7模拟式水轮机调速器

模拟式水轮机调速器-YT
（1）、局部反馈机构 组成：圆盘4、调节螺钉5、反馈杆件6、7、8等（图67中） 工作过程：看图分析讲解 辅助接力器的位移→引导阀针塞位移 作用： 接受辅助接力器的位移信号，不断保持引导阀平衡。 • 注意：顺（逆）时针转动调节螺钉5可调整引导阀针塞 位置，改变机组空载时的稳定转速。
压力罐内油、气的正常 比例通过调整吸气管的
管口位置解决。
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思考练习： • 简述机调转速调整机构的工作原理 • 简述机调开度限制机构的作用及工作原理 • 画出引导阀、手自动切换器、开限阀、紧急停机电磁 阀、中间接力器的油路关系
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一、电液调速器的电气调节器
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测频电路组成： • 采样控制——由T5、T6组成的复合管、B3、WY8、二极 管桥形电路组成。此时，C13保留一个脉冲内的Δ U。 • 记忆放大——Δ U经IC2(同相比例)放大，可得U f b f f • 测频微分——C17～C21和R37组成。可按键K2a～K2e 接通一个或几个，对输出信号Uf起微分作用，改善调 节质量。
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三种情况： ①Mt＞Mg时，机组负荷减少，转速上升，需减少Mt， 使 力矩平衡，机组转速稳定并保持在规定的范围内 ②Mt=Mg时，机组力矩平衡，转速稳定。 ③Mt＜Mg时，机组规定的范围内 （2）、调节方法： 调整水轮机动力矩→调整水轮机输出功率。
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（2）、主接力器 组成：图中 工作过程：结合图6-8、6-9讲解 转速上升，主配压阀活塞上升，主接力器活塞 右移，水轮机导叶开度减小。 作用： 控制导叶开度，改变机组流量，完成机组转速 或负荷调整。 注意： 图中锁定10的作用及锁定方法
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（3）、接力器最短关闭时间的调整 • 接力器的最短关闭时间Tf过大、过小的现象 • 调节方法 5、反馈元件 为使调速器获得所需的调节规律并保持稳定，需对调 速系统进行校正。 • 机械液压调速器反馈包括： 局部反馈、硬反馈、软反馈
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调节任务： 根据电力系统负荷的变化不断调节水轮发电机组的 有功功率输出，使系统内的有功功率与有功负荷相平 由水轮机将水流能量转化为旋转的 衡，维持机组转速（频率）在规定的范围内。 水轮机调节系统组成及作用：
机械能，经发电机将机械能转换为 电能并输送到电力系统。 将发电机输出 的电能输送给 用户 将上游水库或河道中的水引入水轮 机，做工后排至下游
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· 离心飞摆的静特性
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3、第一级液压放大机构 (1)引导阀结构和作用
· 组成：针塞、转动套、衬套 · 工作过程（以图讲解） · 作用：
接受离心飞摆输出的位移信号，改变中油孔输出的油 压，相应控制辅助接力器油腔油压的变化，从而控制 辅助接力器动作。
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2、测频及频率给定回路 （1）测频回路 • YDT-18000A调速器采用残压测频回路。 • 电压来自发电机出口电压互感器，在发电机失去励磁 时，仍能利用发电机残余电压工作。
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测频电路组成： • 信号整形——B1～C4部分。a、b波形图 • 控制脉冲发生器——由DW1、DW2单稳态触发器产生。c、 d波形图 • 函数发生器——由T3、T4放大器和C11、R22、W2充放 电回路组成。e、f、g波形图 ◆C11放电结束时g点的电位T-Δ t0的长短，在C11、R22、 W2及Δ t0一定条件下，由信号周期T决定。 ◆当信号频率为50Hz时，调整W2使放电结束时Ug=0。 Pn f ◆ 60 ，如果f↑T↓，放电时间减短，放电之末，Ug 上升Δ U。反之，Ug下降Δ U。 ◆放电结束时g点电位变化的Δ U，近似地与信号频率变 化Δ f成正比例。
