水电站综合测试系统技术要求

水电站综合测试系统技术要求

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泵站、水电站综合测试系统技术要求

1. 配置目的

本综合测试系统主要用于泵站、水电站机组的综合测试和过程分析。

2. 测试项目要求

能进行以下项目的检测：

（1）频率测量

可进行残压测频，由测频PT二次电压（0.2～100V）或低压机组机端（0.2～400V）输入信号，考虑甩负荷时的电压上升率，要求在电压为0.2～1000V的范围内，测量机组频率，精度为±0.005 Hz。

（2）变频信号输出

系统具有高精密变频信号发生器，能提供方波和正弦波变频信号输出。频率范围为0.5Hz～200Hz可调。电压幅值在5～24V内不限（均能满足使用要求，但必须能稳定在该确定的幅值）。在0.5Hz～200Hz频率变化范围内，要求精度为±0.005 Hz。

（3）调速器试验

调速器共有6个试验项目：接力器启闭规律、静特性、协联、接力器不动时间、三分钟转速摆动、空载扰动。

接力器启闭规律试验：应能同时记录4个以上的接力器启闭规律。对于分段关闭接力器，应能计算某一接力器启闭过程中拐点位置、各段启闭时间。对于直线关闭的接力器，应能计算75%～25%开度间的关闭时间。应能计算该接力器在开始动作、拐点、动作完成时其它接力器开度。

静特性试验：要求能用一元线性回归法计算转速死区ix、线性度误差ε和永态转差系统bp，并生成静特性曲线。试验中变频步长、每个频率停留时间、变频速度应均可修改。

协联试验：要求能记录不同接力器（如导叶～桨叶、喷针～折向器）协联曲线，并根据导叶～桨叶协联关系，绘制导叶直线开启过程中桨叶的动作曲线。

接力器不动时间测试：要求能在25%甩负荷过程中，测量调速器的接力器不动时间Tq。另外，也能采用阶跃法测Tq。

三分钟转速摆动试验：要求能测录并计算出机组三分钟转速摆动值。

空扰试验：要求能测录并计算空扰过程中扰前、扰中、扰后频率，计算扰动量、超调量、超调次数和调节时间。

（4）励磁试验

励磁试验共有7个试验项目：空载试验、短路试验、短路比计算、电压～频率特性试验、起励试验、灭磁试验。

空载试验：记录发电机在空载额定转速下机端电压Uf和励磁电流ＩL之间的关系曲线。

短路试验：记录发电机在出口三相短路情况下，定子电流If和转子电流ＩL之间的关系曲线。

短路比计算：调入空载试验结果和短路试验结果，计算短路比，并将空载试验、短路试验图形及短路比计算结果输出到同一波形图。

电压～频率特性试验：录制发电机在空裁运行时，转速在47～52HZ变化范围内F0和Uf变化曲线，按频率每变化0.5Hz一组数据，输出到Excel文件。

起励试验：录制起励曲线并计算发电机稳态电压Ufs、电压波动次数、超调量Mp和调节时间Ts。

灭磁试验：录制灭磁曲线并计算励磁系统灭磁前的励磁电压、反向励磁电压、反向电压倍数和灭磁时间T。

（5）机组过速试验

要求记录机组过速时的振动值（4个通道）、主轴摆度值（3个通道）、机组频率、接力器开度（4个通道），并能计算振动、摆度最大值，计算某一接力器开始动作时机组频率、试验过程中的最高频率。

（6）甩负荷试验

要求记录甩负荷过程中选定通道的测量值，并根据选项决定是否在试验过程中显示该通道波形图，或计算某一通道的数据。选项有：甩负荷时是否测量该通道，是否显示该通道，该通道测量值的初始值、最大值、最小值、终了值、上升率、动作时间、波动次数。该选项参数可保存、可调用，在下一个甩负荷试验时默认自动调用上一个甩负荷时的参数。

甩负荷记录采样量应至少为两台机联甩试验的全部采样量，并有4台机联甩负荷时的主要采样量接口（机组转速、水压、接力器动作、电动机和发电机的电压等）。

（7）动平衡试验

要求记录机组空载时各部位振动、摆度值，并计算配重部位和重量。

（8）调保计算

根据电站、泵站的管路系统布置情况（如管长、衬砌材料、设计流量等参数）以及机组转动惯量，初步计算甩负荷过程中的水压、机组转速上升规律，画出单机、多台机组甩任意负荷时水压、转速沿时间轴变化曲线。此曲线应该有鼠标停留点的具体水压、转速，便于我们进一步分析。

现场试验时，应能根据单机甩低负荷（如单机甩25%额定负荷）情况，重新修正实际流量和实际机组转动惯量等参数，计算甩两台机组、三台机组及多台机组时，甩其它任意负荷时蜗壳或压力管道的最大压力计算值，并能绘制曲线。通过前一次甩负荷试验修正后，后一次理论计算值应更能接近实际情况。

在高扬程泵站，当水泵突然停机、出水阀门关闭过程中，最高压力不一定落在阀门这个位置，该软件应能计算整个流道的压力分布情况，并画出各处最高压力分布曲线。

3. 硬件要求

水电站、泵站机组综合测试系统硬件部分应包括通道数据采集（下位机）一套、数据显示分析（上位机）一台、各类传感器等三部分内容。

（1）数据采集（下位机）

数据采集（下位机）用于测量并记录各通道的采样值，并将之传送至上位机。一般试验项目，要求能同时测量并记录32个或以上通道的采样值，每个通道扫描频率不小于10次/秒。特定试验项目（如摆度测试、动平衡试验及接力器不动时间测量），要求能同时测量并记录4个或以上通道的采样值，通道扫描频率应能达到2000次/秒。

试验数据可以在试验过程中同步传送至上位机，也可以抽取上位机所需要的显示通道部分传送，其它数据待试验结束后一起传至上位机，此时下位机应考虑一定存储量。

下位机工作电源采用直流电源，正常工作时以交流稳压电源为主，蓄电池（推荐采用笔记本电脑电池）作为备用。备用电池应能满足4小时以上的最大工作容量。

（2）数据显示分析（上位机）

数据显示分析（上位机）采用笔记本电脑，最低配置：英特尔®酷睿™双核2处理器T7700 (2.4GHz/800MHz前端总线/4MB缓存)，正版Windows XP（或Vista）操作系统，4GB 双通道667MHz DDR2 SDRAM内存，160G硬盘，可刻录光驱。配制数据采集（下位机）中所有测试项目的计算分析软件和图形软件，并便于保存和调用。

（3）传感器

传感器类别及数量要求见下表。