水轮发电机甩负荷定义
水轮发电机基本知识介绍
水轮发电机基本知识介绍一. 关于发电机电磁设计水轮发电机电磁设计的任务是按给定的容量、电压、相数、频率、功率因数、转速等额定值和其他技术要求来确定发电机的有效部分尺寸、电磁负荷、绕组数据及性能参数等。
水轮发电机电气参数的选择,主要依据电力系统对电站电气参数和主接线的要求,同时根据《水轮发电机基本技术条件》、《导体和电器设备选择设计技术规定》等相关规范来选择,当然也要根据具体电站的要求。
在电磁设计过程中考核的几个主要参数:磁密,定、转子线圈温升,短路比,主要电抗,效率,飞轮力矩。
二. 电磁设计需要输入的基本技术数据(一)额定容量、有功功率、无功功率和功率因数的关系Φ--发电机输出电流在时间相位上滞后于电压的相位角额定容量S=√3U N I N =22Q P有功功率P=√3U N I N cos φ=S ·cos φ无功功率Q=√3U N I N sin φ=S ·sin φcos φ= SP (二)发电机的电磁计算需要具备以下基本的额定数据:功率/容量,功率因数,电压,转速(极数),频率,相数,飞轮力矩(转运惯量)1. 额定容量(视在功率)或者额定功率(有功功率)S=φcos P (kV A / MV A ) P=水轮机额定出力×发电机效率 (kW / MW )发电机的容量大小更直接反映发电机的发电能力。
有功功率结合功率因数才能完整反映发电机的输出功率能力。
2. 额定功率因数cos φ发电机有功功率一定时,cos φ的减小,可以提高电力系统稳定运行的功率极限,提高发电机的稳定运行水平;同时由于增大了发电机的容量,发电机造价也增加。
相反,提高额定功率因数,可以提高发电机有效材料的利用率,并可提高发电机的效率。
近年来由于电力系统容量的增加,系统装设同步调相机和电力电容器来改善其功率因数,以及远距离超高压输电系统使线路对地电容增大,发电机采用快速励磁系统提高稳定性,使发电机额定功率因数有可能提高。
水轮发电机组甩负荷过渡过程性能指标的探讨 精品
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大电机技术
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实际上可能达到的最佳情况是, 当转速下降到接近空 载转速时, 提前以最大速度打开导叶, 并在导叶开到空 载开 度 时, 转 速 也 正 好 进 入 空 载 转 速 区 域。此 时, 导 ! !"# " !# $ %, $% 最小。如果调速器的控制性能不佳, 叶过晚打开或打开速度较慢, 超调量很大; 导叶过早打 开, 甚至在机组甩负荷后导叶就根本没有关到零, 转速 下降速度缓慢, $% 势必很大。
&] ・![ 。 !! 为相对升速时间, !! $ ) & , / ) & )))0. ) 可以看出, 相对升速时间!! 随比转速的增加而减
此时转速仍 制时, ", ! "% 。由于接力器只能关闭到零, 在空载转速之上, 因此 ", 2 "% 。对于低水头、 大流量、 高比速的水轮机, 空载开度较大, 水力降速阻力矩与升 速主动力矩作用时间基本接近, 再加上机械摩擦阻力 矩较大, 相对升速时间!! 较小, ", 与 "% 相差不大。而 对于高水头、 小流量、 低比速的水轮机, 空载开度较小, 水力降速阻力矩远小于升速主动力矩, 而且机械摩擦 阻力矩较小, ", " "% 。
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(%)调节时间 "# 从图 * 中可以看出, 可将调节时间分解成三部分, 即 "# $ "% - ", - "式中 ", 为转速下降时间, 它表示机组甩负荷后,
导叶直线关闭到零并一直保持到零开度情况下, 自最 高转速下降到空载转速区域为止的时间, 或称为最快 降速时间。在最高转速时, 机组的主动力矩等于阻力 矩。之后, 由于水轮机进入制动和反水泵工况, 转轮区 的水起阻力作用, 再加上机械摩擦阻力矩及电磁阻力 矩等, 机组转速开始下降。 转速下降时间 ", 取决于水轮机阻力矩和机组惯 性力矩之比。当水轮机力矩特性近似线形, 水力降速 阻力矩与升速主动力矩对称, 并且接力器关闭不受限
水轮发电机组带负荷试验
水轮发电机组带负荷试验水轮发电机组带负荷试验?1、水轮发电机组带、甩负荷试验应相互穿插开展。
机组初带负荷后,应检查机组及相关机电设备各部运行情况,无异常后可根据系统情况开展甩负荷试验。
2、水轮发电机组带负荷试验,有功负荷应逐级增加,观察并记录机组各部位运转情况和各仪表指示。
观察和测量机组在各种负荷工况下的振动范围及其量值,测量尾水管压力脉动值,观察水轮机补气装置工作情况,必要时开展补气试验。
3、开展机组带负荷下调速系统试验。
检查在速度和功率控制方式下,机组调节的稳定性及相互切换过程的稳定性。
对于转桨式水轮机,应检查调速系统的协联关系是否正确。
4、开展机组快速增减负荷试验。
根据现场情况使机组突变负荷,其变化量不应大于额定负荷的#&‘,并应自动记录机组转速、蜗壳水压、尾水管压力脉动、接力器行程和功率变化等的过渡过程。
负荷增加过程中,应注意观察监视机组振动情况,记录相应负荷与机组水头等参数,如在当时水头下机组有明显振动,应快速越过。
5、开展水轮发电机组带负荷下励磁调节器试验:1)有条件时,在发电机有功功率分别为0、50%和100%额定值下,按设计要求调整发电机无功功率从零到额定值,调节应平稳、无跳动。
2)有条件时,测定并计算水轮发电机端电压调差率,调差特性应有较好的线性并符合设计要求。
3)有条件时,测定并计算水轮发电机调压静差率,其值应符合设计要求。
当无设计规定时,对电子型不应大于)、0.2%、-、1%,对电磁型不应大于1%、-3%.、4)对于晶闸管励磁调节器,应分别开展各种限制器及保护的试验和整定。
5)对于装有电力系统稳定装置(PSS)的机组,应突然变更10%、-、15%额定负荷,检验其功能。
6、调整机组有功负荷与无功负荷时,应先分别在现地调速器与励磁装置上开展,再通过计算机监控系统控制调节。
水轮发电机甩负荷试验技术措施
水轮发电机甩负荷试验技术措施
水轮发电机甩负荷试验是对水轮发电机负荷能力和稳定性进行验证的重要环节。
