水轮机调节考试复习章节知识点分类、河海大学 沈祖义主编 第三版

第一章水轮机调节基本概念

1、分析基本要求：稳定性、准确性、快速性

2、水轮机调节任务\作用：调频、调功（根据电力系统负荷的变化不断调节水轮发电机的有功功率输出，维持机组转速（频率）在规定范围内）

3、特点：（操作力大、影响因素大多、动作过程复杂、功能多、结构类型多）1调速器需设置多级液压放大元件，而液压放大元件的非线性及时间滞后有可能使水轮机调节系统调节品质恶化2，水击作用与导水机构的调节作用相反，将严重的影响水轮机调节系统的调节品质3对于双重调节机构，调速器中需要增加一套调节和执行机构，从而增加调速器的复杂性4要求调速器具有越来越多的自动操作和自动控制功能，使得水轮机调速器成为水电站中一个十分重要的综合自动装置，总之，水轮机调节系统相对来说不易稳定，结构复杂，要求具有较强的功能

4、调节途径：改变导叶的开度（或喷针开度），使水轮机的动力矩和发电机阻力矩平衡，使转速和频率保持在规定范围。

5、电力系统的频率稳定主要取决于：有功功率的平衡

6、J dw/dt=Mt-Mg （J转动惯量、水轮机动力矩、发电机阻力矩）

7、调速器分类：（1）按元件结构分为：机械液压和电气液压（模拟电气液压、数字电气液压）（2）按系统结构\反馈位置分为：辅助接力器型、中间接力器型、电子调节器型（3）按照控制策略\调节规律分为：PI（比例+积分）调节型、PID（比例+积分+微分）调节型、智能控制型（4）按执行机构数目分为：单调节调速器、双调节调速器（5）按工作容量分为：大型、中型、小型、特小型

8、调速器型号：①②③④━⑤⑥━⑦1—大型无代号；中小型（与油压装置组合在一起）代号Y；特小型（通流式结构）代号T；2—机械液压无代号；电气液压代号D；微机调速器W；3—单调节无代号；双调节代号S；4—调速器基本代号T；5—调速器工作容量(N·m )；或主配压阀直径（mm）；6—改型标记，经改型的用A、B等标明；7—调速器额定工作油压，大于2.5MPa的才标注，单位MPa

9、数学模型：微分方程、传递函数、动态结构图、方框（块）图、状态方程

第二章水调系统工作原理

1、单调节系统组成：离心飞摆（测速元件）、引导阀（对应的液压放大装置：放大元件）、辅助接力器、主配压阀、主接力器、缓冲器（反馈元件）、调差机构

2、带动离心飞摆转动的两种电源：1、来自与主机同轴的永磁发电机2、来自发电机端电压互感器

3、局部反馈、全局反馈（软反馈\暂态反馈、硬反馈\永态反馈）

4、双调节系统关键部位：协联块

5、双调节：两个调速机构

6、ep调差率es最大功率调差率bp永态转差率bs最大行程永态转差率最大非线性度≤5% 转速死区ix 不准确度ia≤1.5%

第三章机械液压型调速器

1、转速死区ix（指在某一规定的转速范围内，飞摆无法测量出来的最大转速范围与额定转速之比的百分数）：当机组转速超过N1时调速器关闭导叶，而当机组转速低于N2时调速器才开启导叶，当转速在N1和N2之间时，调速器不动作，称为转速死区（作用：静态特性非线性度，动态系统的不准确度）

2、转速调整机构作用：当机组单机运行时，改变机组转速；并网运行，改变机组出力

3、调差机构作用：形成有差静特性

4、调节系统具有有差静特性作用：保证并列运行时机组间分配负荷；如果没有，负荷分配

不明确、负荷摆动

5、配压阀：通流式、断流式

6、接力器：按原理（双向作用、差动作用）按有无硬反馈（液压放大器、液压伺服装置）

7、液压放大器：按反馈结构（杠杆反馈式、阀体反馈式）按油压控制方式（孔口式、节流式：节流阀）

8、暂态反馈组成：油缓冲器、杠杆系统

9、Td缓冲时间常数bt暂态转差系数

10、油压装置型号：①━②━③①第一部分类型代号，YZ为分离式，HYZ为组合式②第二部分以分数形式表达压力油罐的容积和个数，分子的数字为压力油罐总容积（m3 ）。分母的数字为压力油罐个数，无分母则表示只有一个压力油罐。字母为产品改进标记，无字母为基本型③第三部分用数字表达额定油压(MPa)，无数字则额定油压为2.5MPa

第四章电气液压型调速器

1、测频回路；LC测频回路、齿盘测频回路、残压测频回路（或者：A:永磁机----LC测频回路，B：发电机残压----脉冲频率测量回路，C：齿盘磁头----脉冲频率测量回路，D：发电机残压----数字测频电路）

2、电液调速器由三部分组成：传感器，主调速器（505），TM-25LP执行机构

3、测频回路作用（机械液压型调速器用：离心摆\用离心摆转速的变化来反映机组转速的变化）：测量机组频率（转速）与额定频率（转速）的偏差

4、人工死区亦称人工失灵：其意义是人为在机组静特性曲线上造成一个死区，在此死区中，调差率很大，当系统频率在一定范围内波动，机组几乎不参加调节，从而起着固定负荷的作用。这既有利于机组稳定地担负基本负荷，也有利于电力系统的运行。

5、火电：承担基本负荷（出力大）水电：承担调节任务

6、电液转换器：是电液调速器中连接电气部分和机械液压部分的一个关键元件。它的作用是将电气部分输出的综合电气信号，转换成具有一定操作力和位移量的机械位移信号。或转换为具有一定压力的流量信号。

7、电气—位移转换部分：按原理分：动圈式、动铁式

8、液压放大部分：按结构分：控制套式（差压式、等压式）、喷嘴挡板式、滑阀式

9、目前，国内一般采用电液转换器由动圈式电气—位移转换部分和控制套式液压放大部分组成的差动式和等压式电液转换器，都是输出位移量

10、电气—位移转换部分，按其工作原理可分为动圈式和动铁式，按工作活塞型式不同分为差压式和等压式

11、液压放大部分按其结构特点可分为控制套式、喷嘴挡板式和滑阀式。

第五章微机调速器

1.硬件—单板机—(工业控制机IPL、可编程控制器PLC、PCC)

2.控制策略：对常规PID控制进行了改进

3.开发环境：机械码、汇编语言、高级语言

4.应用领域；混流式、转浆式、贯流式、冲击式

5.PCC（可编程逻辑控制器）优点：分时多任务操作、兼容性强、通过编程实现

6.监控功能：识别、记忆、自动终止

7.硬件配置三种结构形式：①模块式结构：一般小型PCC采用固定的扫描顺序②一体式结构：一般大中型....可变的....（分时分批多任务）③叠装式结构

8.数字PID微机调节器按算法不同可分为：位置型、增量型、实用的水轮机微机调节器PID

9.微机调节的硬件：双微机调节器、PLC调节器、PCC调节器

10.双微机调速器缺点：接触问题、死机、工艺差