水轮机调速系统

水轮机调速系统1、水轮机自动调节系统主要由那几个基本部分组成？各主要元件的作用是什么？答: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。

它的作用是将电气部分输出的电信号，转换成具有一定操作力的机械位移信号6、什么叫机组调差率？什么叫机组的永态转差率系数？若干台机组并列运行时，各台机组的永态转差系数应如何整定才合理？答：机组转速随负荷增减而变化的程度，称为机组调差率，常用符号ep表示，实际工作中常用调速器静特性表示。

调速器静特性就是在平衡状态下，调速器转速n和接力器行程Y之间的关系，即Y=f(n)永态转差率bp的物理意义是指接力器行程为零时的转速与接力器全行程时的转速之差与额定转速之比效率高的机组带基本负荷，将其调速器的bp值整定得较大；效率低的机组带变动负荷，将bp值整定得较小7、调速器的永态转差系数bp和缓冲时间常数Td是怎么样进行调整的？答：调速器的bp值，要根据机组在电网中承担的任务来调整。

其方法是改变调差机构方架上调节螺母的位置，即可调整bp值缓冲时间常数Td，最好通过负荷扰动试验来进行调整。

对T和YT型调速器，是调整平板条位置或平板条上调节螺钉的高度；对电液调速器，Td的大小是改变缓冲（也称软反馈）回路中的电阻值（即电位器的触点位置）来实现的。

8、引起调速器运行不稳定的原因有那些？答：除了调速器本身因设计制造、选型、安装和检修调试不当等原因外，还受到运行机组压力过水系统水压脉动和运行维护、管理不当的影响，可能原因有：（1）对具有共同引水管或同一调压井的并联运行机组，由于相邻机组进行剧烈调节，导致引水系统中水压剧烈脉动，使水轮机转速不稳定；低水头大流量水电站上、下游水位发生周期性大幅度波动，也会引起水轮机和调节系统的周期性波动（2）对具有较长压力水管的电站，当水管压力变化周期接近调速器自振周期时，可能因发生共振而引起调速器运行不稳定（3）低水头水电站机组偏离最优工况运行，在尾水管内产生空腔涡带，引起转速不稳定；或水轮机强烈汽蚀引起转速不稳定（4）系统负荷周期摆动或系统功率振荡，引起调速器运行不稳定（5）压力油脏时，缓冲器工作受影响，也会诱发调速器不稳定（6）调速系统的油管路和接力器中有空气，或接力器止漏装置油从主配压阀引来的油管漏油9、水电站的调速器中的主配压阀控制不灵或卡死，原因在那里？答：有些水电站在枯水季节长期停机，维护不善、油系统中含水量过大，使主配压阀各滑动面产生锈蚀，手、自动操作不灵，甚至卡死。

遇到这种现象，开机前应仔细检查，油中含水量多时要换新油。

并同时分解、检查主配压阀的关键部件也曾发现油脏，有固体颗粒或铁销等进入活塞和衬套之间，使之卡死。

针对具体情况，要更换新油，经常对透平油进行观察和化验10、调速器为什么经常出现溜负荷现象？答：所谓溜负荷是指没有操作功率给定和频率给定电位器，系统频率也无明显的升高，机组带上一定负荷运行后，逐渐减至空载。

一般都在负荷明显溜掉以后，值班人员才发现（1）电液调速器产生此现象的可能原因是：1）功率给定电位器偶然有某一位置接触不良2）某些继电器的触点接触不良，或其干簧触点损坏等3）电液转换器线圈断线，在没有电流的情况下，电液转换器的平衡位置又偏在关机方向4）元件损坏，特别是测频回路输出变压器和相敏整流输入变压器损坏，造成调节信号不能正常5）电液转换器发卡，卡在偏关方向的微小位置（2）机械液压调速器产生溜负荷现象，可能是：1）缓冲器特性欠佳2）杠杆间死行程过大3）调速器死区太大4）油质脏，影响液压缓冲回复特性11、在什么情况下调速器才允许限制负荷运行？答：水轮机一般应在自动调速器状态下运行，此时调速器的开度限制器应放在最大开度位置，只有在调速器系统工作不稳定、电站上游水位过低、机组带病工作等特殊情况下，才允许使用开度限制把导叶开度限制在水轮机必须降低出力的相应位置12、长期停机或调速器大修后，首次开机，调速器产生振动的原因是什么及如何处理？答：长期停机或调速器大修后，各油管和接力器腔内的油会慢慢漏掉而充满了空气，在第一次向调速器充油时，空气可能排不出尽，在开机过程中，由于设备内部的空气被压缩和伸张会造成调速器振动。