1、电气液压调速器的组成 YDT-18000A： • 带压力罐的模拟式电气液压调速器，接力器容量为 18000Nm • 中小型水电站常见的一种模拟式电调 • 由电气调节器和机械液压系统组成
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（1）电气调节器
• 测频回路——测量机组频率，相当于机调中的“离心飞摆”。 输入信号取自发电机出口电压互感器。 输出信号为直流电压信号，正负反应机组频率升降，大小反应机 组基准频率偏差。 频率给定电压——与一定频率偏差对应的人为控制的直流电压，相当 机调中“转速调整机构”。 测频微分回路——对机组调节信号进行校正 软反馈回路——同机调中的“缓冲器”，以接力器的位移不断地校正 输 入引导阀的调节信号。 硬反馈回路——实现机组的调差。 功率给定回路——调整机组的转速或负荷。与频率给定相似，有两者 合并，称功频给定回路。 综合放大回路——将电气回路的输出信号叠加，放大，经电液转换器 控制机械液压部分，完成水轮机调节。
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• YZ-20/2-4.0-02 分开式油压装置，压力罐总容积20m3，为两个10 m3的 压力罐，额定油压为4.0MPa，统一设计02系列产品。 YT小型调速器油压装置的组成： 组成：压力罐11、回油箱13、中间油罐（换气罐）10、 螺杆油泵、补气阀6、安全阀2等
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二、机械液压调速器的自动调节机构
1、YT小型调速器 YT含义： 带压力罐的机械液压调速器 YT组成： ①测速装置——离心飞摆 ②第一级液压放大元件——引导阀和辅助接力器 ③第二级液压放大元件——主配压阀和主接力器 ④反馈机构——局部反馈、硬反馈、软反馈 ⑤执行机构——主接力器
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2、测速装置——离心飞摆
· 离心飞摆的作用：
离心飞摆是机械液压调速器的测速装置，即将机组每一瞬间转速 变化的大小和方向，转换成相应的机械位移量，去控制下一级元 件（引导阀）工作。
· 离心飞摆的结构和工作原理
离心飞摆额定转速时，引导阀的转动套处于中间位置。 速度增加时，转动套上移至平衡为止。 速度降低时，转动套下移至平衡为止。 即，机组转速变化→转动套位移 调整11可改变12的预压紧量，从而调整转动套在额定转速时的位置。
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（2）机械液压系统部分 电液转换器——将电气调节器输出的反应控制方向、 控制量大小的直流电流信号按比例 变成机械位移，驱动引导阀，控制 机械液压机构动作。 位电转换器——将机械位移信号转换为电气信号， 为电气调节器提供所需的反馈信号。 常用电阻传感器。 液压放大机构——有引导阀、中间接力器、主配压 阀、主接力器、传动和反馈的杆件。 操作控制机构——有开度限制机构、手自动切换阀、 紧急停机电磁阀、液压锁定等。
油压装置各主要部件作用： • 压力罐：内存2/3压缩空气、1/3透平油 • 中间罐和补气阀：自动向压力罐供油、补气 • 安全阀：保证压力罐油压不超过允许最高压力 • 单向阀：防油泵停转时压力油倒流 • 电接点压力表：用于油泵启停控制 • 压力信号器：用于事故油压发信
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油压装置补气供油过程：
POUT 9.81QH 改变H不行，最直接的方法是改变进入水轮机的流量Q。
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3、调速器的分类、型号 （1）、分类： 通常以元件结构分： 机械液压调速器——机械和液压元件构成 电气液压调速器——电气和液压元件构成 （2）、调速器的型号编制 YT-6000-2.5? YDT-18000-4.0-SK05A?