为了确保试验顺利进行,并保证设备和人员的安全,需要采取一系列技术措施。
1. 设备准备:在甩负荷试验前,需要对水轮发电机进行全面检查和维护,确保设备正常运行。
同时,对液压、电气系统等进行检测,以确保其稳定性和可靠性。
2. 调整参数:在试验前需要根据设备的额定负荷和额定转速,调整水轮发电机的参数,如转速控制、流量控制等,以满足试验的要求。
3. 准备备用能源:由于甩负荷试验会将大量的负荷突然断开,为了保证电网的稳定运行,需要准备备用能源,如备用发电机或电池组等,以供电网供应稳定的电力。
4. 安全措施:在进行甩负荷试验时,需要严格执行安全操作规程,确保试验过程中不会对设备和人员造成危险。
比如要求操作人员佩戴防护装备,并将试验场所进行隔离和标识。
5. 监测和记录:在试验过程中,需要密切监测水轮发电机的运行状态,如转速、温度等参数,并及时记录。
这些数据有助于评估设备的性能和变化趋势。
6. 试验报告:试验结束后,需要将试验结果进行整理和分析,并撰写试验报告。
这些报告可以为日后的设备维护和改进提供
参考。
通过以上技术措施的采取,可以有效保证水轮发电机甩负荷试验的准确性和安全性,为进一步提升设备的性能和稳定性提供有效的参考。
水轮发电机小知识
1、导叶分段关闭规律的作用导叶分段关闭规律的作用是:在机组发生事故或甩负荷时要求导叶迅速关闭,在导叶迅速关闭过程中,输水管道的压力和机组转速均要暂态上升,特别是轴流式机组,由于水锤的作用还会导致机组转轮上抬,严重威胁水轮发电机组的安全运行。
为此,在满足调节保证值的条件下,将接力器关闭特性设计为折线关闭特性,有效地减少关机过程中水压上升值和抬机量。
2、水轮机转轮静平衡试验的目的水轮机转轮静平衡试验的目的是为了消除由于水轮机转轮在铸造加工,尤其是经过多次补焊处理过程中出现的质量偏心。
由于质量偏心的存在使机组在运行中产生一个附加离心力,如果该力较大,很可能导致水轮机转轮的水力不平衡,主轴摆度增大,轴承偏磨以及不同形式、不同程度的机组振动等不良现象,影响机组安全稳定运行。
3、立式水轮发电机导轴承有何作用?一个性能良好的导轴承的主要标志是什么?立式水轮发电机导轴承的作用是:承受机组转动部分的径向机械不平衡力和电磁不平衡力,使机组轴线在规定数值范围内摆动。
一个性能良好的导轴承的主要标志是:(1)能形成足够的工作油膜厚度;(2)瓦温应在允许范围之内,一般在50℃左右;(3)循环油路畅通,冷却效果好;(4)油槽油面和轴瓦间隙满足设计要求;(5)密封结构合理,不甩油;(6)结构简单,便于安装和检修。
水轮机补气装置的作用是什么?常用的有哪几种补气方式?混流式水轮机一般在30%~60%额定出力时容易在尾水管内发生水流涡带,引起空腔汽蚀和机组振动。
补气装置的作用,就是在机组出现不稳定工况时,补入空气,可增加水的弹性,改善机组的运行条件。
同时,由于补气破坏了真空,还能防止机组突然甩负荷导水机构紧急关闭时,由于尾水管内产生负水击,下游尾水反冲所产生的强大冲击力或抬机现象。
补气分自然补气和强迫补气两种方式。
一般均采用自然补气,只有在水轮机吸出高度H。
的负值较大,尾水管内压力较高,很难用自然补气方式补气时,才采用压缩空气强迫补气方式。
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措施
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措施摘要:在水电站水轮发电机组的运行过程中,常常会出现甩负荷的情况,导致系统运行过程的安全风险显著增大,严重影响到水电站的正常工作。
面对这种情况,本文就针对水电站水轮发电机组运行中甩负荷的产生原因及危害进行分析,并提出一些具体的应对及预防措施,希望能为水电站水轮发电机组的运行管理提供有效参考依据。
关键词:水电站;水轮发电机组;甩负荷;应对措施近年来,随着我国社会经济的发展,我国人民对电力资源的需求不断提高,这就给我国电力事业的发展带来更多机遇和挑战,在加快水电站建设步伐的同时,对水电站的运行管理提出了更高要求。
但是在水电站水轮发电机组的运行过程中,常常出现甩负荷情况,严重影响到水电站的正常工作,不利于水力发电事业的发展。
因此,有必要深入分析水电站水轮发电机组运行中甩负荷的产生原因及危害,采取有效措施进行处理,使水电站水轮发电机组能够处于更加安全、稳定的运行环境。
1.水电站水轮发电机组运行中甩负荷的产生原因及危害分析1.1甩负荷的产生原因就目前来看,造成水轮发电机组运行中甩负荷的原因主要体现在以下几个方面:①在水轮发电机组的运行过程出现电气、励磁、水机事故,进而出现保护动作,引起发电机出口断路器的跳闸操作。
②调速器油压装置出现故障,事故低油压引起紧急停机,进而出现发电机出口断路器的跳闸情况。
③主变压器出现线路故障或保护动作,以致主变压器或线路的断路器出现跳闸情况。
④电力系统出现故障,进而出现线路开关跳闸情况[1]。
1.2甩负荷的危害首先,在水轮发电机组运行过程中出现甩负荷的时候,势必会出现机组转速升高、轴向推力变化的情况,进而产生一系列的安全风险,其主要体现在以下几个方面:①在转速升高、导叶开发减小的情况下,轴向水推力与转动部分的重力是相反的,那么反方向的轴向力就会将机组抬起。
同时,也会出现尾水管的负水锤情况,导致转叶下出现过大的水锤压力,最终出现反水锤抬机情况。
探讨水电站水轮发电机组运行中 甩负荷危害及应对措施
探讨水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措施发表时间:2020-03-05T17:37:32.843Z 来源:《基层建设》2019年第29期作者:康留臣[导读] 摘要:随着社会的发展,人们的生活水平也在不断的提升,人们在社会中对于电力的要求也越来越高。
中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安 710000摘要:随着社会的发展,人们的生活水平也在不断的提升,人们在社会中对于电力的要求也越来越高。
水电站水轮发电机组运行中甩负荷现象发生后,如果不能及时有效的解决,将会对电力的供应、存储等都造成了一定的危害,不利于电力的发展,也不能很好的满足人们对电力的要求。
