水轮机调节课件
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水轮机调节
调节系统基本概念 调节系统工作原理 调节系统典型环节
调节保证计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
调节系统的基本概念
水轮机调节的任务
电力系统生产的特点 水轮机调节的对象 水轮机调节的方法和途径 水轮机调节的特点 调速器的分类 调速器的发展
1.水轮机调节的任务
2、电力系统的生产特点
3、水轮机调节的对象
4. 水轮 机调 节的 途径 和方
便于采用先进的调节控制技术，从而保证水轮机调节系统 具有优良的静、动态特性。如：不仅可实现PID，还可以实现 前馈控制、预测控制和自适应控制等。
软件灵活性大，提高性能和增加功能主要通过软件来实现。 如机组的开、停机规律的实现；并网时除测频外还有测相位功 能等。
硬件集成度高，体积小、维护方便、可靠性高。 便于直接与厂级或系统级上位机相连接，实现全厂的综合 控制，提高水电厂自动化水平。
B、离心摆单位不均衡度
C、离心摆的转速死区
2、 液压 放大 装置
（一）一级放大装置
引 引 引
排油
辅
排油
辅
配
配
配
排油
配
(1)、引导阀
(2)、辅助接力器
引
引
引
排油
辅
排油
辅 配
配
配
排油
配
引
引 引
引 排油
辅
排油
辅
配
配
配
排油
配
引
引 引
排油
辅
配 配
排油
辅
配
配 排油
（二）二级放大装置
辅 辅
法
5.水二轮、机调节的特点
6. 调三速、器的分类
7. 调速器的发展
调节系统工作原理
水轮机调速系统组成及基本元件 水轮机调速系统的基本原理
1.水轮机调速系统组成及基本元件
❖ ❖
（一）系统结构
1二、、离离心心摆摆
（1）动作原理
（2）离心摆的工作原理
（3）离心摆的工作参数
A、离心摆的放大系数
• 安装、调整、试验、维修均较方便，如某回路出现问题， 更换一块插件便可再投入运行。
由于机械液压操作具有调节平稳、调速功较大这一特点， 所以在电调中执行机构仍保留了机械液压操作系统，现在的发 展趋势是进一步提高油压(目前国内已应用到4MPa)。
微机调速器
微机调速器和模拟式电液调速器相比，具有如下明显的优 点：
• 便于实现成组调节、遥控及计算机控制。特别是在计算机 快速深入到国民经济及人民生活各个领域的今天，计算机也已 开始引入到水电行业的各个方面，机组转速的调整就是其中的 一个重要方面。而电液调速器为实现计算机控制水电站、进行 调速器的技术改造等提供了极为方便的条件。
• 各种信号的综合及各种参数的调整均很方便，工况的转换 (如空载、负载参数的切换)也易于实现；便于增设一些辅助性 的调节回路，以利于改善调节品质(如微分环节、水压反馈、 人工失灵区回路等)；有利于电站自动化、现代化水平的提高。
常以
的动特性曲线来表
示。
在调节过程中，机组转速随时间变化 的过渡过程可能出现各种情况，如下 图所示。
调整后的转速过渡过程除了满足上述稳定的
要求而外，还应满足对过渡过程的动态品质要 求。过渡过程的动态品质常用一些指标来衡量， 如下图所示，
二、调速系统的静特性
调速系统的静特性是指导叶开度一定时，调速 器在稳定状态下，机组转速与机组所带负荷之 间的关系，这种关系可以用图线表示，如后图 所示。
一、微机调速器控制系统的结构组成
二、微机调节器PID控制算法
❊ 位置型数字PID微机调节器控制算法 ❊ 增量型数字PID微机调节器控制算法 ❊ 实用的水轮机微机调节器PID控制算法
机组转速随负荷增减而变化的程度称为有差调节的调 差率，用ep表示， ep的表达式为：
电气液压调速器
§1、概述
一、电液调速器的形成和特点
随着电力系统的日益发展和用电部门对电能质 量要求的不断提高，机械液压型调速器已远不能满 足要求。特别是高水头大容量的水轮发电机组及大 容量抽水蓄能机组的出现，对调速器提出了更高的 要求，PI调节规律的调速器也难于满足这些要求, 因此，国内外对PID电液调速器的研制发展迅速。
电液调速器与机械液压型调速器相比较，有着明显的优点 。
• 以电气元件代替了机械元件，这可以大大减少机械加工的 工作量，并降低成本。
• 灵敏度高，调节误差小。电液调速器的死区为0.05％～0.1 ％；而机调的死区为0.15％～0.20％。转速或指令信号按规定 型式变化，接力器不动时间：电调不大于0.2s，机调不大于 0.3s。
配
配
配
配
主接力器
辅 辅
配
配
配
配
辅 辅
配
配
配
配
3、缓冲器
主动活塞下移
主动活塞上移
节流阀全开
节流阀全关
调节系统动作原理
水轮机调速系统原理图
D E
一、调节系统的动特性
调节系统的动特性主要是指在调节过
程中机组转速随时间变化的关系，它
调节系统基本概念 调节系统工作原理 调节系统典型环节