根据电网频率的变化和用户的给 定值调整进入水轮机的水能。
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调速器组成： • 自动调节机构（测量、放大、反馈、执行元件） • 操作控制机构（转速调整机构、开度限制机构、手自 动切换装置、紧急停机电磁阀等）
• 指示仪表（油压表、转速表、开度表等） 2、水轮机调节方法 （1）、机组运行方式 水轮机动力矩Mt和发电机阻力矩Mg失去平衡，机组转 速就会随之变化。
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四、油压装置
油压装置作用：为调速器、蝴蝶阀等提供压力油源。 分类：分离式（压力油罐与回油箱分开布置） 组合式 型号： 基本特征:YZ——分离式、HYZ——组合式 规格代号：分子——压力罐容积（m3）、分 母——压力罐数目 额定油压：（MPa） 制造厂及产品特征代号：产品特征代号用字母 或数字表示。无制造厂代号，按统一设计生产。
(2)、辅助接力器结构和作用 • 组成：辅助接力器活塞7和壳体9 • 工作过程：结合图讲 • 作用：通过其活塞上油腔油压的变化，使活塞上下 移动，控制主配压阀活塞动作。
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4、第二级液压放大机构 （1）、主配压阀的结构和作用 • 组成：差压式活塞5、衬套2、壳体1 • 工作过程：（结合主接力器讲） • 作用： 通过其活塞的位移，相应改变主接力器两油腔的油 压以决定水轮机导叶的开启与关闭。 注意：两调整螺母11用以整定主配压阀活塞及辅助接力 器活塞上升或下移的最大工作行程，限制主接力器移 动的最快速度，即决定接力器最短关闭和开启时间。 上螺母控制关，下螺母控制开。
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3、开度限制机构 • 作用：限制导叶开度、开机、停机、实现机组手动运 行 • 组成：电动机1、手轮2、减速器3、螺杆4、开限螺母5、 开限阀6 • 操作方式：利用电动机或人为操作手轮使开限螺母5沿 螺杆4上、下移动，使开限针塞7移动，达到限制开度、 开机、停机。
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• 动作原理： ①开机··· ②开度限制： 机组实际开度小于限制开度时，机组自动调节开度。 机组实际开度等于限制开度时： a、负荷增加，转速下降，开度不能增加。 b、负荷减小，转速升高，开度减小至关机 ③停机··· • 注意：开限螺母5的位置决定限制开度的大小。
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4、手自动切换阀 串接于引导阀、开限阀间的油路上 5、紧急停机电磁阀 （1）安装位置：开限阀与辅助接力器间的管路上 （2）动作原理：①正常运行时，当一段油管路 ②事故时，线圈1通电···实现紧急 停机 ③可手动提6，实现停机。 部件相对位置： • 辅助接力器——紧急停机电磁阀——开限阀——手自 动切换阀——引导阀
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（3）、软反馈机构 组成：见图 工作过程：图解 主接力器活塞位移→与输入信号变化率成正比的引 导阀针塞位移 作用：提高调节系统的稳定性和改善调节系统的调节 品质。 软反馈系数at=△Zt/△Y
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思考练习 • 结合图6-4、6-7、6-8、6-9说说水轮机转速上升是如 何自动调节其稳定的？ • 图6-9中的10的作用及方法 • YT接力器的最短关闭时间Tf过大、过小的现象，如何 调节？ • 说说硬反馈、软反馈过程 • P182 4、5 题
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三、机械液压调速器的控制机构
1、控制机构——认为地操作、控制机组的一些机构，如 转速调整机构、开度机构等 2、转速调整机构 • 组成：电动机1、减速器3、手轮、速调螺母5、速调螺 杆4及有关杆件 • 操作方式：利用电动机或人为操作手轮使速调螺母5沿 速调螺杆4上下移动，使引导阀针塞相对转动套移动， 达到改变机组转速。 • 动作原理：5上移···（以图理解） • 注意：调速大小由速调螺母5的位置决定。
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（2）、硬反馈 组成：反馈椎体4、反馈框架6、转轴7、硬反馈螺母 10、螺杆9等 工作过程：以图讲解 主接力器活塞位移→引导阀针塞位移 作用：保证并列运行机组合理地分配负荷 硬反馈系数:ap=△Zp/△Y 注意：通过转动螺杆9调整硬反馈螺母10偏离框架转动 轴中心的距离e来改变ap。
模拟式水轮机调速器
一、水轮机调速器概述
1、水轮机调节任务 我国电力系统规定： 电力系统的频率应保持50Hz。对3000MW以上的电网 允许偏差为±0.2Hz；对3000MW以下的电网允许偏差为 ±0.5Hz。 Pn f 60 • 磁极对数P一定，f与n成正比。 • f的稳定取决于系统有功功率与有功负荷的平衡