因此,我们在面对水电站水轮发电机组运行中甩负荷现象时,应积极寻找正确的应对措施以此来保证水电站的顺利运行。
关键词:水电站;水轮发电机组;运行;甩负荷危害一、水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害的应对措施研究1、水电站水轮发电机组甩负荷表现形式水电站水轮发电机组运行过程之中,因为某些原因出现甩负荷现象,或者因为变电站开关出现故障,产生跳闸现象,使得运行机组快速与电网脱离,发电机转速快速提升,机组发出异常的运行声音,发电机组出现较为显著的过电压现象,此种现象被技术人员称作水电站水轮发电机组甩负荷现象。
如果水电站水轮发电机组出现甩负荷现象,因为机组的机械能不能够有效地转换为电能被输送,机组动力矩超过了其阻力矩,使得机组转速越来越高,引水管的水压不断提高。
机组中的各项保护装置处于良好的运行状态,机组转速提升到最大数值之后,在调速器的控制之下,导叶会呈现快速关闭现象,机组转速缓慢下降,最终进入到稳定状态。
若水电站水轮发电机组运行出现故障,发电机会突然将全部负荷甩出,在此期间,调速器若出现故障,或者水轮机导叶无法有效的关闭,机组转速会随着对应开度的不断升高而提升,最终超过额定的转速,机组发出较大的声音,其内部出现较大破坏。
通常来讲,机组的飞逸出转速会达到额定转速的2.7倍左右,甩负荷之后,水电站水轮发电机组的转速突然提升,机端电压明显提高,引水管水压突然上升,机组设备与压力管道安全性受到较大影响。
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措策分析
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措策分析摘要:对于一些规模较大且结构复杂的水电站水轮发电机组来说,一旦设备在运行过程中发生了甩负荷故障,这将对水电站发电机组的稳定运行造成严重影响,不利于水电站经济效益的提升。
基于此,本文以发电机组的甩负荷作为研究对象,分析水轮发电机组甩负荷带来的危害,通过采取有效的处理措施和预防措施实现对甩负荷的积极应对,保证机组稳定运行。
关键词:水电站;水轮发电机组;甩负荷引言:水轮发电机组是水电站发电中的核心系统,机组在运行时如果出现了甩负荷现象,这将降低系统运行效率,导致能源利用率和供水水平的降低,从而无法满足当地居民对用水用电的需求。
了解水轮发电机组运行时存在的甩负荷危害,有利于实现能源的高效利用,使水资源更好的转化为电能,推动水电系统的安全运行,提升水电站的经济效益。
1.水电站水轮发电机组甩负荷危害分析1.1甩负荷现象和表现形式水轮发电机组在运行时会因某些故障原因而产生甩负荷现象,有时也会因变电站开关故障而出现跳闸情况。
这些问题都会导致水轮发电机组和电网快速脱离,水轮发电机的转速提升,整个机组开始出现异常运行声音,并伴随着明显的过电压现象,即甩负荷现象。
水轮发电机组的甩负荷与机组机械能无法转化为电能有关,电能不能为输送,水轮发电机组的动力矩超过阻力矩,使机组转速不断提升,而引水管位置的水压升高。
当水轮发电机组内的保护装置在良好状态下运行时,转速提升到最大值时,受调速装置的影响,导叶会快速关闭,此时水轮发电机组的转速逐渐下降,慢慢的从快速转动状态转为稳定运行状态。
如果水轮发电机组出现了故障,设备将所有负荷甩出,这一段时间内,一旦调速器发生故障或导叶不能及时关闭,水轮发电机组的转速将会不断提升直到超过额定转速,此时发电机组的噪音较大,机组内部零部件出现不同程度的破坏。
一般情况下,甩负荷故障时的机组转速将会是额定转速的2.7倍,同时机端电压提升,设备和压力管道的应用将会受到故障威胁[1]。
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及对策分析
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及对策分析摘要:在电力系统中,因为受到各种因素影响而出现甩负荷现象,或者因为变电站开关突然跳闸,使得运行机组与电网脱离,瞬时间导致电动机的转速快速提高,机组出现异响,使得发电机组产生过电压,从而导致水轮发电机组面临甩负荷问题。
基于此,本文就根据水轮发电机组甩负荷表现形式,重点分析水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害,根据分析结果,提出了相应的应对对策。
关键词:水电站水轮发电机组;甩负荷;危害;对策如果是一些大规模的水电站水轮发电机组,因为内部结构相对比较复杂,在设备运行过程中,一旦出现甩负荷问题,必然会给水电站水轮发电机组运行安全和稳定带来直接影响,严重损坏水电站自身利益。
为了让水电站的水轮发电机组处于一个相对安全的运行环境,需要对导致水轮发电机组甩负荷问题产生原因进行调查,了解甩负荷对水轮发电机组运行产生的不良影响和危害,结合实际情况,做好应对和处理工作,从而保证水电站水轮发电机组运行安全。
一、水轮发电机组甩负荷表现形式在电力系统中,受到各种因素的影响,从而导致甩负荷问题出现,或者是因为变电站开关突然发生断电跳闸,使得机组运行受阻,发电机组运行速度不断升高,造成发电机发生过电压状况,这种现象也就是水轮发电机组甩负荷。
在出现甩负荷问题后,因为机组中的机械能不能转变成电能传递到对应位置,机组动力矩远远超过阻力矩,使得机组运行速度加快,造成水管内部压力升高。
在保护装置正常运行的情况下,机组运行速度将会提升到最大限值,之后通过调速器,关闭导叶,机组运行速度逐渐下降,最后保持在空载开度状态[1]。
如果系统出现故障问题,造成发电机组突然产生甩负荷,在这种情况下,调速器也发生故障,或者大部分剪断销剪断,导致水轮机导叶无法处于关闭状态,机组转速随着开度变化而远远大于额定转速,机组声音逐渐改变,产生异响,甚至保持在飞速运作状态,造成机组故障,影响水电站正常运行。
二、水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害(一)离心力突然增加受到甩负荷影响,导致水轮发电机组中转动部件离心力不断升高,转动部件振动频率远远大于限定数值,水轮发电机组内部的转动部件和静止部件严重碰撞,导致部件损坏。
水轮发电机组甩负荷试验故障停机原因浅析
