水轮机调速器系统
水轮机调速系统的工作原理从无反馈到加入硬反馈和软反馈精品文档
②当转速升高----
离心摆下支持块
带动引导阀转动套
上移----引导阀中
间腔室与排油相通，
腔内油压
辅助接力器与配压
阀活塞接通----压
力油进入接力器左
腔，同时右腔接通
排油---- 接力
器活塞右移
关小导叶，减小流
关
量。 Mt=Mg
此时接力器继续关 闭，导致n0>n1
③当转速降低---离 心摆下支持块下移 ---带动引导阀转 动套下移---引导 阀中间油腔与压力 油相通--- 辅助接 力器与主配压阀活 塞下移---压力油
6）市场逐渐规范，形成数个知名调速器生产公 司
7）调速器理论联系实际的科研方法值得强调和 提倡
2. 现代电网、水电厂的新发展及对水轮机调速器的 要求
新发展 1）区域电网形成（华北、华中、华东、西北、东 北 ）、总功率日趋增大、区域电网间联网 2）电网、水电厂广泛采用调度自动化、计算机监 控系统和自动发电控制（AGC） 3）电网、水电机组运行可靠性大幅度提高
水轮机的流量减少，最终 A
使Mt＝Mg ，，但此时的
n1＝nmax. 即n0≠ n1
p 0
B
0 p 0
关
4、结论：具有硬反馈的调速系统解决了过调现象，但 是存在有差调节。
有差调节：经过一个调节过程后，机组转速不能回 到原来的转速下平衡，而是回到一个新的转速实现平 衡。
件）、接力器
（执行元件）和
水轮机（调节对
象）、软反馈元
件。
2、工作原理
①当转速为
额定转速时，
引导阀与转
动套、辅助
接力器与配
k
压阀在相对
中间位置。
②当转速升高---
水轮机调节原理及调速器选择
（3）对轴流转浆式、水斗式水轮机，需增加一套协 调结构，实现双重调节。
三、水轮机调节系统的基本工作原理
导水机构
水能 QH
机
组
电能 UIf
给 定 f f
执行元件
放大元件
测量元件
反馈元件
水轮机自动调节系统方框图
调速器原理图
1—飞摆；2—主配压阀；3—接力器；4、5—活塞；6—节流孔； 7—硬反馈；8、9、10—变速机构；11—移动滑块
(二) 调速器系列(反击式水轮机)
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 第二部分：工作容量 中小型调速器×9.81N.m；大型指主配阀直径(mm) 第三部分：额定油压
2.5MPa 不加注释
例： YT—300 中型、带油压装置、机调、额定油压2.5MPa，工 作容量300×9.81Nm
二、水轮机调节原理
水轮发电机组的运动方程式为： d Mt Mg J dt 式中：Mt——水轮机主动力矩(水流推动叶片做功)
Mg ——发电机的阻力矩
J ——机组转动部分的转动惯量； d ——角加速度；
dt
d (1) M t M g， 0, c, n ne dt d ( 2) N M g M t M g 0n dt d (3) N M g M t M g 0n dt
d s D1 b0 H max D1
λ为计算系数，查表。b0为导叶高度。 当额定油压为4.0MPa时，接力器直径ds为：
d s d s 1.05 2.5 / 4.0 0.81d s
由计算的接力器直径，查标准接力器系列表，选用相邻 偏大的直径。
水轮机调速系统的工作原理
k
②转速降低过程?
