水轮机调节大纲
水轮机调节复习提纲2
水轮机调节复习提纲2
下图中由哪些元件组成，各有什么样的作用和工作特点，关机和开机过程此装置分别如何工作
下图中是什么？其作用和工作过程
请结合水轮机调速器静特性曲线，阐述同一电网上两台具有有差静特性的机组并列运行，其有功变动负荷是如何分配的？
衡量调节系统的动态特性品质的指标有哪四个，用图形或文字说明其意义。
调速器的作用是什么？
各种阀门的符号、名称
什么是水轮机的调节系统？什么是水轮机的调速系统（调速器）？二者的区别是什么？
调节保证计算的任务是什么？
关
K A B K A
B A B
请结合调速器静特性曲线分析，在同一电网上让两台具有无差静特性的机组并列运行会出现什么问题？
常规油压装置油压一般都有哪些？高油压装置油压一般都有哪些？请分析高油压装置系统的优缺点。
微机调速器的液压随动系统中，常设有大波动阀和小波动阀，简述工况出现大、小波动时，它们的工作特点；并说明它们分别保证了哪些调节品质？
什么是调节系统的静态特性，请分别画出有差静特性和无差静特性曲线示意图。
请画出微机调速器原理框图
什么是接力器最短关闭时间？什么是调差率？什么是惯性时间常数？。
水轮发电机组调试大纲
三、机组充水试验
3.1机组充水前检查和准备
进水口拦污栅和工作门或检修门之间的水下部分应确保无施工杂物。
上下游流道内已经清理干净，流道光滑平顺。
上下游流道通气孔畅通。
主轴密封投入。
封堵各流道进人门。
机组制动闸和接力器锁锭投入。
应确保水轮机坑、水轮机进人门、进口充水阀、出口充水阀和控制室间工作人员的电话通讯。必须随时准备紧急关闭充水阀。
在开机和运转过程中,监视各部位轴承温度，不应有急剧升高现象。稳定后的运行温度值不应超过设计规定。
测量机组的振动摆度值应符合规定值。若机组振动超标，需对转子进行配重并进行动平衡试验，直至各部振动值符合要求。
测量发电机一次残压及相序，相序应正确。观察波型应完好。
在开机和运转过程中，应密切监视各部位运转情况，若发现异常现象应立即停机。
1.
一、概述
1.1编制目的
1.2适用范围
1.3编制依据
1.4水轮机基本参数
二、机组试运行应具备的条件
2.1电站蓄水验收合格并已经蓄水到试验水位。引水系统检查调试合格。
2.2水轮发电机组已经按照设计图纸和相关规范安装完成并验收合格。
水轮机、发电机、励磁系统、油水气系统检查具备充水条件。
2.3水轮发电机组辅助设备已经按照设计图纸和相关规范安装、试运转完成并验收合格，处于随时可以起动状态。空压机、排水泵处于正常状态。
恢复水机保护回路的转速信号装置接线，然后手动升速至设计规定过速值，过速保护动作，手动紧急关闭导叶停机。
停机后对机组转动部分进行全面检查。
4.4机组自动开、停机试验
4.4.1自动开机
检查机组具备开机条件后，将调速器置“自动”位置，功率给定处于“空载”位置，频率给定置于额定频率，机组各附属设备均处于自动状态。分别以现场LCU及上位机方式操作自动开机，按机组“静止—空载”的监控程序检查各部执行情况，直到机组运行至额定转速。
水轮机调节及水车自动控制讲义(修改)
第一章 调速系统基础知识1.水轮机调节的根本任务 水轮发电机组把水能转化为电能供用户使用。
用户除要求供电安全可靠外，还要求电能 的频率和电压保持在额定值附近的某范围内。
频率偏离额定值过大对用户不利，可能使用户的产品质量降低。
按规定：系统频率应保持在50HZ ，其偏差不得超过±0.5HZ ：对于大容量系统，频率的偏差不得超过±0.2HZ 。
此外，还应保持电钟指示与标准时间的偏差在任何时候不大于1分钟；对于大容量系统，不得大于30秒。
同时，电力系统的负荷是不断变化的，存在周期为几秒至几十分钟的负荷波动，这种不可预见的负荷波动幅值可达电力系统总容量的2~3%。
此外，一天之内系统负荷有早、晚两个高峰和中午、深夜两个低谷，这种负荷变化基本上是可预见的。
电力系统负荷的不断变化将导致系统频率的波动。
因此，必须根据负荷的变动不断地调节水轮发电机组的有功功率输出，并维持机组的转速（频率）在规定范围内。
这就是水轮机调节的根本任务。
2.实现水轮机调节的途径 通过什么方法与途径完成“水轮机调节”的基本任务呢？为简明起见，仅对一台水轮发电机组带负荷的情况进行讨论。
如图示是水轮发电机组示意图。
水轮发电机组示意图 水轮发电机转动部分是一个围绕固定轴线做旋转运动的刚体，它的运动可由下列方程描述：式中J ----机组惯性矩；ω---角速度，ω=p n/30（n 为机组转速）；t M ---水轮机动力矩； g M ---水轮机阻力矩。
水轮机动力矩由水流对水轮机叶片的作用力形成，它推动机组转动，其大小决定于：水头H ，导叶开度a （流量Q ），机组转速等。
由上式可见，实现水轮机调节的途径就是改变水轮机导叶的开度。