水轮发电机组甩负荷试验故障停机原因浅析专辑:风水轮摘要:通过对水轮发电机组在甩负荷试验时,不能维持在空载态的原因进行分析。
提高设备运行的可靠性,保证机组在甩负荷试验时,使机组维持在空载态。
为机组在正常运行过程中发生非事故甩负荷的运行工况提供依据。
关键词:水轮发电机组;甩负荷;故障停机;分析【分类号】:TV541.20 引言水轮发电机组甩负荷试验目的:1.检验水轮发电机组调速器的可靠性;2.检验水轮发电机组励磁系统可靠性;3.检验调速器性能与调节保证计算时候匹配在;4.检验水轮发电机组设计、制造、安装质量。
水轮发电机组在甩负荷试验时,调速器将迅速全关导叶,在机组转速降至空转时,再将导叶开启至空转开度附近,以维持机组转速在额定转速。
与此同时,励磁系统也进行调节,将机端电压维持在额定电压。
机组最终维持在空载态。
在甩负荷试验过程中常因调速器或励磁系统原因导致机组事故停机或不能保持在空载态。
1 问题提出2012年7月24日,锦苏直流安控装置动作切除#1机600MW负荷后,由于在600MW时#1机调速器两端关闭装置已在投入状态,导致#1机导叶关闭速度过慢,致使#1机机械过速动作停机。
2013年5月27日,#2机甩600MW负荷试验时,因调速器主配故障甩负荷导叶关闭后导叶未能及时开启导致机组转速持续下降,励磁系统伏赫限制和发电机过激磁保护动作,机组事故停机。
2故障可能原因调速器并网信号故障调速器并网信号采用发电机出口开关辅助接点作为调速器并网信号的唯一判据。
机组发生甩负荷时若该开关的辅助接点故障不能正确反应该开关状态时,调速器将不能正确判断发电机已解列,从而导致调速器控制系统不能做出相应的调节,导叶将保持原来开度,最终机组发生过速导致甩负荷后故障停机。
励磁系统并网信号故障当机组甩负荷时,发电机出口开关分闸励磁系统收到机组解列信号后将实时调节励磁电压和电流使发电机机端电压在允许范围内,若励磁系统未收到机组解列信号,励磁系统将不作出任何调整,直至励磁系统自身内部故障跳闸或发电机过激磁保护动作。
水电机组甩负荷试验的探讨
水电机组甩负荷试验的探讨水电机组甩负荷试验是指在电网运行过程中,为了检验水电机组的负荷调节性能和稳定性,而对机组进行加速卸载或降低进水量等方式进行试验的一种方法。
本文将探讨水电机组甩负荷试验的必要性、试验内容和方法以及试验结果的分析与评价。
首先,水电机组甩负荷试验的必要性。
水电机组作为电网的调节手段,其负荷调节性能和稳定性对于电网的稳定运行具有重要的意义。
通过甩负荷试验可以有效评估机组的负荷调节能力,验证设备的性能指标是否达标,为电网的稳定调度提供技术支持。
同时,通过试验可以发现机组在加速或卸载过程中可能出现的问题和隐患,及时进行修复和处理,保障设备的安全运行。
其次,水电机组甩负荷试验的内容和方法。
试验内容包括对机组的加速和卸载过程进行检验,检测机组在负荷调节过程中的响应速度、稳定性等参数。
具体试验方法可以采用以下步骤:首先,选择试验条件,包括负荷范围、试验时段等;其次,在试验开始前对机组进行检查和准备工作;然后,通过控制系统对机组进行加速或卸载操作;最后,记录和分析试验过程中的数据,并评估机组的性能指标。
最后,试验结果的分析与评价。
试验结果可以通过比较试验前后的数据变化,以及与设备性能指标进行对比来评价机组的负荷调节性能和稳定性。
同时,根据试验结果中的异常情况,可以对机组的工作状态、设备故障等进行分析。
根据试验结果评价,可以及时采取对策,以提高机组的负荷调节能力和稳定性。
总结来说,水电机组甩负荷试验对于评估机组的负荷调节性能和稳定性具有重要意义。
试验内容包括加速和卸载过程的检验,试验方法可以依据具体条件来确定。
试验结果的分析与评价可以从数据变化和性能指标合格性等方面进行。
通过甩负荷试验,可以及时发现机组的问题,并采取相应措施,保障水电机组的安全运行,为电网的稳定运行提供技术支持。
水轮发电机甩负荷定义
水轮发电机甩负荷定义水轮机甩负荷定义中文名称:甩负荷英文名称:load rejection定义:机组在运行中突然失去负荷。
由于导叶来不及迅速关闭,导致机组的转速与蜗壳压力升高,而尾水管的压力则降低或真空度加大。
应用学科:电力(一级学科);水力机械及辅助设备(二级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布甩负荷的英语对应翻译为:load shedding 甩负荷分为两种,一种是主动甩负荷:当电网提供的有功大大小于系统需要的有功,主动甩掉部分不重要的负荷,提高电网供电质量。
一种是故障甩负荷,发生这种事故的原因除了电网不正常之外,发电机的主开关跳闸、汽机主汽门脱扣等都是引起该事故的原因。
当电站突然甩去大量负荷时,二回路蒸汽流量急剧下降,使一回路冷却剂温度及压力迅速上升。
这就是甩负荷事故。
在水电站中甩负荷是一种常见的现象。
水轮发电机组发生甩负荷后,巨大的剩余能量使机组转速上升很快,调速器迅速关闭导叶,并经过一段时间的调整,重新稳定在空载工况下运行。
在甩负荷过程中,除了调节保证计算所关心的最大转速上升值和最大水击压力上升值外,还要对甩负荷动态过程品质指标的优劣进行考核。
1.1、转速上升时间:机组甩100%额定负荷后,由于剩余能量巨大,转速上升很快。
正常情况下,调速器以最大速度关闭导叶到零开度,转速上升时间tM=tc+tn,其中:tc为调速器迟滞时间,取决于调速器的死区大小、机组转速的上升速率以及运行工况等,调速器在非限制条件下,tc一般大约在0.2s~0.3s。
tn为调保计算中的升速时间,被定义为自导叶开始动作到最大转速所经历的时间。
升速时间tn取决于水轮机主动力矩和机组惯性力矩之比,即与机组特性有关。
采用比转速(ns)统计法有:为相对升速时间,τn=0.9-0.00063·ns。
可以看出,相对升速时间τn随比转速的增加而减少,即低比转速、高水头水轮机相对升速时间大,高比转速、低水头水轮机相对升速时间小。
水轮发电机组甩负荷工况多目标优化研究
水轮发电机组甩负荷工况多目标优化研究发布时间:2022-09-26T05:59:22.967Z 来源:《当代电力文化》2022年第10期作者:高欢[导读] 电力系统因某种原因甩负荷或由于变电站开关事故跳闸,会造成运行机组突然脱离电网高欢身份证号码:37082919920117**** 摘要:电力系统因某种原因甩负荷或由于变电站开关事故跳闸,会造成运行机组突然脱离电网,瞬间发电机转速升高和机组声音异常,导致发电机出现过电压现象,出现水轮发电机组甩负荷现象。