k
3、与无反馈系统的区别？ （1）从接力器的动作情况分析（图） （2）从动力矩及转速的变化分析（图）
结论：不管是负荷增加使转速下降还是负荷减少使转 速上升，经过系统调整后，机组能基本恢复到原来 的额定转速并相对稳定下来，即实现无差调节。
无差调节： 不论机组负荷增加还是减少，调节后的稳定转速都 保持不变。
此时仍然是：Mt ＜Mg
第三阶段： 转速下降，引导阀转动套随之下移，此时，缓 冲阀上下腔油压在节流孔作用下已达平衡，从 动活塞在自身弹簧回复力作用下向下回中，通 过连杆作用，带动引导阀针塞下移，与转动套 回到相对中间位置。 但由于所有环节都没有使接力器左移（即增加 水轮机有效进水流量），因此： 机组转速继续降低……进入下一个调节周期
（2）软反馈部分（在硬反馈动作一定时间后动 作）： 主接力器向右关闭，反馈锥体右移----使反馈 框架顺时针转动，m点上移，带动g点上移 ，f 点下移，缓冲装置主动活塞下移，从动活塞上 移，带动引导阀针塞上移。 在软、硬反馈部分的共同作用下，引导阀针 塞与转动套恢复相对中间位置以上，封住相关 油口，最终使主接力器停止右移。
水轮机调节 4
罗远福
上节课知识回顾：
1、调速器 无反馈系统 的工作特性？
上节课知识回顾：
1、调速器无反馈系统的工作特性？ 系统负荷降低Mt>Mg----转速升高----离心摆下支 持块带动引导阀转动套上移----引导阀中间腔室与 排油相通，腔内油压降低----辅助接力器与配压阀 活塞上移----压力油进入接力器左腔，同时右腔接 通排油----接力器活塞右移关小导叶，减小流量---Mt=Mg----转速停止升高----接力器继续关闭---Mt<Mg----转速降低并等于额定转速----Mt<Mg---转速降低并低于额定转速----离心摆下移……
水轮机的调速设备—调速设备的特性及其基本原理
➢ 动特性：机组负荷发生变化时，调节过程中机组转速随时间的变化 关系称为调速器的动特性。
6.2.2 调速器基本原理
偏差信号通过信号放大及油压转换元件放大并转换成油压后，再通 过操作元件（主配压阀）利用油压去操纵接力器，以控制导水机构 去关闭或开启导叶，从而达到改变流量，使水轮机的主动力矩与新 的发电机阻抗力矩相适应，使机组转速恢复正常。
6.2.3 水轮机调速系统的构成
• 水轮机调速系统一般由调速柜、接力器和油压装置三部分组成 。
6.2.3 水轮机调速系统的构成
1. 调速柜 调速柜是控制水轮机的主要设备，能感受指令并加以放大，用它来
操作执行机构，使转速保持在额定范围内。调速柜还可进行水轮机开 机、停机操作，并进行调速器参数的整定。 2. 接力器
接力器是调速器的执行机构。接力器控制水轮机调速环（控制环） 调节导叶开度，以改变进入水轮机的流量。 3. 油压装置
油压装置由压力油罐、回油箱、油泵三部分组成 。
6.2.3 水轮机调速系统的构成
6.2.4 调速器的类型和系列
1.调速器类型 （1）按调速器元件结构分： 机械液压(机调)：信号测量、信号综合、信号反馈均由机械环节完成。
6.200
中型、带油压装置、机调、额定油压2.5MPa，工作容量 300×9.81Nm
DST—100A—40
大型、电气液压、双调节调速器；主配阀直径100mm，额定油压 40kg/cm2(4.0MPa)，A是第一次改型后产品。
ZZ、CJ（针阀、折流板转动） （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
水轮机调速器结构及工作原理
水轮机调速器结构及工作原理水轮机调速器是水轮机系统中的重要设备，其主要功能是控制水轮机的转速，以满足不同负载工况下的运行要求。
本文将从结构和工作原理两个方面介绍水轮机调速器的基本知识。
一、水轮机调速器的结构水轮机调速器一般由调速机构、液压控制系统和电气控制系统三部分组成。
1. 调速机构调速机构是水轮机调速器的核心部分，它通过改变水轮机的导叶开度来调节水轮机的转速。
调速机构主要由调节器、传动装置和导叶机构组成。
调节器是水轮机调速器的关键部件，它通过接收输入信号，控制传动装置的运动，从而改变导叶的开度。
常见的调节器有液压调节器和电动调节器两种。
传动装置是将调节器的运动转化为导叶运动的装置，常见的传动装置有丝杠传动和液压传动两种。
导叶机构是通过传动装置将调节器的运动传递给导叶，改变导叶的开度。
导叶机构主要由导叶轴、导叶臂和导叶组成。
2. 液压控制系统液压控制系统是水轮机调速器的控制部分，它通过控制液压元件的工作状态，实现对调速机构的控制。
液压控制系统一般由液压泵站、液压缸和液压阀组成。