3.水轮机调节的特点 水轮机调节具有以下特点： 决定机组出力最基本的因素是水头和流量； 具有两套调节机构的水轮机，在对它们进行调节时，为了达到某种预期的目的，在两套机构之间设有相应的协联机构。
当导叶启闭时由水流的惯性所产生的水击作用通常是与导水机构的调节作用是相反的。
水轮机调节大纲
第一章1.水轮机调节的任务根据负荷的变化不断地调节水轮发电机组的有功功率输出，以维持机组转速（频率）在规定范围内，或按某一预定的规律变化．2.为什么要对水轮机进行调节？通过什么途径进行调节？电网负荷一直在变化，负荷的变化导致频率的变化，要维持频率在一定范围内，必须对机组进行调整。
利用调速器调整机组转速。
3.水轮机调节的特点1．水轮机调速器必须具备有足够大的调节功2．液压元件的调节滞后易产生过调节，不利于调节系统的稳定3．水击的反调效应恶化调节系统品质,限制了接力器的开关操作速度4．有些水轮机调速器还具有双重调节机构，从而增加了调速器结构的复杂性5．具有越来越多的自动操作和自动控制功能4.什么是水轮机调节系统，什么是水轮机控制系统，二者有什么区别？水轮机调节系统是由水轮机控制系统和被控制系统组成的闭环控制系统；水轮机控制系统是用来检测被控参量（转速、功率、水位、流量等）与给定参量的偏差，并将它们按一定特性转换成主接力器行程偏差的一些设备所组成的系统．一般指由水轮机调速器与油压装置所构成的系统。
5.什么是水轮机调速器，调速器的典型系统结构有哪些？由实现水轮机调节及相应控制的机构和指示仪表等组成的一个或几个装置的总称．调速器通常由测量、综合、放大、执行和反馈等元件组成。
6.调速器有哪几种分类方法？具体是怎么分的？1. 按工作容量分：特小型调速器，小型调速器，中型调速器，大、巨型调速器2. 按供油方式分：1）通流式调速器2）压力油罐式调速器，压力油罐式调速器又分为组合式和分离式3. 按调节机构数目分：单调节调速器，双重调节调速器4.按元件结构不同分：机械液压型和电气液压型，电气液压型又分为模拟型电气液压调速器和微机型电气液压调速器5.按调节规律不同分：PI 调速器和PID 调速器6.按反馈位置不同分：辅助接力器型中间接力器型和电子调节器型第二章1.衡量水轮机的动态性能指标有哪些？(1)调节时间Tp: 从阶跃扰动发生时刻开始到调节系统进人新的平衡状态为止所经历的时间。
水轮机调节-课程设计-完整版【范本模板】
课程设计题目：《水轮机调节》水轮机调节保证计算以及调速设备选型学生姓名：学号：班级:专业：指导教师：年月题目《水轮机调节》水轮机调节保证计算以及调速设备选型学生姓名：学号：班级:所在院（系)：指导教师：完成日期:水轮机调节课程设计目录1 基本数据 (4)1。
1 基本资料 (4)1。
2 确定计算标准 (4)1。
3 确定计算工况 (5)1.4 计算确定有关参数 (5)1。
5 初选导叶直线关闭时间 (12)1.6 判断水击类型 (12)1.7 进行直线关闭时间水击计算 (13)1.8 计算最大转速上升率 (16)1。
9按最大水头计算蜗壳内的最大压力上升值 (19)1.10 综合比较选定 (21)2 调节设备选型 (22)2。
1调速器的计算 (22)2。
2 调速器选择 (22)2。
3主配压阀的选择 (24)2。
4油压装置的选择 (25)参考文献 (28)1 基本数据1。
1 基本资料F 水电站以发电为主.电站建成后并入系统运行，担负系统峰荷，并有调相任务.水电站设计保证率为96％;水能开发方式为有压引水方式，采用左岸地下式厂房方式。
总装机容量:560MW 特征水位：校核洪水位:390。
43m设计洪水位：389。
90m正常蓄水位（正常运行最高水位)：389.90m 死水位:388。
70m 水库调节特性：季调节水能规划参数：H max =78.9m ， H min =55。
07m ， H av =71.43m, H r =68m 压力钢管长度： 120m 水轮机型号：HL220-LJ —500水轮机额定参数：额定出力P=14500KW 额定转速min /4.136r n r = 飞逸转速min /28.236r n p = 吸出高度m H s 35.2-=设计流量s m Q p /60.2553=1。
2 确定计算标准在调整保证计算中,根据《水轮机自动调节》P220—221，压力升高和转速升高都不能超过允许值。
水电站教程课件 第四章 水轮机调节
第四章 水轮机调节学习提示内容：介绍水轮机调节的任务，水轮机调节系统特性，水轮机调速器的工作原理，调速器的类型，调速系统的油压装置。
重点：水轮机调节的途径，调速器和油压装置的选择。
要求：了解水轮机调节系统特性，水轮机调速器的工作原理；掌握水轮机调节的概念和调节途径，调速器的种类和适用情况、油压装置的选择。
第一节 水轮机调节的任务一、问题提出水电站作为电力系统的供电电源，不仅要保证供电的安全可靠，而且要保证供电电压和频率的稳定。
在电力系统中，由于电压和频率的过大变化会严重影响供电质量，使电力用户的产品质量和正常生产遭受破坏。