本文对水轮机组甩负荷现象产生的原因、表现形式及危害进行分析,提出相关的应对及预防措施,认为日常管理人员在水电站运行管理中应具备更高的运行维护水平,做到故障分析全面,方向判断准确,迅速处理并及时排除,尽量减小发电损失。
关键词:水轮发电机组;甩负荷;优化研究引言水轮机甩负荷工况导叶关闭规律是控制调保参数的关键,水电站常见导叶关闭规律有一段式、两段式、三段式导叶关闭规律。
其中,一段式导叶关闭规律只能调整关闭时间,无法兼顾压力上升值和转速上升值,灵活性较差;两段式折线导叶关闭规律可通过合理选择拐点位置及导叶关闭速率实现同时降低最大水击压力和最大转速的目的, 有较强的可操控性,大型水电站应用普遍[1] ;三段式导叶关闭规律理论上比两段式导叶关闭规律关闭更灵活,对压力上升和转速上升控制更好、裕度更大,三段式导叶关闭规律的研究主要集中于高水头小流量的抽水蓄能电站,在常规水电站鲜见报道,且主要针对单管单机水电站。
此外,对双机同时甩负荷工况下的导叶关闭规律进行多目标优化通常采用目标均值,这弱化了管路非对称影响, 可能造成极值弱化即极值较大而均值较小,最终导致优化效果反而不理想。
1水轮发电机组甩负荷现象电力系统因某种原因甩负荷或由于变电站开关事故跳闸,会造成运行机组突然脱离电网,瞬间发电机转速升高和机组声音异常,导致发电机出现过电压现象,这种现象就称为水轮发电机组甩负荷。
水轮发电机组停机时间偏长分析及应对措施
水轮发电机组停机时间偏长分析及应对措施【摘要】在电力系统中,水力发电属于清洁能源。
尤其是近年来我国要全力实现碳达峰和碳中和战略目标,大力发展清洁能源更为重要。
在电网里担任调频调峰作用的水轮发电机组,必须具备快速开停机的功能以保障电网安全。
本文通过针对水轮发电机组存在着停机时间偏长的现象,分析其原因并制定相关的应对措施以解决该类问题。
【关键词】水轮发电机组;停机耗时偏长;有无功设定值;导叶漏水;安全运行一、总述某电站5号机投产于1992年,系装机容量26MW的混流式机组,担负着发电、供水以及调节库水位的重任,开停机十分频繁。
近年来,该机组每次停机耗时较以往明显偏长。
因此,本文通过分析原因,并采取相关改进措施,以减少停机时间,确保机组以及电网的安全运行。
二、某电站5号机停机时间现状分析为了使结论具有一定的科学性及可比性,分别从纵向和横向两个方面入手开展调查。
调查之一:分别选取了5号机从2020年6月1日以及2021年6月1日开始的各十次停机记录。
根据记录,统计出5号机在相隔一年的前后各十次的平均停机耗时。
表1 5号机停机耗时统计表从以上记录可以发现,2021年5号机的平均停机时间和2020年相比有了一定程度的延长,而且其停机耗时和下游水位有较大关系。
当时同电站其它机组备用,下游水位较低时,其停机耗时较长;当其它机组发电,下游水位高时,停机耗时则较短。
调查之二:统计与5号机型号、参数等都类似的该电站6号机的停机时间(同样以2021年6月1日开始的十次为调查记录)。
统计对照同一时间段5、6号两台机组的平均停机耗时。
表2 5、6号机组停机耗时统计表从调查情况可以看出,作为同一电站的型号、参数等都相近的两台机组,5号机的停机耗时明显要比6号机偏长,存在改进空间。
三、针对现状调查结果进行原因分析正常情况下,机组的停机流程为:监控上位机下发机组停机指令→减有、无功负荷→发电机开关跳开→导水叶全关→转速下降至25%额定转速→机械制动风闸加上→转速下降至0→停机回路复归→机组停机完成。
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措施
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措施摘要:近年来,随着当代我国特色社会主义经济的快速发展,我国的社会人民群众对现有电力资源的迫切需求不断扩大提高,这就给当代我国国家电力资源事业的持续建设发展带来许多更好的机遇和更大的挑战。
在满足加快我国各流域水电站工程建设发展步伐需要的同时,也对加强水电站的日常运行维护管理工作提出了更高的要求。
但是在水电站水轮发电机组的生产运行管理过程中,可能会出现各种原因导致水轮发电机组正常运行时突然甩负荷的异常情况发生,导致水电站正常运行管理过程中的安全隐患风险显著增大,影响水电站对电力系统的正常供电。
本文对水电站水轮发电机组正常运行中水轮发电机组甩负荷的危害及相关应对控制措施进行了一定的理论研究与经验分析,也对水轮发电机组发生甩负荷情况的故障原因进行了剖析,希望本文的阐述对应对水轮发电机组甩负荷危害可以起到一定的参考与借鉴研究作用。
关键词:水轮发电机组,甩负荷危害,原因,应对措施引言:在水电站水轮发电机组的日常生产运行管理过程中,可能会出现各种原因导致的水轮发电机组甩负荷的情况,严重影响到水电站水轮发电机组的正常运行工作。
因此,为更好的应对、预防水电站内部水轮发电机组运行期间甩负荷这一危害,就需要研究水电站水轮发电机组运行期间甩负荷的原因,并提出相应的应对措施,对水轮发电机组的安全生产运行有着一定现实意义。
一、水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害1.1转动部件的离心力方面因为水轮发电机组运行中断路器突然跳开出现甩负荷时转动部件离心力突然增加,机组的振动与摆度数值也将增大甚至超过允许值,水轮发电机组内部的转动部件和静止部件就会产生较大碰撞,使得一些部件遭受到一定破坏,例如出现发电机转子和定子之间发生碰撞,水轮机转轮和转轮室之间发生碰撞等现象。
可能引起水轮发电机组各导轴承轴瓦温度升高甚至出现烧瓦情况;发电机风洞内转动部分、转动部分与固定部分间以及固定部分出现碰撞和刮痕;发电机集电环和碳刷出现明显位移或折断等。
机组甩带负荷试验
机组甩负荷试验是检验主机和调速器、励磁装置、继电保护及管路等的设计、制造和安装质量最重要的试验项目之一。
通过甩负荷试验测量主机的振动、转速上升率、水压上升率、电压上升率以及轴承温度上升等重要指标,来判定机组及其相应的引水管路和水工建筑物的设计、制造、安装是否符合要求。