液压泵站负责提供液压能源，液压缸负责执行调速机构的运动，液压阀负责控制液压缸的工作状态。
3. 电气控制系统电气控制系统是水轮机调速器的辅助部分，它通过控制电气元件的工作状态，实现对液压控制系统的控制。
电气控制系统一般由控制柜、传感器和执行器组成。
控制柜负责接收输入信号和控制输出信号，传感器负责感知水轮机的运行状态，执行器负责执行控制柜的输出信号。
二、水轮机调速器的工作原理水轮机调速器的工作原理主要是通过调节水轮机的导叶开度来改变水轮机的转速。
当负载增加时，调速器接收到输入信号后，调节器会发出相应的指令，通过传动装置将运动转化为导叶的运动，导叶的开度逐渐增大。
导叶开度增大会减小水轮机叶片与水流的夹角，使水轮机的输出功率增加，从而使转速稳定在设定值附近。
当负载减小时，调速器接收到输入信号后，调节器会发出相应的指令，通过传动装置将运动转化为导叶的运动，导叶的开度逐渐减小。
水轮机调速器
水轮机调速器引言水轮机调速器是一种用于调节水轮机转速的装置。
水轮机是一种将水能转化为机械能的装置，广泛应用于水电站发电和工业生产中。
水轮机调速器的主要功能是根据负荷变化调节水轮机转速，以维持发电系统的稳定运行。
本文将介绍水轮机调速器的工作原理、常见类型以及应用领域。
工作原理水轮机调速器的工作原理基于负荷-速度特性曲线。
当负荷增加时，水轮机的速度会下降。
为了维持发电系统的稳定运行，水轮机调速器会通过调节水轮机的水量来使其速度恢复到设定值。
在水轮机调速器中，水量的调节通常是通过控制水轮机的导叶开度来实现的。
当负荷增加时，水轮机调速器增大导叶开度，增加水量，从而提高水轮机的转速。
相反，当负荷减小时，水轮机调速器减小导叶开度，减少水量，使水轮机转速降低。
常见类型机械式调速器机械式调速器是最早出现的水轮机调速器类型之一。
它通过机械装置来调节导叶的开度，从而控制水轮机的水量。
机械式调速器的优点是结构简单，可靠性高。
然而，由于机械传动存在摩擦和磨损的问题，机械式调速器的调节精度较低，响应速度较慢。
因此，在现代化的水轮机系统中，机械式调速器的应用逐渐减少。
液压式调速器液压式调速器是目前广泛应用于水轮机调速的一种技术。
它采用液压传动来调节导叶开度，实现对水量的精确控制。
液压式调速器具有调节精度高、响应速度快的优点，可以更好地适应负荷的变化。
液压式调速器通常由液压系统、传感器和控制器组成。
电子式调速器电子式调速器是近年来发展起来的一种水轮机调速器类型。
它采用电子控制技术来实现对水轮机的调速。
电子式调速器具有调节精度高、响应速度快、可编程性强等优点。
它可以通过设置不同的控制模式和参数，适应不同的工况要求。
电子式调速器还可以与其他自动控制系统进行集成，实现智能化的调速控制。
应用领域水轮机调速器广泛应用于水电站和工业生产中。
在水电站中，水轮机调速器是调节水轮机转速的关键设备，直接影响到电网负荷的稳定性和电能发电的效率。
在工业生产中，水轮机调速器用于调节水轮机的转速，控制生产线的运行速度。
水轮机调速器和电网一次调频
水轮机调速器和电网一次调频
2. 水轮机调节系统的负荷频率控制（LFC）特性
频率(转速)－ F
信号Fg +
频率死区 频率(转速)
水轮机调速器和电网一次调频
2. 水轮机调节系统的负荷频率控制（LFC）特性 综上所述，电网在负荷扰动后，电网频率产生相
对于频率（转速）给定的偏差，各机组的调速系统 根据频率偏差Δf和（功率）调差系数ep进行一次调 频，在较快的时间（8″~15″）内弥补了系统部分 功率差值pc；在一次调频的基础上，电网自动发电 控制（AGC，二次调频），修正相关机组的目标功 率值，通过调速系统的PID调节（静态主要依靠积分 调节），最终可实现电网功率平衡和频率的恢复。
引水和泄水
系
统
被控制系统
执行机构
水轮机、 发电机
电网
放大校正元件
测量元件
–
+
–
给定元件
反馈元件 水轮机控制设备（系统）
水轮机调速器和电网一次调频
1.水轮机调节系统 微机调速器自动调节部分框图
水轮机调速器和电网一次调频
1.水轮机调节系统
PID结构图(1)
机组 fg 频率
频率 fc 给定
测频
– f 1
ep
1 bp
开度
yc 给G定 1
+–
pKI
水轮机调速器和电网一次调频
4.水轮发电机组功率增量Δp与电网频率偏差Δf之间的动态特
性特性
(1).由图2易得Δf至Δp的增量传递函数为：
水轮机调速器 励磁系统的关系
水轮机调速器励磁系统的关系
水轮机调速器和励磁系统是水电站中两个重要的控制系统，它们之间的关系如下：