因此，我国电力系统规定：电力系统的频率应保持为50Hz ，当电力系统容量小于50万kW 时，频率偏差值不超过±0.5Hz ；当电力系统容量大于等于50万kW （大电力系统），频率偏差值不超过±0.2Hz 。
用户端电压变动幅度的允许范围是：35kV 及其以上的用户为额定电压的±5%，10kV 及其以下的用户为额定电压的±7%，低压照明用户为额定电压的+5% ～-10%。
一些发达国家，对频率和电压的稳定要求更加严格。
电力系统的负荷是随时不断变化的，由于负荷的变化而引起系统电压和频率变化势必会影响供电质量。
这要求系统中承担调频任务的机组，在系统负荷变化时，能迅速改变其功率使之适应于外界负荷的变化，并同时使电力系统的电压和频率恢复和保持在允许变化范围以内。
在水电站中，电压调整由发电机的电压自动调整系统（励磁装置）实现，频率调整由水轮机的调速器来完成。
二、水轮机调节任务与途径发电机输出电流的频率f 与其磁极对数p 和转速n 的关系为/60f pn =。
对一定的发电机来说，其磁极对数p 是固定不变的，要调节发电机电流频率f 只能调节水轮机的转速n ，所以水轮机调节的实质就是转速调节。
因此，水轮机调节的基本任务就是根据外界负荷的变化，通过调节机组出力使之与外界负荷相适应并保证机组的转速变化在规定范围之内。
第一张水轮机调节的基础
第一章水轮机调节的基本概念§1-1 水电站的生产过程图1-1 典型水电站示意图从图1-1我们可以看到，为了利用河流的能量来发电，必须在建设水电站的地点集中河段的落差，用筑坝的方式实现。
通过压力引水道输送水能到水轮机，将水能转变成机械能。
水轮机作为交流发电机的原动力，带动发电机旋转，将机械能转变为电能。
这种电能自发电机输出送往电网，然后电能又被送到用户，用户根据自己的需要，将电能转变成各种形式的能量：机械能、光能、热能等等。
可以看出，水电站生产的全过程是水、机、电的联合生产过程，如图1-2所示。
图1-2 水电站生产过程图60pnf §1-2 水轮机调节系统简介水轮机调节系统由被控制系统（调节对象）和被控制系统（调节器）所组成，对水电站而言，调节器就是调速器。
由于水电站是一个水、机、电综合系统，一方面机组与压力引水道有水力上的联系，另一方面又与电力系统有电气上的联系。
因而调节对象包括机组（水轮机和发电机）、引水道和电网。
根据调节对象的各组成单元和调速器之间的关系，可以画出水轮机调节系统如图1-3所示。
§1-3 水轮机调节的任务水轮发电机组将水能转变成电能供工业、农业、商业及人民生活等使用。
用户在用电过程中除要求供电安全可靠外，对电网电能质量也有十分严格的要求。
按我国电力部门规定，电网的额定频率为50Hz （赫兹），大电网（容量大于3000MW ）允许的频率偏差为±0.2Hz ，小电网（容量小于3000MW ）允许的频率偏差为±0.5。
对我国的中小电网来说，系统负荷波动有时会达到其总容量的5%~10%，而且即使是大的电力系统，其负荷波动也往往会达到其总容量的2%~3%。
电力系统负荷的变化，导致了系统频率的波动。
水轮机调节的任务就是解决如何能使机组转速（频率）保持在额定值附件的某个范围之内。
水轮发电机组能否满足上述要求呢？ 发电机组所产生的电流频率由下式确定： （1-1）式（1-1）中：f ——电流的频率（Hz ）；图1-3 水轮机调节系统g t M M dtd J-=ω30nπω=ωηρQH M t =n ——发电机转速（r/min ）； p ——发电机磁极对数。
2水轮机调节
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第二节 调节系统的特性
电网一次调频和二次调频
n n0 n 0’
a a1
1#
a2
n n0 n 0’
b
2#
b1
△ N1 △ N2
N1 N1’ N1’’ N
△ N2பைடு நூலகம்
N2 N2 ’ N
△N1=△N2 △N1+△N2= △N
二次调频的过程
假定1#机组为调频机组，通过手动或自动改变a机组调速系统的 给定值，使静特性平移到的a2位置。a机组的工作点由a1→a2，所 带负荷为N1+△N1+△N2，△n→0，电网频率回复到额定值中no。 同时，2#机组工作点由b1回到b，所带负荷由N2+△N2回到扰动前 的N2。 二次调频是一个负荷再分配的过程，其调整结果，将电网负荷 变化转移到调频机组上，使电网频率调回到额定值。
D E
转速升
第二级液压放大
第三节 水轮机调速器的基本原理
辅接上移
主配阀体上移
主接左接压力 油右接排油
主接右移 （关）
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第三节 水轮机调速器的基本原理
离心摆 引导阀
（3）缓冲器工作原理
缓冲器将主接力 器位移反馈至引导阀， 反馈强度随时间衰减， 稳定时反馈为零.