根据《水轮发电机组启动试验规程》(DL/T507-2002)、《水轮机电液调节系统及装置技术规程》(DL/T563-2004)、《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置的试验规程》(DL 489—92)的要求,水轮发电机组甩负荷试验主要测量机组振动、摆度、蜗壳压力、机组转速(频率)、接力器行程发电机气隙等有关数值,同时应录制过渡过程的各种参数变化曲线及过程曲线。
规程中强制性规定有以下内容:6.3.3 水轮发电机组突甩负荷时,检查自动励磁调节器的稳定性和超调量。
当发电机突甩额定有功负荷时,发电机电压超调量不应大于额定电压的15%~20%,振荡次数不超过3~5 次,调节时间不大于5s。
6.3.4 水轮发电机突然甩负荷时,检查水轮机调速系统动态调节性能,校核导叶接力器紧急关闭时间,蜗壳水压上升率和机组转速上升率等均应符合设计规定。
6.3.5 机组突甩负荷后调速器的动态品质应达到如下要求:a.甩100%额定负荷后,在转速变化过程中超过稳态转速3%以上的波峰不应超过2 次;b.机组甩100%额定负荷后,从接力器第一次向关闭方向移动起到机组转速摆动值不超过±0.5%为止所经历的总时间不应大于40s;c.转速或指令信号按规定形式变化,接力器不动时间,对于电液调速器不大于0.4s,对于机械型调速器不大于0.5s。
6.3.6 对于转桨式水轮机组甩负荷后,应检查调速系统的协联关系和分段关闭的正确性,以及突然甩负荷引起的抬机情况。
甩负荷试验的目的是校验水轮机调节系统动态特性的品质,考核机组在已选定的空载运行参数下大波动调节过程的稳定性和速动性,最终是考查调节系统动态质量,根据甩负荷时所测得机组转速上升率、蜗壳水压上升率和尾水管真空度等,检查是否满足调节保证计算要求,同时根据试验测得参数绘制调节系统静特性图。
发电机甩负荷,转子表面承受应力原因分析
发电机甩负荷,转子表面承受应力原因分析机组甩负荷也要分多种情况,所以转子表面在不同情况不同时间所受应力也有不同,有时是受到交变应力的影响:(1) 当由电气原因造成机组甩负荷时,则发电机甩去全部或大部分负荷(仅剩下厂用电负荷),这时机组最显著的特征是转速升高,若汽轮机调速系统的动态特性不理想,就会造成汽轮机超速保护动作而停机。
这时由于转速上升,使汽缸内鼓风摩擦热量增加,同时转子内部受到泊桑效应影响收缩变短,再加上转子表面暂时受热膨胀,所以瞬间是受到压应力。
但是后期由于汽机调门的关小,转速下降且蒸汽量减少的同时转子又受到冷却,故此时转为收缩受阻,所以承受拉应力。
(2) 当由汽轮机保护动作造成机组甩负荷时,则发电机组会甩去全部负荷,此时机组转速与甩负荷前相比基本不变。
由于高中压自动主汽门的关闭,切断了进入汽轮机的所有蒸汽,此时机组得以维持稳定转速全靠电网的返送电,即发电机组变为电动机运行模式,称为逆功率运行,在逆功率运行期间由于鼓风摩擦热量的存在,转子表面冷却影响不大。
但目前大型机组一般都有逆功率保护联跳发电机,此时由于转速的下降再加上无蒸汽进入汽轮机,通过汽轮机通流部分的蒸汽温度将发生大幅度的降低,使汽缸、转子表面受到急剧冷却,致使其中产生很大的热应力,这时转子表面主要应该是受拉应力。
(3) 当由部分主汽门或部分调门突关造成机组甩负荷时,则发电机组仅甩去部分负荷,机组转速保持不变。
其甩负荷量视突然关闭的主调门的通流量,占机组当时进汽量的份额而定,同时也与主调门的类别有关。
此类甩负荷后机组负荷发生了大幅度的变化,则进入汽轮机的蒸汽量随之而减小,由于调速汽门的节流作用,通过汽轮机通流部分的蒸汽温度将发生大幅度的降低,使汽缸、转子表面受到急剧冷却,转子表面收缩受阻,故无疑同样是受拉应力。
水轮发电机参数表
水轮发电机参数表摘要:一、水轮发电机简介1.水轮发电机的定义2.水轮发电机的工作原理二、水轮发电机的主要参数1.额定功率2.额定电压3.额定电流4.转速5.效率6.功率因数三、水轮发电机的应用领域1.水电能源开发2.农村电力供应3.偏远地区电力建设4.应急电源四、水轮发电机的发展趋势1.技术创新2.智能化发展3.绿色环保4.市场前景正文:水轮发电机是一种利用水能转化为电能的设备,广泛应用于水电能源开发、农村电力供应、偏远地区电力建设等领域。
本文将详细介绍水轮发电机的主要参数及应用领域,并展望其发展趋势。
一、水轮发电机简介水轮发电机是一种通过利用水流转动水轮,进而驱动发电机转子旋转,最终实现电能输出的设备。
水轮发电机的核心部件是水轮和发电机,水轮将水流的能量转化为机械能,发电机则将机械能转化为电能。
二、水轮发电机的主要参数1.额定功率:水轮发电机的额定功率是指在特定条件下,设备能够稳定输出的功率。
额定功率是衡量水轮发电机性能的重要指标。
2.额定电压:额定电压是指水轮发电机在正常运行状态下,输出的电压值。
额定电压是电力系统设计和运行的基础参数。
3.额定电流:额定电流是指水轮发电机在额定功率和额定电压下,输出的电流值。
额定电流是电力系统设计和设备选型的依据。
4.转速:水轮发电机的转速是指水轮在正常运行状态下,每分钟转动的圈数。
转速与水轮的直径、水流的速度等因素有关。
5.效率:水轮发电机的效率是指发电机输出的功率与水轮输入的功率之比。
效率越高,说明水轮发电机将水能转化为电能的效果越好。
6.功率因数:功率因数是指水轮发电机的有功功率与视在功率之比。
功率因数越高,说明电能的质量越高,对电力系统的影响越小。
三、水轮发电机的应用领域1.水电能源开发:水轮发电机是水电能源开发的核心设备,通过将水能高效地转化为电能,为我国电力事业的发展做出了巨大贡献。
2.农村电力供应:水轮发电机在农村地区具有广泛的应用,能够解决农村地区电力供应不足的问题,提高农村居民的生活水平。
什么是甩负荷?跟切负荷的区别
什么是甩负荷?跟切负荷的区别
甩负荷:因为电⼒紧张,供电负荷超过了给你的指标,要求你将不重要的负荷停掉,将负荷减⼩到规定的⽬标。
或是电⼚内部的原因,供⽹出⼝断路器突然跳闸,发电机负荷突然掉到基本为零!就叫甩负荷.
甩负荷⼀般是指发动机(或其他动⼒机器)由原来的负荷状态降低负荷到另外⼀个状态,因为负荷降低时动⼒机器的速度,热⼯况,应⼒等参数都有⼤的变化,需要加以控制和监视,以决定负荷降低的多少.所以甩负荷不是简单的降低负荷.