1. 水轮机调速器：其主要功能是控制水轮机的转速，使其始终保持在一个合适的范围内。
这通常通过调节流入水轮机的水流来实现。
水轮机调速器的工作状态直接影响到水电站的发电效率和安全性能。
2. 励磁系统：其主要功能是控制发电机的磁场强度，以保持其输出电压和电流的稳定。
励磁系统的工作状态直接影响到水电站的发电质量。
在水力发电过程中，水轮机调速器和励磁系统需要密切配合，以实现对发电过程的精确控制。
具体来说，当水轮机的转速发生变化时，水轮机调速器会调节水流的流量，从而改变发电机的输入功率；同时，励磁系统会根据发电机输出功率的变化，自动调整磁场强度，以保持发电机的输出电压和电流稳定。
这样的配合可以确保水电站始终能够在最佳的工况下运行，从而提高其发电效率和经济效益。
水轮机调速器系统
水轮机调速器系统水轮机调速器系统主要由调速器、液压传动系统和控制系统三部分组成。
调速器是水轮机调速器系统的核心部件，负责接收来自控制系统的指令，调节水轮机的进水阀门开度，从而实现水轮机的转速控制。
液压传动系统将调速器的指令转化为液压力，通过液压缸或液压马达来控制进水阀门的开度。
控制系统是整个调速器系统的控制中枢，根据水电站的发电负荷和运行条件，通过测量和分析水轮机的转速、进水流量、水头等参数，并根据先进的控制算法，向调速器发送调节指令。
水轮机调速器系统的功能主要包括：保护水轮机、稳定水轮机运行以及实现发电站的负荷调节。
具体来说，水轮机调速器系统通过控制水轮机的进水阀门开度，能够在发电站小电荷到满负荷之间进行快速调节；通过控制水轮机的转速，能够在一定的范围内保持水轮机的稳定运行，防止过速和欠速现象的发生；通过监测水轮机的运行状态，能够及时发现和处理水轮机的故障和异常情况，保护水轮机的安全运行。
水轮机调速器系统的设计和运行需要考虑多个因素。
首先是根据水轮机的特性和工况要求，选择合适的调速器类型。
常见的调速器类型包括机械式调速器、液压调速器和电子调速器等。
机械式调速器结构简单，但调速范围有限；液压调速器具有调速范围广、响应迅速的优点，但需要较为复杂的液压传动系统；电子调速器可以实现高精度的调速控制，但对电气系统的要求较高。
其次是根据水轮机的装机容量、水头、流量等参数，确定调速器和液压传动系统的尺寸和参数。
调速器的尺寸和参数应能满足水轮机各工况下的转速控制要求；液压传动系统的尺寸和参数应能满足调速器的控制要求，同时考虑到液压传动系统的可靠性和稳定性。
此外，水轮机调速器系统的控制算法也是设计的关键。
控制算法应根据水电站的负荷特性和运行条件，合理分配调速器的指令，实现快速、准确的调速控制。
常用的控制算法有比例控制、积分控制、微分控制和模糊控制等。
在水轮机调速器系统的运行过程中，需要进行定期的维护和监控。
定期维护包括对调速器和液压传动系统的检查和保养，包括液压油的更换、密封件的更换和调节等。
水轮机调速器原理
什么是水轮机调速器？水轮机调速器的作用是什么？水轮机调速器的发展历程是怎样的？水轮机调节是通过水轮机调节系统根据机组转速的变化不断地改变水轮机过流量来实现的。
水轮机调节系统是由调节控制器、液压随动系统和调节对象组成的闭环控制系统（如图1-1）。
通常把调节控制器和液压随动系统统称为水轮机调速器。
图1-1 水轮机调节系统构成图水轮机调速器作用是保证水轮发电机的频率稳定、维持电力系统负荷平衡，并根据操作控制命令完成各种自动化操作，是水电站的重要基础控制设备。
水轮机调速器问世以来，水轮机调速器先后经历了三代的发展：水压放大、油压放大式的机械式液压调速器（20世纪初-20世纪50年代）、模拟电路加液压随动系统构成的电液式调速器（20世纪50年代-20世纪80年代）和微机调节器配以相应的机械液压系统构成的微机调速器（20世纪80年代至今）。
目前微机调速器以可靠性高、操作简便全面取代其他类型的调速器。
水轮机调速器调速器有哪些类型？如何划分？水轮机调速器的分类方法较多，按调节规律可分为PI和PID调速器；按系统构成分为机械式调速器（机械飞摆式）、电液式调速器及微机调速器；实际应用中常用是以下几种区分方式：1、按我国水轮机调速器国家型谱以及调速器行业规范，调速器分为：中、小型调速器；冲击式调速器；大型调速器等。
中、小型调速器以调速功大小来区分，冲击式调速器以喷针及折向器数目来区分，大型调速器以主配压阀名义直径来区分。
调速器分类表小型调速器 中型调速器 大型调速器W≤1000Kg.m接力器调速功1000Kg.m＜W≤7500Kg.mW>7500Kg.m2、微机调速器依据调节器（电气部分）及机械液压系统（机械部分）的不同形式，有以下区分：2.1按调节器的硬件构成有单片机、工控机、可编程控制器三大类调节器。