从动活塞 主动活塞
△ N1
N1 N2 ’ N
n0 n 0’
△N1+△N2= △Ne
N
两台不同调差率并列运行机组间的负荷分配
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第二节 调节系统的特性
电网一次调频和二次调频
一次调频：各机组并网运行时，受外界负荷变动影响,各 机组的调节系统参与调节作用,改变各机组所带的负荷, 使之与外界负荷相平衡。 二次调频:一次调频是有差调节,不能维持电网频率不变， 只能缓解电网频率的改变程度。所以还需要通过主动增、 减调频机组的负荷，以恢复电网频率。
水轮机的调节
第一节 水轮调节的基本概念
一、
水轮机调节任务
电压变化→发电机电压调节系统完成 （自动)使U=U 系统负荷变化 频率变化f ，f =k (p,n)，p不变，只有 调节转速n→f 稳定(f=50Hz),水轮机调 速器完成。 水轮机调节的任务： 1、随外界负荷的变化，迅速改变机组的出力。 2、保持机组转速和频率变化在规定范围内。 3、启动、停机、增减负荷，负荷分配。
二、水轮机调节原理
(一)、原理：水轮发电机组的运动方程式为 d Mt Mg J dt Mt ：水轮机主动力矩(水流推动叶片做功)； Mg ：发电机的阻力矩(发电机定子对转子的作 用力矩，与Mt相反)； J ：机组惯性矩； ω ：角速度；
(1) 当Mt = Mg 时， dω/dt =0，ω=常数 (2) N↓（负荷）→ Mt >Mg → dω/dt > 0 →n↑ (3) N↑（负荷）→Mt <Mg → dω/dt < 0→n↓ 所以当负荷变化时，应调节Mt ，使Mt = Mg dω/dt =0， n维持额定转速， f=50Hz
3、按大小（容量） 大型：活塞直径80mm以上 中型：操作功10000Nm~30000Nm 小型：操作功小于10000Nm，特小： 小于3000Nm
（二）、调速器系列（反击式水轮机）
由三部分组成： 第一部分：基本特性和类型 大型： 无代号 中小型带油压装置：Y 特小：T 机械液压：无代号 电动调节：D 单 调：无代号 双 调：S 调速器：T
调速器的工作原理
四、调速器的类型与系列
(一)、类型 1、按调速器元件结构分： 机械液压(机调)和电气液压(电调) 电调比机调的优越性：调节性能优良，灵敏 度和精确度高，成本低，便于安装调整。 电气液压：在自动控制部分用电气元件代替 机调中的机械元件。
《水轮机调节》课程标准汇总
《水轮机调节》课程标准一、课程定位通过对水电站电力设备与管理专业的职业岗位所需能力分析，结合云南省水电行业的特点，制定了该专业课程体系。
本课程为水电站电力设备与管理专业的核心课程，课程以水轮机调速器为学习对象，在学习水轮机调速器基本知识的基础上，掌握水轮机调速器的运行管理、维护检修、安装调试等技能，满足企业对水电站运行维护人才的需求。
二、课程教学目标课程以“通史”与“通时”、“理论”与“实践”、“仿真”与“实际”的关系为主线，设计了以下目标：1.掌握水轮机调节的基本原理知识；2.掌握机械液压型调速器的基本知识；3.掌握调节系统的特性及调速器的调整试验基本知识；4.掌握微机调速器的基本知识；5.掌握水电站调节保证计算的基本知识；6.掌握调速器的运行、维护与故障分析处理的基本知识。
7.能够进行机械液压式调速器的运行操作、安装、调试、检修与维护；8.能够进行调速器配套油压装置的进行运行操作、安装、调试、检修与维护：9.能够进行微机调速器的进行运行操作，并微机控制系统故障进行简单判定，对机械液压系统进行安装、检修与维护；10.能够根据调节对象特性确定调速器的运行参数并进行参数整定；11.能够进行水电站调节保证计算，并据此确定水轮机导水机构的启闭时问；12.能够胜任水电生产企业水轮机调速器的运行管理和维护检修、水电施工企业水轮机调速器的安装调试等岗位工作任务；三、课程整体设计思路1、课程设置的依据水电站动力设备与管理专业毕业生主要就业岗位群之一为水力发电行业，从事机电设备的运行管理、维护检修、安装调试等工作（岗位〕。
而水轮机调速器是水电站机电设备的重要组成部分，承担着保证电站安全可靠生产及电能频率质量指标的任务。
为了保证学生水轮机调速器的运行管理、维护检修、安装调试等技能，胜任水力发电行业岗位的工作需求，特设置该门课程。
2、课程目标、内容制定的依据课程目标、内容制定的依据来自企业生产一线的岗位能力调研。