切负荷指有多台动⼒机器并⾏运⾏的时候,需要再并⼊⼀台动⼒机器.由于各动⼒机器的特性不同,在并⾏运⾏的时候,必须要做到都在做有⽤功,所以必须在切负荷的时候保证将切⼊的那台动⼒机器与原来的机器在频率,相位等等参数上保持合理的⼀致。
皂河闸水轮发电机甩负荷时机组保护
皂河闸水轮发电机甩负荷时机组保护摘要:叙述水轮发电机在发生甩负荷时,为了避免机组飞车而造成机组设备损坏所采用的保护。
关键词:水轮发电机甩负荷智能控制器过电压过速一、工程概述皂河闸位于江苏省宿迁市皂河镇北约2.5KM处,东与骆马湖南堤相连,西与皂河船闸相接,与洋河滩闸和骆马湖南堤等组成骆马湖一线控制工程,是骆马湖泄洪口之一,同时又是中运河水位的控制工程,具有防洪。
灌溉,发电,保航等功能。
皂河闸小水电经过20年运行,机组存在较多问题,特别是水轮机导叶操作仍采用手动调数速器,调节特性差,不能随负荷变化及时调节,且劳动强度大,当机组飞逸停机时,不能自动关闭导叶,导叶关闭操作时间长,可能使机组飞车,造成设备损坏。
故对小水电进行更新改造。
闸室东侧岸边布置4孔小水电孔,每孔净宽3.7米,总宽20米,安装4台容量160KW的发电机,单机流量5M3/S,选用立式轴流式水轮机组。
电站进出流道及断流方式:采用直管进水,口采用闸门断流,尾水采用平直扩散管出水,出口设置一道检修闸门,利用余水发电,发挥经济效益。
二、机组甩负荷现象水轮发电机组在运行中,由于电力系统因某种原因甩负荷或由于变电站跳闸,会造成运行机组突然脱离电网,瞬间发电机发电机转速升高和机组声音异常,导致发电机出现过电压,如果这时调速器有故障或大部分剪断销剪断使水轮机导叶不能及时关闭,则机组转速升高超过额度转速,如果达到飞逸转速,会对机组造成严重破坏,所以机组发生甩负荷后,保护装置要反应动作,在调速器控制下,导叶迅速关闭,机组转速逐渐下降;在紧急停机时,导叶开度快速关闭至全关,转速下降直至机组停机。
三、机组保护原理皂河闸水轮发电机控制系统采用南京钛能的PAS661A发电机组自动发电智能控制器,控制器适用于1000KW以下低压水轮发电机组的全自动智能控制器,集发电机组开停机全自动控制,发电机励磁控制,原动机调速控制,全自动准同期合闸,发电机继电保护,数字仪表六大功能,并提供RS485通信,实现网上数据共享,远方监控。
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水轮机甩负荷定义中文名称:甩负荷英文名称:load rejection定义:机组在运行中突然失去负荷。
由于导叶来不及迅速关闭,导致机组的转速与蜗壳压力升高,而尾水管的压力则降低或真空度加大。
应用学科:电力(一级学科);水力机械及辅助设备(二级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布甩负荷的英语对应翻译为:load shedding 甩负荷分为两种,一种是主动甩负荷:当电网提供的有功大大小于系统需要的有功,主动甩掉部分不重要的负荷,提高电网供电质量。
一种是故障甩负荷,发生这种事故的原因除了电网不正常之外,发电机的主开关跳闸、汽机主汽门脱扣等都是引起该事故的原因。
当电站突然甩去大量负荷时,二回路蒸汽流量急剧下降,使一回路冷却剂温度及压力迅速上升。
这就是甩负荷事故。
在水电站中甩负荷是一种常见的现象。
水轮发电机组发生甩负荷后,巨大的剩余能量使机组转速上升很快,调速器迅速关闭导叶,并经过一段时间的调整,重新稳定在空载工况下运行。
在甩负荷过程中,除了调节保证计算所关心的最大转速上升值和最大水击压力上升值外,还要对甩负荷动态过程品质指标的优劣进行考核。
1.1、转速上升时间:机组甩100%额定负荷后,由于剩余能量巨大,转速上升很快。
正常情况下,调速器以最大速度关闭导叶到零开度,转速上升时间tM=tc+tn,其中:tc为调速器迟滞时间,取决于调速器的死区大小、机组转速的上升速率以及运行工况等,调速器在非限制条件下,tc一般大约在0.2s~0.3s。
tn为调保计算中的升速时间,被定义为自导叶开始动作到最大转速所经历的时间。
升速时间tn取决于水轮机主动力矩和机组惯性力矩之比,即与机组特性有关。
采用比转速(ns)统计法有:为相对升速时间,τn=0.9-0.00063·ns。
可以看出,相对升速时间τn随比转速的增加而减少,即低比转速、高水头水轮机相对升速时间大,高比转速、低水头水轮机相对升速时间小。
T′s为导叶直线关闭时间。
由于迟滞时间tc较升速时间tn 小得多,一般情况下,可将转速上升时间tm等同于调保计算中的升速时间tn看待。
根据统计资料大多机组的tm=(2~6)s 。
1.2、转速下降时间(tD) 它表示机组甩负荷后,导叶直线关闭到零并一直保持到零开度(相当于机组紧急停机)情况下,自最高转速下降到空载转速区域为止的时间,或称为最快转速下降时间。
在最高转速之前,机组处于水轮机工况,之后,进入制动和反水泵工况,转轮区的水起阻力作用,再加上机械摩擦阻力矩及电磁阻力矩等,机组转速开始下降。
转速下降时间tD大小取决于水轮机阻力矩和机组惯性力矩之比。
当水轮机力矩特性近似为线性时,水力降速阻力矩与升速主动力矩基本对称(如一些可逆式水泵水轮机),并且导叶关闭不受限制时,tD≈tM。
但由于导叶开度只能关闭到零位,水对转轮的阻力作用受到限制,转速下降减缓,因此tD>tM。
对于低水头、大流量、高比速的水轮机,空载开度较大,在甩负荷过程中,水力升速主动力矩作用时间缩短,水力降速阻力矩作用时间延长。
同时由于机组尺寸大、机械摩擦阻力矩亦较大。
因而,相对升速时间较小。
相反,对于高水头、小流量、低比速的水轮机,空载开度较小,水力降速阻力矩作用时间远小于升速主动力矩作用时间,再加上尺寸小、机械摩擦阻力矩较小,相对升速时间τn较大,此时tD>tM。
由于转速进入大波动范围,主配压阀限幅限制了主接力器的关闭与开启速度,主接力器限幅限制了调速器对水轮机的控制能力的发挥等等。
可把甩负荷过程划分为大波动和小波动两个阶段分别对待。
大波动过渡过程阶段(转速上升时间tM和转速下降时间tD时段内)与调节保证计算结果有关,而与调速器的调节控制性能无关,这一阶段只要求调速器能正常关闭和开启。
转速从大波动到小波动的过渡阶段、以及进入到小波动阶段,甩负荷过程的动态品质才取决于调速器的调节控制性能。
1.3、转速调整时间(tR) 转速调整时间tR是指转速以最快速率第一次下降到进入空载区域开始到最终进入空载稳定区域所经历的时间。