其中单片机、单版机构成的调节器由于可靠性差、故障率高等多方面原因，已趋于淘汰。
目前可编程控制器以其高度的可靠性成为调节器构成首选。
水轮发电机调速器随动系统故障原因
水轮发电机调速器随动系统故障原因
水轮发电机调速器是水轮发电机组的重要部件之一，其主要作用是调节水轮发电机组的转速，以保持电网频率稳定。
然而，随动系统的故障会导致调速器无法正常工作，从而影响水轮发电机组的运行和电网的稳定性。
本文将从调速器随动系统故障的原因进行分析。
调速器随动系统故障的原因可以分为机械故障和电气故障两类。
一、机械故障
1. 机械传动部件故障：例如传动皮带磨损、链条松弛、齿轮磨损等，会导致转速传递不稳定或传动效率下降，进而影响调速器的工作效果。
2. 调速器机械部件磨损：随着使用时间的增加，调速器机械部件如传动轴承、齿轮等容易出现磨损，导致转速调节不准确或失灵。
3. 水轮机叶片堵塞：水轮机叶片堵塞或受损会导致水流量不稳定，进而影响水轮发电机组的转速调节。
二、电气故障
1. 电源故障：调速器的正常运行需要稳定的电源供应，如果电源电压不稳定或电源线路故障，会导致调速器无法正常启动或工作不稳定。
2. 控制电路故障：调速器的控制电路包括传感器、执行器等部件，如果这些部件出现故障，会导致调速器无法获取准确的转速反馈信号或无法控制水轮机的转速。
3. 调速器参数设置错误：调速器的性能受到一系列参数的影响，如果参数设置错误或调整不当，会导致调速器无法按照预期工作，进而引发故障。
水轮发电机调速器随动系统故障的原因主要包括机械故障和电气故障两类。
机械故障主要涉及机械传动部件的磨损和堵塞，而电气故障则与电源供应、控制电路和参数设置等有关。
为了保证水轮发电机组的正常运行和电网的稳定性，需要定期检查和维护调速器随动系统，及时排除故障，保证其工作可靠性和稳定性。
水轮机调速器的工作原理
水轮机调速器的工作原理水轮机调速器是水力发电厂中非常重要的设备，它的主要作用是控制水轮机的转速，以确保水轮机在各种工况下都能稳定运行。
水轮机调速器的工作原理涉及到液压控制、机械传动和自动调节等多个方面，下面我们将详细介绍其工作原理。
首先，水轮机调速器通过调节导叶的开度来控制水流进入水轮机的量，从而控制水轮机的转速。
导叶的开度由液压控制系统来实现，液压控制系统通过控制液压阀来调节液压缸的工作状态，进而改变导叶的开度。
当需要提高水轮机的转速时，液压控制系统会使液压缸伸出，导叶打开，增加水流量；相反，当需要降低水轮机的转速时，液压控制系统会使液压缸缩回，导叶关闭，减少水流量。
这样，水轮机的转速就能够得到有效地调节。
其次，水轮机调速器还包括了机械传动系统，用于传递导叶的开度到水轮机转子上。
机械传动系统通常由齿轮、链条或传动带等组成，它们能够将液压控制系统调节的导叶开度准确地传递给水轮机转子，从而实现转速的调节。
这样，液压控制系统和机械传动系统共同协作，保证了水轮机调速器的准确性和可靠性。
此外，水轮机调速器还具有自动调节功能，能够根据水轮机的负荷变化自动调节水轮机的转速。
当负荷增加时，水轮机调速器会自动增加导叶的开度，增加水流量，以提高水轮机的转速；相反，当负荷减小时，水轮机调速器会自动减小导叶的开度，减少水流量，以降低水轮机的转速。
这种自动调节功能能够使水轮机在不同负荷下都能够稳定运行，保证了水力发电厂的正常供电。
总之，水轮机调速器的工作原理涉及液压控制、机械传动和自动调节等多个方面，通过这些方面的协作，水轮机调速器能够准确、可靠地控制水轮机的转速，保证水力发电厂的正常运行。
希望本文能够对水轮机调速器的工作原理有所帮助，谢谢阅读！。
水轮机调速器的工作原理
水轮机调速器的工作原理
水轮机调速器是一种用于控制水轮机转速的装置，它可以根据负载的变化自动调节水轮机的转速，以保持稳定的输出功率。
水轮机调速器的工作原理是通过控制水轮机的进水量来实现调速的。
水轮机调速器通常由调速器本体、调速器控制系统和水轮机控制系统三部分组成。
调速器本体是调节水轮机进水量的主要部件，它由调节阀、调节杆、传动机构和反馈机构等组成。
调速器控制系统是用于控制调速器本体的电气系统，它可以根据负载的变化自动调节水轮机的转速。
水轮机控制系统则是用于控制水轮机的进水量和出水量的系统，它可以根据调速器控制系统的指令来控制水轮机的运行状态。
水轮机调速器的工作原理是基于反馈控制原理的。
当负载增加时，调速器控制系统会检测到负载的变化，并向调速器本体发送指令，调节阀会自动打开，增加水轮机的进水量，从而提高水轮机的转速，以保持稳定的输出功率。