机电设备运行与维护专业毕业生主要就业岗位群之一为水力发电行业，从事机电设备的运行管理、维护检修、安装调试等工作岗位、就职于水力发电站的有运行管理岗位和检修岗位，就职于水电施工企业的有安装检修调试岗位。
水轮机调节第三版课程设计
水轮机调节第三版课程设计1. 选题背景水轮机是一种能把水能转换成机械能的机器，其调节一直是水力发电运行过程中的重要技术问题。
水轮机调节，通俗地讲就是控制水轮机转速、流量和输出功率，以维持发电机的频率和电压稳定。
因此，通过深入学习水轮机调节的方法和技巧，掌握调节的理论知识、技术手段及其应用，在水力发电行业中具有重要的意义。
本课程设计将以水轮机调节为主题，讲解水轮机调节系统所需的传感器、控制器以及调节算法，并设计一套完整的调节方案，以此让学生们深入了解水轮机调节方面的知识。
2. 基本内容2.1 水轮机调节系统的构成水轮机调节系统主要由以下几部分组成：•传感器：用于检测水轮机的转速、流量、压力等参数•控制器：通过采集传感器信号，控制水轮机的调节阀和导叶，实现对水轮机的调节控制•调节算法：通过对传感器采集的数据进行处理，并通过控制器输出控制信号，从而实现对水轮机的转速、流量和输出功率等参数的控制。
2.2 传感器的选用传感器在水轮机调节系统中起着至关重要的作用，合理选择传感器类型和规格是保证调节系统性能和稳定性的关键因素。
常见的传感器有浮子流量计、压力传感器、速度传感器等。
针对不同的应用场景，需要根据实际情况选择传感器。
2.3 控制器的选用控制器是水轮机调节系统中的核心部件，负责不同传感器的信号采集、信号处理以及控制指令的输出等。
常见的控制器有PLC（可编程逻辑控制器）、单片机等。
同样需要根据不同需求选择相应型号和规格的控制器。
2.4 调节算法的实现调节算法是水轮机调节系统的灵魂，主要包括PID算法、模糊控制算法、神经网络算法等。
设计及调优调节算法是保证控制系统良好性能的重要手段。
在本课程设计中，将选用PID算法作为调节算法。
2.5 课程设计方案本课程设计将分为以下几个步骤：1.学习水轮机调节系统的基本构成和原理；2.确定所需传感器、控制器及相关硬件，并进行系统组装调试；3.借助Simulink等软件进行调节算法的模拟和仿真，实现PID调节控制算法的编写、调试和优化；4.通过实际调节系统对模拟仿真得到的调节算法进行验证，并对调节算法进行进一步的优化；5.设计一套完整的水轮机调节方案，包括传感器、控制器、调节算法的选用和整合，以及实际调节系统的组装和调试。
水轮发电机组调实验大纲
绕组极性检查；
（4）
交流耐压等。
9
电力电缆试验：
（1）
测量绝缘电阻；
（2）
直流耐压试验及泄漏电流测量；
（3）
检查电缆线路的相位。
10
悬式绝缘子和支柱绝缘子试验：
（1）
测量绝缘电阻；
（2）
交流耐压试验
11
二次回路检查；
12
1KV及以下配电装置和馈电线路
（1）
测量绝缘电阻；
（2）
交流耐压试验
（3）
已进行了励磁设备的性能检查，符合设计要求
主、备用调节器的切换、现地和远方操作的切换符合设计要求
灭磁开关操作可靠，性能良好
励磁系统的静特性试验，情况良好
励磁装置带模拟负载的试验，电流调节过程平稳、连续
各报警及事故信号正确；与机组LCU联动试验已作，机组LCU能正确反映机组励磁系统状况
油、气 、水系统检查
操作盘柜调试；
13
公用LCU系统调试；
14
火灾报警系统调试；
15
通风空调系统调试；
16
通讯系统调试；
17
直流系统调试；
18
低压及中压气系统调试;
19
400V低压及厂用电BZT系统调试；
20
高压盘柜系统调试。
七、
地网接地电阻测量（电流电压法）
八、
启动及试运行试验项目：
1
机组启动试运行前的检查
试运行环境要求
越南松绑5项目机电设备调试大纲
一、编制依据：
一、设计院下发的图纸、变更、通知。
二、各设备厂家提供的技术资料、图纸。
3、《水轮发电机组安装技术标准》 GB/T8564-2003
水轮机调节系统讲义
下，机组转速与机组所带负荷之间的关系，即 出力调节前后机组转速的状态。
二 调节系统的特性
1、调节系统的静态特性
（ 1 ）无差调节：调节前后 机组转速不变，如图5-1a。 （ 2 ）有差调节：调节前后 机组转速有一小的偏差 ， 如图5-1b。 对单机运行的机组，才有可能采取无差调节的方式； 多台机组并列运行时，各台机组反应时间和动作快慢 不同，需采用有差调节的运行方式。
4、调速器系统的组成 水轮机调速器有多种类型，调速器一般由： 测量元件、放大元件、校正元件等环节组成。
