轮机的运行参数。
在汽轮机启动的初期，采用开环控制来控制汽轮机的进气量、排气量等参数，以获得稳定的运行状态。
后期，采用闭环控制来进行精细控制，根据传感器的反馈信号进行调节，保证汽轮机的稳定运行。
3. 报警保护汽轮机调节系统采用多级报警保护措施，当汽轮机出现故障或超过安全范围时，及时发出报警信号，以保障汽轮机的安全性能。
同时，系统还具有自动停机和自动断电保护功能，确保汽轮机及周边设备的安全运行。
汽轮机调节系统详细概述
汽轮机调节系统详细概述汽轮机调节系统是一种通过控制汽轮机的燃料供给和汽轮机负荷来实现对汽轮机运行状态进行调节的系统。
它是汽轮机控制系统的一个重要组成部分，主要用于实现汽轮机的稳定运行、负荷调节和应对突发负荷变化等功能。
下面将对汽轮机调节系统的工作原理、组成以及关键技术进行详细概述。
汽轮机调节系统的工作原理主要包括测量和控制两个过程。
首先，通过各种传感器对汽轮机的运行参数进行实时测量，包括汽轮机的转速、温度、压力、燃料供给量等。
这些测量值会被送至汽轮机调节系统中的控制器，用于分析和判断汽轮机的运行状态。
控制的过程是汽轮机调节系统的核心部分，主要包括燃料控制和负荷调节。
燃料控制是通过控制汽轮机的燃料供给量来调节汽轮机的输出功率，实现负荷的调节。
燃料控制系统通常由燃气喷嘴、燃气调节阀、燃气控制系统等组成。
当负荷增加时，系统会向燃料控制系统发送信号，要求增加燃料供给量；当负荷减少时，系统则会减少燃料供给量。
这样可以确保汽轮机在不同负荷下的运行稳定。
负荷调节是指根据负荷需求实时调整汽轮机的输出功率。
负荷调节系统通常由减压器、逆功率装置、液力偶合器等组成。
当外部负荷变化时，系统会自动调整汽轮机输出功率，以满足负荷需求。
例如，当外部负荷减少时，逆功率装置会减小汽轮机的负荷，以防止汽轮机速度过高；当外部负荷增加时，逆功率装置则会增加汽轮机的负荷，以保证汽轮机的稳定运行。
汽轮机调节系统还包括一些附属部件，如漏气阀、排泄系统等，用于处理汽轮机在运行过程中可能出现的问题。
漏气阀用于控制汽轮机排气，保证系统的安全稳定。
排泄系统用于排除系统中积累的气体和杂质，以确保系统的正常工作。
汽轮机调节系统的关键技术主要包括传感技术、控制算法以及安全保护技术等。
传感技术负责实时获取汽轮机运行参数的测量值，并将其传输至控制器进行处理。
控制算法根据传感器传来的信号，利用各种控制策略进行运算和判断，并得出控制命令。
安全保护技术用于监测汽轮机运行状态，一旦检测到异常情况，系统将会采取相应的保护措施，避免发生事故。
DEH调节系统-第1章 汽轮机调节系统的基本概念
（一）静态特性曲线
确定调节系统的静态特性曲线需要知道组成系统各元件的 静态特性。 以图1－6的间接调节系统为例（作四象限图） 假设调速器的静态特性、油动机和错油门的静态特性和调 节汽阀的升程流量特性均为已知。
（1）调速器的静态特性：图1－8第Ⅱ象限 （2）油动机和错油门静态特性：图1－8第Ⅲ象限 （3）调节阀的升程流量特性：图1－8第Ⅳ象限 任意选取一功率P，在第Ⅳ象限可找到对应的油动机位移m， 根据m可在第Ⅲ象限找到对应的滑环位移x,在第Ⅱ象限上找 到对应的转速n，最后得到静态曲线上的一点，找出不同的 点，连接起来，便得到了调节系统的静态特性线
2.迟缓率
由于调节系统各部套件间的连续部分存在着间隙、摩擦 力以及错油门的重叠度等原因，使得机组在加负荷和减负荷 过程中，静态特性曲线是不重合的，中间存在着不灵敏区
迟缓率（不灵敏度）
n2 n1 100% n0
式中 n2 ——减负荷时，P1 对应的转速
n1 ——加负荷时， P 对应的转速 1
DEH调节系统 第一章 汽轮机调节系统的基本概念
第一节 汽轮机自动调节的基本内容 第二节 汽轮机自动调节的发展
第三节 汽轮机自动调节系统的基本原理