反之，当负载减少时，调速器控制系统会向调速器本体发送指令，调节阀会自动关闭，减少水轮机的进水量，从而降低水轮机的转速，以保持稳定的输出功率。
水轮机调速器的工作原理非常简单，但它对于水轮机的运行稳定性和效率有着非常重要的作用。
通过自动调节水轮机的转速，可以保证水轮机在不同负载下都能够保持稳定的输出功率，从而提高水轮
机的运行效率和使用寿命。
因此，在水力发电厂等需要使用水轮机的场合，水轮机调速器是必不可少的装置。
水轮机调速器 (2)
水轮机调速器
水轮机调速器是一种用于实现水轮机稳定运行的装置，主要功能是调整水轮机的转速，以适应负荷的变化和网频的要求。
水轮机调速器通常由机械传动系统和自动控制系统两部分组成。
机械传动系统主要包括液力偶合器、行星齿轮机构和调速器油泵等组成。
液力偶合器通过调节压力和流量来实现水轮机的启动和停止；行星齿轮机构用于传递动力，保证水轮机的稳定运行；调速器油泵则负责提供润滑和冷却油。
自动控制系统主要包括传感器、调速器和控制器等组成。
传感器用于检测水轮机的转速、负荷和水位等参数；调速器根据传感器的信号，通过调整液力偶合器的输出特性来控制水轮机的转速；控制器则实现对调速器的自动控制和保护功能。
水轮机调速器的工作原理是通过控制液力偶合器的功率传递比例来调整水轮机的输出转矩，从而控制转速。
当负荷增加时，调速器会增加液力偶合器的输出，提供更大的驱动力矩，使水轮机适应新的负荷要求；当负荷减少时，调速器会减小液力偶合器的输出，减小驱动力矩，保持水轮机的稳定运行。
水轮机调速器在水电站和其他需要稳定转速的场合中起着重要的作用，能够有效保证水轮机的安全运行和电网的稳定性。
水轮机调速系统
9、回油：用于机械动作或润滑的油中回集到回油箱 中的那部分油。 10、指令信号：在调速系统外部输入的调节信号。 11、反馈：是将系统或环节的输出信号再引回输入 的过程。 12、调速器的静特性：（调速系统静态特性）在平 衡状态下，机组转速和接力器行程之间的关系。 （因转速与频率是对应的，因而实际上也有用频 率与接力器行程的关系来表示。） 13、无差调节静特性：静特性曲线与横轴平行，就 是说机组从空载到满载的所有稳定运行情况下， 转速总是回到原来的额定值。 。
28、辅助接力器：用自动控制阀分配的压力油动作 的接力器，它操作主配压阀。 29、控制环：是一个可以转动的环状部件，通过连 杆、拐臂与环相连，将接力器的力和动作分配给 所有的活动导叶。 30、扰动：在自动调节系统中，总是存在着若干促 使被调节参数偏离给定值的干扰因素，这些干扰 因素称为扰动。 31、机械转动：利用皮带、轴、齿轮等机械零件的 传动装置来进行功率和动作的传递系统。 32调速系统的工作容量：在额定油压下，主接力器 走完一次全行程所做的功。
4、水轮机调速器分那几种类型？调速器型号的含义 是什么？ 答：水轮机调节系统是比较复杂的，因此产生了各 种不同类型的调速器。 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。 按调节流量的操作方式不同可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开度的方法调节流量，也 叫双调。
43、卸荷阀：是在一定条件下，能使液压泵卸荷的 阀。 卸荷阀通常是一个带二位二通阀(常为电磁 阀)的溢流阀,功能是不卸荷时用作设定系统(油泵 )主压力,当卸荷状态时(靠二位二通阀动作转换) 压力油直接反回油箱,系统压力为0.值以实现一些 回路控制和提高油泵寿命,减少功耗.在回路中属 于并入回路的。减压阀用于调整执行元件所需压 力,是串联在回路中的，一般不能互换使用。 44、安全阀：进口蒸汽或气体侧介质静压超过其起 座压力整定值时能突然全开的自动泄压阀门。是 锅炉及压力容器防止超压的重要安全部件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、接力器
调速器的执行机构，接力器控制水轮机 调速环（控制环）调节导叶开度，以改 变进入水轮机的流量。
3、油压装置： 提供调速系统动力，由压力油罐，回油 箱，油泵，漏油箱四部分组成。
调速器的工作原理
调节机构 (导水机) 水能 调节对象 (机组) 电能
执行元件
放大元件
综合环0型调速器电气柜
调速器的分类
3、按调节机构数目分类 单调节调速器：单调适用于无轮叶调 节的混流式、轴流定桨式等水轮发电机 组。 双调节调速器：双调适用于有轮叶调 节的轴流转桨式、灯泡贯流式水轮发电 机组。
调速器系统的组成