5、调速器机械柜内各主要部件性能、结构 （1）主配压阀 主配压阀是液压放大元件，它的主要作用 是分配压力油进入接力器的开侧油腔或关侧 油腔，控制接力器的开和关。 是表征大型调速器的重要参数 遮程是影响调速机特性的因素之一
nmax－接力器行程Y=0的转速 nmin－接力器行程Y=Ymax的转速 n0－机组额定转速。
调速器技术条件规定： 静特性应近似为一条直线， 其最大非线性度不超过5%
3、调速器静特性 转速死区：
当机组转速超过n1时，调速器
开始关闭导叶；而当机组转速
略低于n1时，调速器并不动作，
只有机组转速低于n2时，调速器 才开启导叶。所以当转速在与之间时，调速器不动 作，这就是转速死区。 由于存在转速死区，实际调速器的静特性并不是 一根线，而是一条带子,其宽度为n1-n2
（2）有差调节
调差率：静特性曲线斜率的负数。 调差率表达式为：
nmax nmin ep 100% n0
nmax－机组最大稳定转速，相当于空载工况； nmin－机组最小稳定转速，相当于额定负荷工况； n0－机组额定转速。
实际运行一般取ep=0~8%。
有差调节可使在电力系统中并列运行的机组不仅 保持同步运行，并可在机组间按照调度要求明确地 进行负荷分配。 当各机组调差率相 同且>0，要满足相同转 速同步并列运行，必须 等负荷分配方式工作。
《水轮机调节的基本概述与工作原理》
根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的出力并维持机组 转速在规定范围内。
除以上的基本任务外，水轮机调节的任务尚有机组的起动、 并网和停机等。
调节系统除应满足稳定性的要求外，其过渡过程曲线还应该有比较好的 形状，即具有良好的品质。对过渡过程品质的要求概括起来有以下几个方面 ：
(1)调节时间Tp要短(十几秒~几十秒，越小越好)，即从被调节参数偏离 初始平衡状态达到新的平衡状态的时间要短。从理论上讲，过渡过程振荡的 完全消失要很长的时间，但对于实际工程，当转速ｎ与额定转速n0的偏离值 小于(0.2％～O.4％)n0 ,即可认为进入新的平衡状态。
第四章 水轮机调节
第一节 水轮机调节的任务 第二节 水轮机调节的基本概念 第三节 水轮机调速器的工作原理 第四节 水轮机调速器的类型 第五节 油压装置
第一节 水轮机调节的任务
水轮发电机组将水能转换为电能，输送给电力系统， 供用户使用。电力系统向用户提供的电能应满足一定的质 量要求，频率和电压的变化不能太大，应保持在额定值附 近的某一范围内，否则将影响各用电部门的工作质量。例 如，电能频率的变化将引起用电设备电动机的转速变化， 从而影响电钟计时的准确性、车床加工零件的精度、布匹 纤维的均匀性等。我国规定的电力系统频率为50Hz，其偏 差，大系统不得超过±O.2Hz，小系统不得超过±0.5Hz。
二、调节系统的静特性 调节系统的静特性指稳定工况(平衡状态)时各参数之间的关
系，通常用机组转速n与出力N的关系表示。
调节系统的静特性有以下两种：
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第一章1.水轮机调节的任务根据负荷的变化不断地调节水轮发电机组的有功功率输出，以维持机组转速（频率）在规定范围内，或按某一预定的规律变化．2.为什么要对水轮机进行调节？通过什么途径进行调节？电网负荷一直在变化，负荷的变化导致频率的变化，要维持频率在一定范围内，必须对机组进行调整。
利用调速器调整机组转速。
3.水轮机调节的特点1．水轮机调速器必须具备有足够大的调节功2．液压元件的调节滞后易产生过调节，不利于调节系统的稳定3．水击的反调效应恶化调节系统品质,限制了接力器的开关操作速度4．有些水轮机调速器还具有双重调节机构，从而增加了调速器结构的复杂性5．具有越来越多的自动操作和自动控制功能4.什么是水轮机调节系统，什么是水轮机控制系统，二者有什么区别？水轮机调节系统是由水轮机控制系统和被控制系统组成的闭环控制系统；水轮机控制系统是用来检测被控参量（转速、功率、水位、流量等）与给定参量的偏差，并将它们按一定特性转换成主接力器行程偏差的一些设备所组成的系统．一般指由水轮机调速器与油压装置所构成的系统。
5.什么是水轮机调速器，调速器的典型系统结构有哪些？由实现水轮机调节及相应控制的机构和指示仪表等组成的一个或几个装置的总称．调速器通常由测量、综合、放大、执行和反馈等元件组成。