第一节 汽轮机自动调节的基本内容
汽轮机调节的任务：
保证汽轮机安全运行 满足用户要求的功率 保证电网的频率稳定
汽轮机的自动控制系统 所包含的内容大体可分为： 自动检测系统 自动保护系统 自动调节系统
三、液压调节系统的动态特性
（一）动态特性指标
稳定性 精确性 快速性
（二）影响动态特性的主要因素
1.转子飞升时间常数 2.中间容积时间常数 3.转速不等率 4.油动机时间常数 5.迟缓率
四、中间再热式汽轮机调节特点
汽轮机调节系统2概论
汽轮机调节系统2概论一、汽轮机调节系统的作用汽轮机调节系统的主要作用是实现汽轮机在不同负荷条件下的稳定运行，确保机组的安全性、可靠性和经济性。
它可以根据负荷变化自动调节汽轮机的转速和功率，保持负荷与发电机输出功率之间的平衡，以提高机组的调节性能和动态响应能力。
二、汽轮机调节系统的组成1.传感器：用于感知汽轮机关键参数，如转速、负荷、温度、压力等，将感知到的参数反馈给调节系统。
2.调节器：根据传感器获取到的参数，对汽轮机的控制执行机构进行调节。
调节器通常由调节阀、调节阀控制器、速度调节器等组成。
3.控制系统：用于接收传感器反馈的信号并进行处理，计算出调节器需要调整的控制量，并向调节器发送控制信号。
控制系统通常由控制器、控制算法和控制回路等组成。
4.辅助系统：包括供油系统、供气系统、水处理系统等。
这些系统为整个汽轮机调节系统的正常运行提供必要的辅助支持。
三、汽轮机调节系统的工作原理1.负荷响应：当电网负荷需求发生变化时，传感器会感知到负荷的变化，并将信号传送给控制系统。
2.控制信号生成：控制系统根据传感器的反馈信号，通过控制算法计算出调节器需要执行的控制量，并将其转化为相应的控制信号。
3.调节执行：调节器接收到控制信号后，根据信号的大小调整调节阀门的开度，以控制汽轮机的负荷。
4.负荷平衡：调节器不断调整汽轮机的负荷，使其与电网负荷需求保持平衡，以确保机组的稳定运行。
四、汽轮机调节系统常见问题1.响应速度慢：调节系统响应速度慢可能导致负荷与发电机输出功率之间的失衡。
可以通过优化控制算法和改进调节器设计等措施来提高响应速度。
2.震荡现象：调节系统存在震荡现象可能导致汽轮机的负荷不稳定，严重时会引发机组振动。
可以采取控制技术调整响应速度和补偿器控制来解决。
3.故障检测：调节系统出现故障时，应及时进行故障检测和排除，以确保机组正常运行。
可以采用自动故障检测和告警系统来提高故障发现的准确性和效率。
总结：汽轮机调节系统是实现汽轮机稳定运行的重要系统，具有保证机组安全性、可靠性和经济性的重要作用。
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
3.利用现代控制技术，采用预测控制， 根据历史和当时负荷波动趋势，预测 负荷变化，通过提前改变燃料量作好 负荷变化的准备，增强一次调频能力， 并使蒸汽参数波动控制在最小范围内， 提高机组运行的经济性和安全性。
6.1.3 汽轮机调节系统的基本组成
调节系统基本组成 ❖转速感受机构 转子转速转变为一次控制信号 ❖中间放大机构 中间功率放大 ❖油动机 执行机构 ❖配汽机构 油动机行程与蒸汽流量非线性校正机构 ❖同步器 单机时改变机组转速和并网时改变机组功率 ❖启动装置 启动冲转、提升转速至同步器动作转速
Байду номын сангаас
电网有功负荷变化的基本特征
电网有功负荷随人们生活、工作 节律而变。基本特征是以24小时为 周期的大幅、慢变上迭加随机、小 幅、快变波动。
➢ 第一类变化
幅度小、周期短，具有随机性。 幅度小于5%，秒级。
➢ 第二类变化
幅度较大、周期较长，有一定可 预测性。大于5%，分级。
➢ 第三类变化
幅度大、周期长，由生产、生活 和气象等节律引起的。
频率一次调整