如缓冲器内有空气，会影响反馈信号的传递，使调速器在工作中产生抽动。

若缓冲器有排气阀，则用排气阀排气，稍微打开供油闸阀，让它慢慢充油，并用开度限制手轮缓慢地开，闭导叶，使接力器缓慢开、关几次把空气排出13、机组运行中，调速器的开度限制的位置为什么要经常调整？答：因为机组在运行中，导叶的开度限制，一般应放在机组最大出力的限制位置，此位置是根据上游水位的变化而改变的开度限制如过大，当上游水位高时，则机组调整出力时，容易过负荷；当水库上游水位低时，易使水轮机的效率急剧下降，产生机组振动开度限制如偏小，则又限制了机组不能发出最大出力。

所以，一般导叶最大开度限制于额定开度的95%以下，以免使水轮机的效率降低当机组启动后与电网并列时，若发现调速器不稳定，可用开度限制加以限制使其稳定；在与电网并列后，可将开度限制放于机组最大出力限制的位置。

14、调速器在调整完正式投入运行前，为什么要进行空载扰动和负荷扰动试验？答：空载运行是机组十分重要的一种运行工况。

机组启动后、并入电网前，或机组甩负荷与电网解列之后，要求机组保持比较稳定的转速空载运行。

调速器一般在空载运行时稳定性较差，因此需要进行空载扰动试验（外加急剧扰动量，一般为6%左右），以选择缓冲时间常数T d、暂态转差系数b t和局部反馈系数α等调节参数的最佳配合值使之满足下列要求：（1）转速最大超调量不应超过转速扰动量的30%（2）超调次数不应超过2次（3）由扰动开始到转速稳定（相对转速摆动值不超过±0.25%）为止的调节时间Tp，对机调一般不大于30s，对电调一般不大于20s.缓冲时间常数Td可在0—20S内调整；暂态转差系数bt可在0—100%范围内调节，个别的可达0—140%；局部反馈系数α可在0.1---0.5范围内调整，个别的为0.1---0.7。

对于电液调速器，还应包括电液转换器与引导阀的行程比值α1。

永态转差系数bp的值由调度部门给定，担任基荷时，bp值较大，担任峰值时，bp 值较小一般说，上述可调参数取得较大时，其稳定区域相应增大，但稳定性过高，调节时间Tp将增加，还会增大超调量和超调次数，调速器动作迟缓，降低调节品质；同时增大α值后，转速死区有所增加，因此，在调整调速器参数时，要在满足稳定性要求的前提下，力求调节过度过程快速衰减。

要兼顾动、静调节质量，一般由Td和bt值来保证稳定性，在不破坏调节系统稳定性的前提下，减小α和α1值。

负荷扰动试验的目的是检查机组在并入电网后或单机运行中负荷突变时调速器的动作情况和调节品质，同时选择带负荷的最佳参数，如接力器不动作时间、调节时间、超调量和超调次数等15、机组大修后，为什么要进行甩负荷试验？答：机组大修后，经空载运行和带负荷试验，证明各部分运行正常，检修质量合乎要求，一般来说，可以并入电网运行，但为了掌握机组在过度过程中的运行情况，以确保电站安全，在正式投入电网运行之前，还应进行甩负荷试验，其目的在于：（1）了解在甩负荷过程中机组转速与蜗壳水压上升值的变化规律，测定其量最大上升率，以确定导叶关闭时间（2）检查水轮机导叶、接力器关闭规律，包括测定不动时间、关闭时间以及反馈和节流元件对关闭规律下减速时间（3）考验调节系统在已选定的最佳参数下，调节过程的动态稳定性和速动性（4）初步了解过渡过程中机组内部水力特性与外部机电特性的变化情况及其对机组工作的影响。