6.调速器有哪几种分类方法？具体是怎么分的？1. 按工作容量分：特小型调速器，小型调速器，中型调速器，大、巨型调速器2. 按供油方式分：1）通流式调速器2）压力油罐式调速器，压力油罐式调速器又分为组合式和分离式3. 按调节机构数目分：单调节调速器，双重调节调速器4.按元件结构不同分：机械液压型和电气液压型，电气液压型又分为模拟型电气液压调速器和微机型电气液压调速器5.按调节规律不同分：PI 调速器和PID 调速器6.按反馈位置不同分：辅助接力器型中间接力器型和电子调节器型第二章1.衡量水轮机的动态性能指标有哪些？(1)调节时间Tp: 从阶跃扰动发生时刻开始到调节系统进人新的平衡状态为止所经历的时间。
△=±0.2%(2)最大偏差△max n : 第一个波峰值，常用相对值表示。
(3)超调量δ: δ为第一个负波峰值占最大偏差的百分比表示．(4)振荡次数X:以调节时间内出现的振荡波峰波谷个数之和的一半表示。
(5)衰减度Ψ:以第二个波峰与第一个波峰幅值之差的相对值来表示。
2.水轮机的静特性为什么要实现有差和无差？有差静特性和无差静特性是怎么定义的？采用无差静特性时，系统频率与各机组无差静特性没有一个明确的交点，增减任意一台机组的负荷会导致机组间负荷出现“拉锯现象”。
3.调节系统的调差率和永态转差系数各是如何定义的？两者之间有何区别和联系？1.在一定范围内ep 受bp 控制，bp ↑↓=>ep ↑↓2.ep ≠bp,一般有：ep<bp3.bp 只与调速器有关，ep 除与调速器相关外，还与机组特性有关．调速器静特性为直线时，调节系统静特性不一定线性．4.水轮机调速器的转速死区的基本含义是什么？过大的转速死区对水轮机调节系统的特性有何不利影响？死区的含义：指令信号恒定时，不引起调节作用的两个被调量（转速值）相对偏差的最大区间．死区的影响：会使调节系统保持频率恒定的质量下降使机组间负荷分配误差加大不利于调节系统的稳定 5.当机组并网运行时，若系统负荷发生变化，各机组承担的rx n n n x x i 2121-=-=变动负荷和系统的同步转速变化有何规律？1.当系统机组台数、容量及调差率一定时，各台机组调节结束后承担的变动负荷与其额定出力成正比。
2.与其调差率成反比。
3.机组转速（系统频率）的变化与各机组的Pr/ep 值之和成反比。
4.各台机组调节结束后承担的变动负荷与系统频率变化成正比。
6.当机组并网运行时，若系统频率发生变化，各机组承担的变动负荷会如何变化？7.何为一次调频，何为二次调频，简述调节过程。
一次调频：电网中各机组调速器根据频率变化自动调整机组的有功功率输出并维持电网的有功功率平衡，使电力系统的频率保持基本稳定。
二次调频：在一次调频基础上重新分配各机组承担的负荷，使电网频率保持在规定范围内。
调速器的作用：接受来自电网调度中心的负荷指令，通过一次调频和二次调频来平移调频机组的静态特性，调节水轮机组有功功率输出，维持机组转速基本恒定，或转速波动保持在规定范围内。
8.d T 、t b 、p b 、q T 等的定义与物理含义。
d T :缓冲时间常数，为缓冲装置将来自主接力器位移的反馈信号按指数衰减的时间常数。
t b :暂态转差系数（缓冲强度），假定缓冲器不起衰减作用,主接力器走完全行程引起的反馈量折算为转速变化的相对值。
p b :永态转差系数，调速器静特性斜率的负数.接力器走完全程，通过调差机构引起的针塞位移量，折算成转速变化的百分数。
q T :接力器不动时间,被调量或指令信号按规定形式变化起至引起主接力器开始移动时刻止的时间．第三章1.水轮机微机调速器的主要特点是什么？(1)调节规律由软件实现，不仅可以实现PI 、PID 调节规律，还可实现其它复杂的调节规律，如前馈控制、预测控制、自适应控制与最优控制等，为水轮机调节系统性能的进一步提高创造了条件。
(2)采用了性能优越、可靠性高的计算机硬件，再加上灵活的的控制规律，保证了水轮机调节系统具有更加优良的静态、动态特性和高的可靠性。
(3)控制功能日益完善，具有灵活性大、调试维护方便、调节性能好、控制功能强等特点。
除常规的频率跟踪、功率跟踪、无扰动手自动切换功能外，还有按水位设定启动开度、空载开度功能、容错控制功能、故障诊断功能等。
(4)采用了新型的电液转换元件，解决了电液转换器因油污而发卡的问题、提高了抗油质污染的能力，机组运行的可靠性得到很大提高。
(5)电液随动系统取消机械杠杆机构，消除了死行程，定位精度高、响应速度快、结构紧凑简单和维护方便。
(6)易于实现与厂站级计算机监控系统的通讯接口和远方控制，可实现全厂的综合控制，提高水电厂的综合自动化水平。
