五、调速系统的试验与调整5.1 调速系统静态特性试验5.1.1 调速系统静态特性由以下关系曲线构成：a. 调速器特性曲线：调速器的转速与其控制信号（一次油压或滑环位 移之间）的关系曲线b. 传递机构特性曲线：转速信号（或滑环位移）与调速器汽阀开度的 关系曲线c. 配汽机构特性曲线：调速器开度与功率之间的关系曲线d. 调速系统静态特性曲线：根据以上三条特性曲线，即可用作图法求 出转速与负荷的关系曲线为了便于求出调速系统的静态特性，利于研究分析及改进调速系统的特 性，一般都将上述四组特性曲线绘制在一张图中的四个象内，常称为调速系统的四象图，或者称为调速系统的四方图（如下图示）5.1.2 对调速系统静态特性的要求a.速度变动率6 :当汽轮机的功率从零增到额定值时，机组转速由n 降到n的差值与 最大 最小机组额定转速n之比称为速度变动率（亦称速度不等率，不均匀度）用下式 o表示： 3 =（n —n ）X100%/n最大 最小 0速度变动率不应大于6%，局部最小变动率应不小于0.46 平均b.迟缓率£ :调速系统的迟缓率£为机组同一负荷时，机组的最大转速n最大与n最小 的差值和机组额定转速n之比,用下式表示：08 =(n —n )X100%/n 。
最大 最小 0调速系统迟缓率的存在必然恶化调节过程 , 当迟缓率过大时, 将会引起 调节过程不稳定, 并网运行时会出现负荷晃动，单机运行时则会出现转速晃 动，晃动值可用下式估算：AN=N Xc /5 An=n Xg00一般情况下，迟缓率应该小于速度变动率的 10%，才能使调速系统符合 要求新机组的调速器迟缓率不应超过0.2%，调速系统迟缓不应超过0.5%5.2 同步器的调节根据对调速系统静态特性的分析，转速负荷之间有一个一定的对应关系 (当忽视迟缓的影响时)，即汽轮机组在不同负符时有着不同的转速，或者 说一定的转速值对应于一定的负荷值，其相互关系不能改变显然，这是不 能符合运行要求的为了解决这一矛盾，运行中汽轮机组的静态特性曲线不 能是一根而是一簇，也可以说，静态特性曲线是可移动的，转速与负荷不在 是单值对应关系为了适应这一要求，在当今调速系统中均无例外地装置有 一个可移动静态特性曲线的设备，称为同步器同步器的调节范围，一般要求为一5〜7%额定转速同步器上下限位置， 不但要满足在额定转速下汽轮机组可从零负荷带到额定负荷的要求，并且要 满足在周波正常波动范围内以及主蒸汽初终参数在正常允许的变动范围内， 亦能带满负荷的要求。
对于额定转速为3000r/min的机组，同步器的下限希 望能在〜2850 r/min,这样可在主汽阀全开初终参数较高及电网低周波时， 仍能用同步器控制转速在未并网带负荷时，同步器向增减负荷方向转动， 可使转速升高或者降低，这样可以在电气控制室用同步器电动机开关来控 制，调整转速和并列而对于同步器的上限，要求高于额定转速，如对3000 r/ min的机组，希望达到〜3210 r/min,这样可使在允许的低参数时，在额 定转速下仍可带满负荷4. 调速器、油动机的富裕行程(1) 调速器滑环的富裕行程；调速器滑环的最大行程，应当大于其工 作行程，在阀门开启方向应有 10%工作行程的裕量，亦即在调速汽阀全开以 后，当转速降低时，调速器滑环仍可下移，这样将使错油门活塞离开其中间 位置，此时便有一油压一直压在油动机活塞上，保证阀门开到最大在向关 闭调速汽阀移动方向，亦即在转速升高方向，调速器滑环亦应有一较大裕量， 一般要求20%〜30%的工作行程，这不仅是保证在传动机构有迟缓时能关闭调 速汽阀，并有一定的油压保证油动机向关闭方向移动到极限位置，并且考虑 到当甩负荷时，油动机将调速汽阀关闭需要一定时间。