调节保证计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
调节系统的基本概念
水轮机调节的任务
电力系统生产的特点 水轮机调节的对象 水轮机调节的方法和途径 水轮机调节的特点 调速器的分类 调速器的发展
1.水轮机调节的任务
2、电力系统的生产特点
3、水轮机调节的对象
4. 水轮 机调 节的 途径 和方
便于采用先进的调节控制技术，从而保证水轮机调节系统 具有优良的静、动态特性。如：不仅可实现PID，还可以实现 前馈控制、预测控制和自适应控制等。
软件灵活性大，提高性能和增加功能主要通过软件来实现。 如机组的开、停机规律的实现；并网时除测频外还有测相位功 能等。
硬件集成度高，体积小、维护方便、可靠性高。 便于直接与厂级或系统级上位机相连接，实现全厂的综合 控制，提高水电厂自动化水平。
B、离心摆单位不均衡度
C、离心摆的转速死区
2、 液压 放大 装置
（一）一级放大装置
引 引 引
排油
辅
排油
辅
配
配
配
排油
配
(1)、引导阀
(2)、辅助接力器
引
引
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排油
辅
排油
辅 配
配
配
排油
配
引
引 引
引 排油
辅
排油
辅
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排油
配
引
引 引
排油
辅
配 配
排油
辅
配
配 排油
（二）二级放大装置
辅 辅
法
5.水二轮、机调节的特点
6. 调三速、器的分类
7. 调速器的发展
调节系统工作原理
水轮机调速系统组成及基本元件 水轮机调速系统的基本原理
1.水轮机调速系统组成及基本元件
❖ ❖
（一）系统结构
1二、、离离心心摆摆
（1）动作原理
（2）离心摆的工作原理
（3）离心摆的工作参数
A、离心摆的放大系数
• 安装、调整、试验、维修均较方便，如某回路出现问题， 更换一块插件便可再投入运行。
由于机械液压操作具有调节平稳、调速功较大这一特点， 所以在电调中执行机构仍保留了机械液压操作系统，现在的发 展趋势是进一步提高油压(目前国内已应用到4MPa)。
微机调速器
微机调速器和模拟式电液调速器相比，具有如下明显的优 点：
• 便于实现成组调节、遥控及计算机控制。特别是在计算机 快速深入到国民经济及人民生活各个领域的今天，计算机也已 开始引入到水电行业的各个方面，机组转速的调整就是其中的 一个重要方面。而电液调速器为实现计算机控制水电站、进行 调速器的技术改造等提供了极为方便的条件。
• 各种信号的综合及各种参数的调整均很方便，工况的转换 (如空载、负载参数的切换)也易于实现；便于增设一些辅助性 的调节回路，以利于改善调节品质(如微分环节、水压反馈、 人工失灵区回路等)；有利于电站自动化、现代化水平的提高。
常以
的动特性曲线来表
示。
在调节过程中，机组转速随时间变化 的过渡过程可能出现各种情况，如下 图所示。
调整后的转速过渡过程除了满足上述稳定的
要求而外，还应满足对过渡过程的动态品质要 求。过渡过程的动态品质常用一些指标来衡量， 如下图所示，
二、调速系统的静特性
调速系统的静特性是指导叶开度一定时，调速 器在稳定状态下，机组转速与机组所带负荷之 间的关系，这种关系可以用图线表示，如后图 所示。
一、微机调速器控制系统的结构组成
二、微机调节器PID控制算法
❊ 位置型数字PID微机调节器控制算法 ❊ 增量型数字PID微机调节器控制算法 ❊ 实用的水轮机微机调节器PID控制算法
机组转速随负荷增减而变化的程度称为有差调节的调 差率，用ep表示， ep的表达式为：
电气液压调速器
§1、概述
一、电液调速器的形成和特点
随着电力系统的日益发展和用电部门对电能质 量要求的不断提高，机械液压型调速器已远不能满 足要求。特别是高水头大容量的水轮发电机组及大 容量抽水蓄能机组的出现，对调速器提出了更高的 要求，PI调节规律的调速器也难于满足这些要求, 因此，国内外对PID电液调速器的研制发展迅速。
电液调速器与机械液压型调速器相比较，有着明显的优点 。
• 以电气元件代替了机械元件，这可以大大减少机械加工的 工作量，并降低成本。
• 灵敏度高，调节误差小。电液调速器的死区为0.05％～0.1 ％；而机调的死区为0.15％～0.20％。转速或指令信号按规定 型式变化，接力器不动时间：电调不大于0.2s，机调不大于 0.3s。
配
配
配
配
主接力器
辅 辅
配
配
配
配
辅 辅
配
配
配
配
3、缓冲器
主动活塞下移
主动活塞上移
节流阀全开
节流阀全关
调节系统动作原理
水轮机调速系统原理图
D E
一、调节系统的动特性
调节系统的动特性主要是指在调节过
程中机组转速随时间变化的关系，它