优点：⑴.采用先进的控制策略，使水轮机调节系统具有更加优良的静态，动态性能；⑵.软件实时性与灵活性强，从而使微机调速器功能完善；⑶.参数调节方便，运行状态显示清晰直观；⑷.稳定性好，可靠性高；⑸.可以实现全厂的综合控制，提高水电厂自动化水平。
2.水轮机微机调速器的主要功能有哪些？①接受操作命令，实现水轮发电机组的开机控制。
②频率测量与调节功能。
测量水轮发电机组的频率（转速），并与给定的频率值（转速）进行比较，实现对机组频率（转速）的闭环控制。
③接受控制命令，实现对机组频率（转速）的调整。
④测量电网的频率，实现对开机并网过程中机组频率的自动调节，以达到快速满足同期并网的条件。
⑤自动调整与分配负荷的功能。
机组并网后，按照永态差值系数的大小，根据机组频率与给定频率的差值自动调整水轮发电机组的出力，实现电网的一次调频。
⑥接受控制命令，实现对机组所带负荷的调整。
⑦接受操作命令，实现水轮发电机组的停机控制。
⑧接受操作命令，实现水轮发电机组的发电转调相控制。
⑨接受操作命令，实现水轮发电机组的调相转发电控制。
⑩测量导叶开度，实现对导叶反馈断线的判断与容错；或/和根据实际导叶开度与计算出的控制输出的差值对电液随动系统进行控制，实现对导叶开度的调整，达到改变机组频率或出力的目的。
⑪对双重调整的调速器，测量浆叶角度，实现对浆叶反馈断线的判断与容错；或/和根据实际浆叶角度与计算出的控制输出的差值对电液随动系统进行控制，实现对浆叶角度的调整。
⑫测量水轮机的水头，根据当前水头实现开机过程的最优控制与负荷限制（按水头自动修正启动开度、空载开度和最大开度限制）。
对双调整的调速器还根据当前水头实现协联工况运行。
⑬根据运行方式的不同，对带基荷的机组，在并网时实现开度控制。
⑭测量机组的出力，根据运行方式的不同，对带基荷的机组，在并网时实现有功负荷控制。
⑮手动运行时，自动跟踪当前的导叶开度值，实现从手动到自动的无扰动切换。
⑯对主要器件和模块进行检测与诊断，实现容错控制功能与故障自诊断功能。
⑰紧急停机功能。
遇到电气和水机故障时，上位机发出紧急停机命令，实现紧急停机。
⑱主要技术参数的采集和显示功能。
自动采集机组和调速器的主要技术参数，如机组频率、电力系统频率、导叶开度、调节器输出值和调速器调节参数等，并有实时显示功能。
⑲对于多机系统，完成相互的自动跟踪与无扰动切换。
3.简述水轮机微机调速器的硬件构成？主机系统，模拟量输入通道与接口，模拟量输出接口与通道，开关量输入通道及接口，开关量输出通道及接口，频率信号测量回路，人机接口，通信接口与供电电源模块等几部分。
4.在水轮机微机调速器中，常用的有哪几种频率测量方法，各有何特点？１．频率变送器法２．直接数字测频法（１）计数法:在设定时间内测量被测信号的脉冲个数。
（２）计时法:通过对基准时钟信号进行计数，测出两个相邻被测信号脉冲的时间间隔，即被测信号的周期进行间接测频。
（３）计时计数法:当被测信号周期较短时，采用计时法误差大。
可采用多周期测量方法以提高测量精度。
5.在水轮机微机调速器中，为什么采用PID 控制算法，比例、积分、微分对动态与静态过程有何影响？静态：在系统稳定的前提下，加大p K 可以减少静态误差，但不能消除静态误差。
积分控制有助于消除系统稳态误差，提高系统的控制精度，但若I K 太大，系统可能会产生震荡，影响系统的稳定性。
D K 的加入，可以在误差出现或变化瞬间，按偏差变化的趋向进行控制。
它引进一个早期的修正作用，有助于增加系统的稳定性。
动态：P K 加大，将使系统响应速度加快，P K 偏大时，系统振荡次数增多，调节时间加长；P K 偏小时，又会使系统的响应速度缓慢。
对于合适的I K 值，可以减小系统的超调量，提高了稳定性，引入积分环节的代价是降低系统的快速性。
D K 的增加可以改善系统的动态特性，加快系统响应速度，减少调节时间。
6.微机调速器有哪几种工作状态？停机状态、空载状态、发电状态、调相状态7.微机调速器有哪几种调节模式？各有何特点？1.频率调节模式（转速调节模式）（FM）频率调节模式适用于机组空载自动运行，单机带孤立负荷或机组并入小电网运行，机组并入大电网作调频方式运行等情况。
①人工频率死区，人工开度死区和人工功率死区等环节全部切除；②采用PID调节规律，即微分环节投入；③调差反馈信号取自PID调节器的输出y，并构成调速器的静特性；④微机调速器的功率给定实时跟踪机组实时功率P，其本身不参与闭环调节。
⑤在空载运行时，可选择系统频率跟踪方式，图中K1置于下方，bp值取较小值或为0。
2.开度调节模式（YM）开度调节模式是机组并入大电网运行时采用的一种调节模式。