主要由调速柜（电气柜和机械柜）、接 力器、油压装置三部分组成。 1、 调速柜 控制水轮机的主要设备，能感受指令 并加以放大，操作执行机构，使转速保 持在额定范围内。调速柜还可进行水轮 机开机、停机操作，并进行调速器参数 的整定。
液压调节柜组成
本柜的组成包括：电液伺服比例阀、主 配压阀、容错及手动控制阀、紧急停机 阀、切换油路用阀、手动调节速度用的 单向节流叠加阀及节流阀、双切换滤油 器及其上的测量滤芯内外压力的压力表 和差压发讯器、控制油总阀等。
主要技术参数
3-1． 主要技术参数 额定工作压力： 4.0Mpa 主配压阀直径： 100mm 主配压阀最大行程： ±15mm 控制腔活塞直径： 65mm 控制阀组公称通径： DN6 滤油器过流（单个）： 190L/min 滤 芯 精 度： 10~25um 电磁铁工作电压： 24VDC或220VDC 滤芯最大耐压差： 0.5Mpa 差压发讯器发讯压差： 0.35 Mpa
采样模件
采样模件主要完成整个装置的多种控制 反馈信号的采集工作。它具有以下功能 特点： 采样模件可对机组频率、系统频率、导 叶中间接力器行程、导叶主接力器行程 进行采集。其中机组频率又可分别通过 残压测频和齿盘测频两种方式采样处理。
控制模件
控制模件主要完成控制信号和位移变送器励磁 信号的输出控制工作 。 主机模件上的MC68332微控制器通过PID调节 计算，得到导叶输出量，由TPU模块分别产生 2路周期固定且占空比与控制量成正比的方波 信号，再经过控制模件上的隔离电路、滤波电 路、功放电路的处理，由输出切换继电器控制 切换，最后送到电液转换器线圈上去。由此控 制导叶开度从而达到调节机组频率及负荷的目 的。
双机切换模件
双机切换模件的主要功能是根据A、B系统的 工作状态、故障情况进行主/从机切换控制。 其工作原理：A、B系统的工作状态、故障信 号以及切换按键状态分别送给可编程逻辑电路 GAL20V8，通过预编程的切换逻辑选择控制 系统的主/从机状态。产生的主/从切换信号返 回A、B系统，同时通过对输出切换继电器进 行控制，切换控制信号的输出。切换原则如下：
系统调节原理框图
手动及 容错阀 手动控制
切换阀 模拟传感器
调速器的控制方式
1、自动控制回路包括两种方式，正常情况下通路为：电气控制柜输 出控制信号（连续电压）—伺服阀功放—伺服比例阀—切换阀— 主配—接力器，该控制的稳定性和精度靠三个闭环反馈来实现： 伺服阀位移反馈、主配压阀位移反馈、主接力器位移反馈。 2、异常情况下（在伺服阀发生故障时），装置自动切除伺服阀控制， 并切换到容错控制阀组，其通路为：电气控制柜输出控制信号 （断续脉冲）—容错控制阀组—切换阀—主配—接力器。此时仍 能维持接力器自动闭环控制，但精度有所降低。 3、手动控制：手动控制开关（断续脉冲）—容错控制阀组—切换 阀—主配—接力器。通过主配压阀自动复中和模拟式导叶开度传 感器来保证接力器稳定在某个位置。 4、紧急停机操作是通过操作紧急停机阀完成，其直接控制主配压阀 完成关方向动作。
2
2009-7-25
电能质量指标
电压：励磁调节器进行调整 频率：大型电力系统要求频率波动 ±0.2HZ，中小型电力系统要求频率波 动±0.5HZ，频率的调节可以分为一次 调频，二次调频，甚至三次调频多个过 程来实现，参于频率调节的环节也很多， 最终的执行机构是调速器。
调速系统服务对象
现代水轮机分为冲击式水轮机和反击式 水轮机两大类。反击式水轮机有混流式、 轴流式、贯流式等，冲击式水轮机有水 斗式、斜击式和双击式等。调速器与机 组构成水轮机调节系统，调速器是调节 设备，机组是被调节设备，调速器是作 用于水轮机的，为水轮机服务。
组合电源模件
组合电源模件的主要功能是：将双重供 电模块提供的直流220V电源变换为1路 +5V电源输出和2路±12V电源输出。各 组电源相互独立，分别为插箱内的数字 系统及输入、输出系统供电，以实现在 电气上的隔离。
主机模件
主机模件是整个装置的核心，其性能优 劣是装置能否长期稳定运行的关键 。 面板下方右侧有1个按键开关，用来选择 调试/运行工作模式。
软件介绍
全部软件都是功能 模块化编制的，各 功能模块软件具有 相对独立性和完整 性，相互之间可进 行信息交换，整个 软件部分可按功能 模块进行装配。
启动
初始化模块
运行
调试
上位机控制
常规控制
在线诊断
常规控制
图11 软件基本结构框图
ZFL/D型单调节液压装置
液压调节柜型号的含义：
ZF L 100 /X D：单调节型 S：双调节型 主配压阀直径（mm) L：立式主配布置 W：卧式主配布置 自复中式主配