理想情况是当转速以最快速度下降到空载转速区域时,迅速打开导叶到空载开度,使转速不再超出空载稳定区域,此时tR=0。
但是,导叶从全关位置打开到空载开度需要一定的时间,在导叶打开的过程中,转速将继续下降,转速必然存在超调现象,即nmin/nr<1,并随着打开时间越长,超调量越大。
实际上可能达到的最佳情况是当转速下降到接近空载转速时,提前以设定的最大速度即以最短时间打开导叶,并在导叶开到空载开度时,转速也正好进入空载转速区域。
此时,nmin/nr≈1,转速调整时间tR最小。
如果调速器的调节控制性能不佳,或调节参数选择不当,导叶过晚打开或打开速度较慢,超调量很大;导叶过早打开,甚至在机组甩负荷后导叶就根本不能关到零,转速下降速度缓慢,转速调整时间tR势必延长。
2、甩负荷过程的分析水轮机调节系统甩负荷过程,一般用r(s)表示调速器功能模块,Gt(s)+Gg(s)为调节对象(水轮发电机组)功能模块。
调速器中的各环节采用非线性模型,其中:bp=6.0%,第一级液压放大时间常数Tyb=0.01s,第二级液压放大时间常数Ty=0.1s,空载开度Ty=30%,直线关闭时间T′s=4.0s。
在调节对象功能模块中,水轮机为混流式线性模型、引水系统为单元引水刚性水击模型、发电机为单机电网模型,其参数分别为:eg=0,ey=1.0,ex=-1.0,eh=1.5,eqy=1.0,G=EN-US>eqx=-01,eqh=0.5,Tw=1.0s,Ta=5.0s。
2.1、调速器特性对甩负荷过渡过程影响机组甩100%额定负荷。
辅助接力器型和电子调节器型在对应等效的调节参数情况下,其甩负荷过程曲线形态接近,说明并联结构与串联结构控制效果相差不大。
从调节参数的影响看,随着调节参数bt、Td 增大,机组开度开启时刻提前,且开启速度放慢,调整时间tR延长,超调量减小。
对于转速有超调而未超出空载转速的规定偏差范围,调整时间tR可能缩短。
微分时间Tn减小,机组开度开启时刻推后,且开启速度放慢,导致超调增大。
从控制方式看,开度给定只从调差环节输入与开度给定从调差环节和软反馈同时输入相比较,在相同的调节参数情况下,后者机组开度会关的更小,能使转速更快下降,而且过渡过程受调节参数的变化影响较小,均存在一定的超调。
2.2、调节对象特性对甩负荷过渡过程影响:采用辅助接力器型调速器。
一般取Tw=1.0s、1.5s、2.0s,相应的取Ta=5·Tw,T′s=4·Tw,bt=3·Tw/Ta,Td=2·Tw,Tn=1·Tw。
从结果中可以看出,最大的转速上升值0.40、最大压力上升值0.36保持不变,最小值也保持不变,各特征点值发生的时间与Tw的大小成比例。
在电站设计中,当水流惯性时间常数Tw确定后,根据水击压力上升允许值可计算出导叶直线关闭时间T′s。
当T′s选定后,根据转速上升允许值可计算出机组惯性时间常数Ta,并按推荐公式求出调节参数。
水流惯性时间常数Tw不但集中体现了调节对象特性,而且最佳调节参数也取决水流惯性时间常数Tw,所以,Tw决定了水轮机调节系统的动态过程形态和调节时间的长短。
2.3、线性与非线性水轮机模型对机组甩负荷结果的影响采用非线性水轮机的力矩特性M′与流量特性Q′,和线性水轮机。
此时,引水系统采用单元引水弹性水击。
可以看出,线性与非线性水轮机甩负荷过程曲线存在一定的差异,主要表现在以下两方面:二者转速峰值发生的时间不同。
这是因为在线性水轮机的力矩特性在整个甩负荷过程中不变,转速峰值发生在水轮机力矩等于零时刻,即mt=ey·(y-yk)+ex·X+eh·=0。
而非线性水轮机的力矩特性在甩负荷过程中是变化的,转速峰值也发生在水轮机力矩等于零时刻,即M′=0。
其转速峰值比线性超前,对应的开度大于空载开度,与实际情况比较接近。
二者压力变化曲线不同。
同理,线性的流量特性在甩负荷过程中是不变的,而非线性的流量特性则是变化的,从而造成压力变化曲线不同。
特别是在导叶处于全关位置时,非线性的压力曲线出现了振荡。
这是由于在非线性当导叶开度为零时,水轮机流量等于零,引水管道中压力将产生振荡,振荡周期与弹性水击模型中的水击相长tr=2L/a成比例。
而线性的流量特性Q′=eqy·(y-yk)+eqx·X+eqh·h 在导叶开度为零时,流量Q′并不一定为零,并且还随转速X、水头H变化,相当于导叶开度不为零的情况,水轮机转轮在整个引水管道中起阻尼作用,吸收管道内的能量,因而不会产生压力振荡。
水轮机在甩负荷过程中,一般要经历水轮机工程、制动工况及反水泵工况。
目前仅有极少数水轮机有全特性曲线,而综合特性曲线仅反映水轮机工况。
采用水轮机特性预估的方法可以计算出水轮机的力矩特性和流量特性,但其结果仅在高效率区与实验特性曲线相近,高效率区之外存在缺陷。
水轮机的高效率区特性具有一定的变化规律,不同水轮机的非线性在高效率区之外则存在较大差异,不易掌握其规律性,在研究调速器控制性能时,希望排除其他不确定因素。
在调速器控制方式、调节参数等条件相同的条件下,非线性水轮机模型在高效率工况(水轮机工况)与线性水轮机曲线变化趋势基本一致。
因此,用线性水轮机模型来研究机组甩负荷过程中的调速器控制性能所得到的结果具有代表性。
3、结束语综合以上分析得出以下结论,甩负荷过程应划分为大波动和小波动两个阶段分别对待,大波动过程仅取决于调节对象特性,而与调速器的控制特性关系不大,因此甩负荷过程中转速上升时间(tM)和转速下降时间(tD)与调速器的控制特性关系不大。
小波动过程除了与调节对象有关外,与调速器的控制特性密切相关,因而转速调整时间(tR)和超调量(1-nmin/nr)与调速器的控制特性密切相关;调节参数对甩负荷过程影响较大,在推荐的最佳调节参数条件下,甩负荷过渡过程较好。
但由于在常规控制方式情况下不能解决导叶开启时刻与开启速度之间的矛盾,因此很难达到较为满意的结果;开度给定从调差环节和软反馈同时输入的甩负荷过程受调节参数的变化影响较小。
由于现场试验次数有限,很难整定出最佳参数,该控制方式对参数变化具有很好的适应性。
采用按开度改变软反馈系数控制方式,结合常规调节参数整定,很好地解决了由大波动过程到小波动过程的平稳过渡,由于其算法简单易实现,在实际电站的应用中取得了良好的效果。
用线性水轮机模型代替非线性水轮机模型研究甩负荷过程中的调速器控制性能所得到的结果具有代表性。
因此现代调速器一般采用线性与非线性相结合的方法,运用与水轮机控制,从而达到最佳调节效果。
也是现代调速器的发展方向。