2) 油动机的富裕行程油动机的行程除了需要满足调整汽阀由空负 荷至满负荷所需的工作行程外，为了防止在传动连接处可能发生松动的情况 下，确保油动机能够关闭调整汽阀，并有一定的油压作用在油动机活塞上， 使调速汽阀关闭严密，故油动机在使调速汽阀，并有一事实上的油压作用在 油动机活塞上，使调整汽阀关闭严密，故油动机在使调速汽阀关闭后，还应 有 10%的富裕行程在开启阀门时，为了保证机组在低蒸汽参数及低真空等 情况下还能使调速汽阀带上满负荷，除去可以使各调速汽阀完全开启外，油 动机活塞还应有 3%~5%的富裕行程，亦即油动机活塞在继续移动此富裕行程 后，活塞才能达到最低点5. 静态特性曲线的型线 调速系统的静态特性曲线应连接、圆滑、略向下倾斜，并希望在空负荷及低负荷处特性线较陡，在满负荷时亦较陡1) 在汽轮机起动至全速并列过程中，均用同步器调整汽轮机的转速， 在空负荷附近特性曲线较陡，调整系统在此段动态稳定性能较好，调整时转 速波动较小，使得机组并网较容易2） 汽轮机启动并网后开始带负荷时，处于逐渐加热阶段，为了避免 在这段期间加热过快产生过大的温度应力和膨胀，增加负荷不能太快，特性 曲线在此处较陡，当电网周波变动时，引起负荷的变动较小，有利于安全运 行。
3） 满负荷附近要求特性曲线较陡，这是为了保持机组经常处于经济 负荷附近运行，和防止因周波变动而使机组过载根据上述理由，希望静态特性曲线的两端较陡，而速度变动率又不允许 过大，故曲线的中间部分必然较平坦此外，调速系统还应满足这一要求，就是当主汽门全开时，在额定初始 参数条件下，调速系统应能维持空负荷运行另危急保安器的动作转速应调整到制造厂规定数值的范围以内，一般为 在额定转速的110%〜112%的范围内动作二） 调速系统静态特性试验1. 试验前的准备工作（1） 人员、计划的准备进行试验前，首先应拟定试验计划，组织全体 参加试验人员学习与讨论，明确各人的分工与职责，试验应有一位负责人， 主持整个试验，并负责与运行人员进行联系，及时研究解决试验过程中发生 的问题，所有参加试验人员，在试验前应对自已分工承担的工作进行熟悉， 如对试验时准备记录的仪表位置，仪表指示的读取方法等，并进行试读，各 项准备工作完备后，正式试验前，可先进行模拟试验1〜2 次，一般来说，个试验项目需要有两个人，一个人读数，一个人记录2） 图纸资料的准备为了及时研究，解决试验中可能发生的问题， 应收集有关设计计算书、说明书以及有关的安装、检修记录。
安装现场应贴 有调速系统图、油系统图3） 记录表格的准备，在各项试验记录表格中，应详细写明所记录试 验项目的名称，仪表读数的单位和精度，以及读表人员和记录人员的姓名等 各项记录应有1，2，3„„的序号，最好逢5 的倍数处用双线分格，以便及 时发现和校对，使记录不会漏记和重复4） 仪表的准备1） 转速一般可用0.5 级的手携式转速表即可，可用测量发电机频率 表来代替测量转速,误差可小于 0.35%对于转速表的要求是：反应灵敏，指 针稳定尤其是在转速变化较大时，指针不应有大幅度的摆动，以至无法读 数和记录2） 压力对于试验直接有关的大于0.2Mpa （绝）压力的测量，应用标 准压力表当压力为负压或者压力数值不大时，则用差压计考虑到测量压 力的表计与测点间管道中会有液体落差的存在，此段液柱高度对测量高度对 测量值有影响，特别是测量较小的压力或者负压时，影响较大，应加以修正3） 位移与转角油动机及阀门等若有较大位移，例如200mm以上时， 可用钢尺测量，误差控制在0.5mm以内；对于滑环的位移，因其移动的数 值甚小，可用放大装置或千分表直接测量4） 温度一般用水银温度计进行测量即可关于带负荷试验时，有关 负荷的测量及修正等问题，可参考勤一些有关热效率试验的文献、书籍，此 处不再重复。