运行界面的主控窗
主控窗是运行时的主窗口，在窗口上方 正中显示了当前机组工况状态和调速器 的主要状态，左右两侧分别显示了机组 频率、水头高度和导叶开度、有功功率 的数值（分为模拟表计显示与数字显 示），在窗口中央是增加、减少两个按 键，通过点击它可以对机组转速及负荷 进行调节控制。在按键下方是用来显示 输出控制量的平衡表。
调速系统主要作用
1、维持机组转速在额定转速附近，满足电网一次调频要 求； 电力系统的频率稳定主要取决于系统内有功功率的 平衡，当系统缺有功时，系统频率就下降，当系统有 功功率多时，系统频率就上升。水轮机调速器的主要 任务就是发电机在空载时维护机组转速在额定值左右， 而在并网发电后调速器的主要作用是实现功率调节同 时以50HZ作为频率调节的给定值，并维持机组频率在 50±人工死区范围内。一个性能良好的水轮机调速器 可以保证发电机组和电力系统的安全可靠，并且可以 提高发电机组和电力系统的技术经济指标．
数字模件
数字模件主要完成开关量信号输入采集 和输出控制功能，它具有以下功能特点： 数字模件采集16路开关量输入信号，包 括开机、停机、调相、增加、减少、导 叶手动、油开关等信号。
模拟模件
模拟模件主要完成模块量信号的输入采 集和输出控制功能，它具有以下功能特 点： 模拟模件采集8路模拟量输入信号，包括 水头高度、有功功率等
1ZJ
2ZJ
3ZJ
4ZJ
5ZJ
6ZJ
7ZJ
8ZJ
9ZJ 10ZJ 11ZJ 12ZJ 13ZJ 14ZJ 15ZJ 16ZJ
SAFR-2000型调速器各部分简介
显示插箱安装一台液晶显示工控机作为装置与 用户的人机界面。该软件系统以Windows-NT 为操作系统，配以三维中文图形化界面，为用 户提供了十分友好的人机接口。 SAFR-2000型调速器的运行界面由5个窗口组 成，分别为：主控窗、设置窗、信息窗、开关 量窗和报警窗。通过点击窗口下方的分页栏可 以选择相应的窗口。
调速器的分类
2、按供油方式分类 通流式调速器 ：油泵连续运行，直接供给 调速器的调节过程用油，非调节时，油泵将压 力油直接排回回油箱。缺点：油在不停循环使 用，油容易劣化，优点：设备简单、造价低， 主要用于小型、特小型调速器。 压力油罐式调速器 ：油泵断续运行，维持 压力油罐的压力和油位，在由压力油罐随时提 供给调速器调节过程用油。缺点：设备复杂、 造价高，优点：设备运行可靠，主要用于中型、 大型调速器。
运行界面的设置窗
设置密码和用户名都是“sysadm” 设置窗用来对运行参数进行设置，窗口左边显 示了几个重要的控制量的当前值，作为设置操 作时的参考，左下方有一个“参数下发”按键 和“发送指示”信息，点击“参数下发”则将 当前设置的参数下发至A、B系统，同时由 “发送指示”显示下发是否成功。右半部分提 供了对功率梯度、水头、开限、死区、调差、 滑差、自动/人工水头以及机频是否跟踪网频 进行设置的窗口。
2、控制并联机组间有功功率的分配 3、满足机组的正常操作要求：开停机、增 减负荷，以及空载时增减转速。 4、保证机组的安全运行 5、能接受电站计算机监控系统指令，实现 机组的经济运行（AGC），满足机组开 停机、增减负荷的控制要求。
调速器的分类
1、按工作容量分类 调速器的工作容量指执行元件—接力器对导水 机构的操作能力，以力矩（N.m）计算. 特小型调速器: 小于3KN.m 小型调速器: 3~15KN.m 中型调速器: 15~50KN.m 大型调速器: 50KN.m以上,并按放大执行元 件主配压阀直径(80、100、150、200、250mm) 来计算。
运行界面的开关量窗
开关量窗口用来显示外部开关量操作命 令。窗口左右对称，分别显示A、B两套 系统的信息。显示的开关量信号包括： 油开关、开机令、停机令、导手令、调 相令、增加令、减少令、轮手令。
运行界面的报警窗
报警窗用来显示故障报警和故障诊断处理信息，故障 一旦被检测到，即使立刻消失，在窗口显示中仍将一 直保持报警，直到点击窗口下方的“调速器故障复归” 按键后，当前所有的故障显示才被清除。这样，即可 实现对偶发故障的记录。故障报警信息分为A、B两套 系统，包括：电源故障、电网频率、机组频率、齿盘 一路、齿盘二路、通信故障、励磁电源、导叶中接、 导叶主接、导叶液压、水头采样、有功功率。点击 “录波显示”可以查看故障录波。 每种故障信息中又分为多类故障。如电网频率故障可 分为：死值故障、越限故障、跳变故障。对于各类故 障提供了强大的故障原因辅助分析系统，点击故障显 示处，即可弹出相应的提示帮助窗口。