利用汽轮机转速控制或调节器，感受电网频 率(周波)变化改变有功功率输出，维持同步区 域发电输出与电网负荷平衡。这样的调节过程 称为一次调频。
一次调频为有差调节，汽轮机功率的改变量 正比于频率偏差。很明显，一次调频后满足了 外界负荷要求，但并不能保持电网频率不变。
频率二次调整
变化周期较长、变动幅度较大，有一定可预 测性。为在电网一次频率调整后，消除频率偏 差，通过调频机组或调频电厂，平移调节系统 静态特性线，改变调频机组的输出功率，补偿 电网负荷的静态频率特性产生的功率变化，使 电网频率维持在额定值。调频器来调整。
❖高压调门过开或过关
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调节系统
其它保 保护系统 护信号
锅炉
主汽门 调节汽门
发电机 转速
汽轮机 功率
图6-1 汽轮机调节保护系统原理性框图
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
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6.1.1供电品质与电网有功功率与频率的调整
供电品质
发电厂的任务是向用户提供品质优良的电能。 电能的品质是电压、频率和波形。
M st
M em
Mf
再热器
过热器 HP IP
M em M f
LP
GEN
M st
汽轮机的调节系统课件(PPT153页)
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为什么叫调速系统？ 当外界电负荷增大时，发电机的电磁阻力 矩增大，导致转子的转速下降，反之，转子的 转速上升。
因此，汽轮机应根据转速偏差改变调节汽 门的开度，即改变进汽量和焓降，使蒸汽的驱 动力矩与电磁阻力矩及摩擦力矩相平衡。故汽 轮机调节系统有时称为调速系统。
同步发电机的特性
同步发电机的端电压决定于无功功率，频率 决定于有功功率。无功功率决定于励磁，有功功 率决定于原动机的功率。
故电网的电压调节归励磁系统，频率调节归 汽轮机的功率控制系统。
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转子运动方程与汽轮机调速
J
d 2
dt 2
➢ 第三类变化
幅度大、周期长，由生产、生活 和气象等节律引起的。
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频率一次调整
利用汽轮机转速控制或调节器，感受电网频 率(周波)变化改变有功功率输出，维持同步区 域发电输出与电网负荷平衡。这样的调节过程 称为一次调频。
第三章 汽轮机的调节系统与保护系统-2
高压主汽阀 高压调节阀 中压调节阀 表3-3 阀门 高压主汽阀 高压调节阀 中压调节阀
中压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路投入） 单位r/min 中压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路投入） 单位r/min 2600~2900 2900~3000 冲转 0~2600 阀切换 阀门切换 （2600） （2900） 前 关闭 全开 关闭 关闭 全开 控制 关闭→控制 全开 控制→保持 控制 全开 保持 控制→全开 全开→控制 保持 全开 控制 保持
图3-26 转速控制回路原理图
表3-2 阀门
高压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路切除） 单位： 高压缸控制进汽冲转阀门开启逻辑（旁路切除） 单位：r/min 冲转前 关闭 全开 关闭 0~2980 控制（逐 渐开大） 全开 全开 阀门切换 （2900） 控制→全工 全开→控制 全开 2900~3000 全开 控制 全开