5） 功率一般用两只0.5 级的单相功率表来测量5） 试验时的联络信号调速系统试验时，由于参加人员较多、测记 地点较分散，记录的次数亦较多，故每次记录时应有统一的信号一般情况 下多采用哨音，每需记录一次时，由主持人发出一次哨音2. 调速系统静止试验（1） 试验内容1） 传递（传动放大）机构特性试验，求得转速信号与油动机位移的关 系曲线2） 油动机位移（或转角）与调速汽阀开度的关系户曲线3） 传递放大机构的迟缓率试验2）试验应具备的条件1） 供压力油此时因机组一主油泵尚未转动，不能供给压力油对于 小型余热发电机组来说，各有关制造厂对于不同机组的辅助油泵的配套各不 相同，如青岛汽轮机厂一般均供有高压汽动辅助油泵，可替代主油泵供高压 油而有的制造厂仅配套供应润滑用的低压电动油泵或手摇油泵，因此建议 利用本书第二章第十一节“调节系统及油泵系统的安装”中所述的加装一台 Y 型电动油泵，即可解决向调速系统供给压力油的问题供油压力应当调节 到主油泵在额定转速下的供油压力或稍低一些只要能使主汽阀全开启即 可2） 产生转速信号① 机械式：对于机械离心式调速器，应先不装调速器主弹簧，利用适 当长度的螺丝杆来移动调速器滑环，如对上海汽轮机厂生产的机械离心式调 速系统，可以拆下调速器顶部油杯，装入一长丝杆，旋动定位在外壳上的螺 母来代替调速器移动传动杠杆，使滑环移动，即可使调速系统动作。
② 液压式：对于液压式调速系统，要切断原脉冲油路，另用人工产生 一可调节的油压来代替，此油压可以由压力表检验台产生供给，使其产生的 油压与波形管下相连，调节可控油压，即可使调速系统动作但为了减少可 控油的耗油量，试验时应切断波形管至旋转阻尼器的通路3） 维持正常油温试验时应设法将油系统加热，使进入调速系统的油 温维持在正常运行时的范围内（35〜45°C）这一点对于液压式调速系统尤 为重要，因油温不同，将影响油的粘滞特性及流动特性，会对试验产生影响 欲加热油温，可使用简易油温加热装置，如无此项装置，则需提前启用汽动 油泵，利用消耗油泵的功率来加热 3） 试验步骤与记录1） 调节油温至额定值范围内2） 调整油压至额定值3） 将同步器放在低限位置，缓慢改变人工产生的转速信号，即升高调 速器滑环或者升高脉冲油压，使调速系统动作，记录以下各项：调速信号、 错油门滑环位移、调速器滑环的富裕行程、油动机位移（或转角）、调速汽 阀的开度、润滑油压以及冷油器进出油温等有关参数，在相当于转速升高或 者降低的整个试验过程中，记录的次数希望不少于10~12 个，特别是一些参 数开始变动的状态，要准确记录下来，在开始动作和特性曲线的转折处，尽 可能多作几点，以便能较准确地画出曲线，进行分析。
为了求出传递放大机 构的民主迟缓率，在改变调速信号（滑环）时应向同一方向移动，向上时一 直向上，向下时一直向下，切忌在同方向试验过程中，滑环一会向上一会向 下，因为这样将使实验成为没有意义4） 速信号升到最高值时，即离心式调速器的滑环升高到上限位置，液 压式调速系统的油压升高到相应于107%n .的数值时，然后改变方向开始降 低调速器滑环或者脉冲油压5） 分别将同步器处于中间位置和上限位置，重复上述步骤（4）整理数据1） 传动放大系统的迟缓率2） 调速器滑环及油动活塞（或回转板）的富裕行程3） 油动机位移与各调速汽阀的开启曲线4） 初步分析个阀门间开启重叠度是否满足运行要求5） 若已知转速信号与转速的关系、油动机位移与功率的关系时，则可 初步求出调速系统的速度变动率与同步器的调整范围3. 空负荷实验（1） 实验内容空负荷是在开机后不带负荷（一般情况下，也希望不 要使发电机带励磁）条件下进行的，主要实验内容为：1) 转速与转速信号的关系，亦即调速器特性2) 测定转速信号与油动机及滑环位移的关系亦即转动放大机构特 性3) 同步器的调节范围，4) 调。