六、汽轮机运行对调节系统性能的要求
调节系统在运行中应能满足如下要求： （1）调节系统应能保证机组启动时平稳升速至3000r／min，并能顺 利并网 （2）机组并网后，蒸汽参数在允许范围内，调节系统应能使机组在 零负荷至满负荷之间任意工况稳定运行 （3）在电网频率变化时，调节系统能自动改变机组功率，与外负荷 的变化相适应；在电网频率不变时，能维持机组功率不变，具 有抗内扰性能 （4）当负荷变化时，调节系统应能保证机组从一个稳定工况过渡到 另一个稳定工况，而不发生较大的和长时间的负荷摆动 （5）当机组甩全负荷时，调节系统应使机组能维持空转（遮断保护 不动作）。 （6）调节系统中的保护装置，应能在被监控的参数超过规定的极限 值时，迅速地自动控制机组减负荷或停机，以保证机组安全。
图3-17 左侧主 汽门和调节阀的 俯视图 1-主汽门 主汽门 组件右侧； 组件右侧； 2-主汽门 主汽门 组件左侧； 组件左侧； 3-主汽门油动机 主汽门油动机 组件左则； 组件左则； 4-主汽门油动机 主汽门油动机 组件右侧； 组件右侧； 5-主汽门左侧 主汽门左侧 开关盒托架； 开关盒托架； 6-主汽门右侧 主汽门右侧 开关盒托架； 开关盒托架； 7~9-开关盒； 开关盒； 开关盒 10-主汽门开关盒 主汽门开关盒 支架组件
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n
n 100 %
n0
Δn
P
迟缓率对机组的影响：
迟缓率过大时：
(1)单机运行时，会引起转速的摆动；在汽轮机并 网前，转速的不稳定，并网困难。
(2)在汽轮机并网后，将会引起负荷的摆动。
负荷摆动值为：
P P0
(3)当发生甩负荷时，调速汽门动作迟缓，造成汽 轮机转速飞升，致使机组超速。
一般迟缓率不超过0.5%，新装机组不超过0.2%
n(转速)
滑 阀
油 动 机
反馈 机构
配汽机构
负荷 汽轮机
调节系统的静态特性
1、调节系统的静态特性 稳定工况下，汽轮机转速与功率之间的
关系称为调节系统的静态特性。
n
P
2、调节系统的速度变动率 汽轮机空负荷时的稳定转速与满负荷
时的稳定转速之间的差值与额定转速之 比的百分数称为调节系统的速度变动率。
nmax nmin 100 %
调节系统静态特性曲线的合理形状
❖ 在空负荷及低负荷附近曲 线要陡一些，便于机组并 n 网以及低负荷暖机。
❖在满负荷附近要陡一些，当
电网频率下降时，不会引起
汽轮机过载，并有利于维持 机组在经济负荷附近运行
P
一、同步器的作用
同步器
1、同步器：人为平移调节系统静特性线的机构。
2、同步器的作用
（1）单机运行时，操作同步器可改变机组的转速。
（2）并网运行时，操作同步器可改变机组的负荷，并调整电 网频率。
3、同步器的类型
平移传动放大机构静特性线的同步器
同步器实质上是人为改变调门开度的机构。
4、同步器的工作范围
基本范围：额定参数、额定电网频率下机组能带满负荷，并 能减负荷到零。
（1）同步器的上限 ➢电网频率下降时机组仍能带满负荷； ➢主汽参数下降、排汽参数升高时机组仍能带满负荷。 因此上限比额定转速高7%。（速度变动率为5%） （2）同步器的下限 ➢电网频率升高时机组仍能减负荷至零； ➢主汽参数升高、排汽参数下降时机组仍能减负荷到零。 因此下限比额定转速低5%。 因此常说同步器的工作范围为（+7~-5）%n0
➢数字电液控制系统（Digital Electro-Hydraulic Control， DEH）
汽轮机控制的内容
一个完善的汽轮机控制系统包括以下功能系统：
一、监视系统
监视系统能够连续监测汽轮机运行中各参数的变化。
属于机械量的有：汽轮机转速、轴振动、轴承振动、转子 轴位移、胀差、汽缸热膨胀、主轴晃度、油动机行程等；
轮机功率，以满足用户用电量变化的需 要；
保证汽轮发电机组的工作转速在正 常允许范围之内，保证供电质量。
二、负荷与转速的关系：
汽轮机受着两个力矩的作用：蒸汽主力矩和电磁阻力 矩。
稳定工况下，蒸汽主力矩等于电磁阻力矩。
负荷增加时，电磁阻力矩大于蒸汽主力矩，机组转速下 降；负荷减小，蒸汽主力矩大于电磁阻力矩，机组转速 增加。
大容量汽轮机的保护内容有：超速保护、低油压保护、轴 位移保护胀差保护、低真空保护、振动保护等。
三、控制系统
汽轮机的闭环自动控制系统包括转速控制系统、功率控制 系统、压力控制系统（如机前主汽压力和再热汽压力控制） 等。
四、热应力在线监视系统
通常用建立模型的方法，通过测取汽轮机某些特定点的温 度值间接计算热应力值。热应力计算结果除用于监视外，还 可以对汽轮机升速率和变负荷率进行校正。
n0
速度变动率对机组影响 （1）对机组负荷分配的影响
电网频率变化时，速度变动率小的机组负荷改变量大。
（2）对甩负荷超速的影响
机组甩负荷时，速度变动率大的机组易超速。
（3）对运行稳定性的影响
电网频率波动时，速度变动率小的机组负荷摆动量大
一般速度变动率取δ=3%～6%
3、调节系统的迟缓率
在同一功率下，转速上升过程的静态特性 曲线和转速下降过程的静态特性曲线之间的转 速差与额定转速之比的百分数称为调节系统的 迟缓率。
属于热工量的有：主（再）蒸汽压力和温度、凝汽器真空、 调节级压力、汽缸温度、润滑油压、控制油压、轴承温度等。
汽轮机的参数监视通常由数字采集系统（DAS）实现，测 量结果同时送往控制系统作为限制条件，送往保护系统作保 护条件，送往顺序控制系统作控制条件。
二、保护系统
保护系统的作用时，当电网或汽轮机本身出现故障时，保 护装置根据实际情况迅速动作，使汽轮机退出工作，以防止 事故扩大或造成设备损坏。
负反馈的作用：使调节系统静态特性稳定。
调节系统的组成
➢转速感受机构：感受转速的变化，并将转速的变化转变 成其他物理量的变化。
➢传动放大机构：对转速感受机构的输出信号进行传递放 大。
➢配汽机构：接受由转速感受机构通过传动放大机构传来 的信号，并以此来改变汽轮机的进汽量。
组成方框图
给定值 转速感 受机构
因此调节系统应感受转速的变化，并根据转速变化改 变调门开度，改变蒸汽流量，使蒸汽主力矩与电磁阻力 矩重新达到新的平衡。
液压调（滑阀）
油动机
调节阀
C
B
泄油
p0
泄油
间接调节系统示意图
外界负荷减小
转速 增加
滑环 上移
滑阀 上移
油动机活 塞下移
调门开大
滑阀下移至 断油位置
调节系统的负反馈：错油门动作引起油动机动作，而 油动机的动作又引起错油门向相反的方向动作。
1000MW汽轮机控制系统 主讲人：赵素芬
汽轮机控制的发展过程
➢机械液压调节系统液压式控制系统（Mechanical-Hydraulic Control，MHC）
➢电气液压式（Electro-Hydraulic Control，EHC）
➢模拟式电气液压控制系统（Analog Electric-Hydraulic Control,AEH）
五、汽轮机自启停控制系统（Automatic Turbine Control，ATC）
原则上讲汽轮机自启停控制系统应能完成从启动准备至 带满负荷或者从正常运行到停机的全部过程。
六、液压伺服系统
液压伺服系统包括汽轮机供油系统和液压执行机构两部分。
汽轮机的调节系统
一、汽轮机调节系统的任务： 在外界负荷变化时，及时地调节汽
电网调频
1、一次调频 当电网频率变化时，电网中各机组的调节系统按自身
的静态特性自动调节机组功率，以适应外界负荷变化的 过程。 2、二次调频
人为来调节机组的负荷及电网频率的过程。 液调机组中是利用同步器完成。 电调机组中则是通过改变给定值完成。