第五章水轮机调节

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1、第五章第五章 水水轮机机调节第二第二节 调速速设备特性及基本原理特性及基本原理 第一第一节 水水轮机机调节基本概念基本概念第三第三节 调速速设备的的选择一、水一、水轮调节的任的任务电压变化化发电机机电压调节系系统完完 成成（自（自动) )使使U U= =U U额 系系统负荷荷变化化 频率率变化化f f ，f f = =k k( (p p, ,n n) )，p p不不变，只有只有调节转速速n n f f稳定定( (f f=50Hz)=50Hz)，由水由水轮机机调速器完成速器完成。 水水轮机机调节的任的任务： 1 1、随外界、随外界负荷的荷的变化，迅速改化，迅速改变机机组的出力；的出力； 2 2、

2、保持机、保持机组转速和速和频率率变化在化在规定范定范围内；内； 3 3、启、启动、停机、增减、停机、增减负荷，荷，对并入并入电网的机网的机组进行成行成组调节( (负荷分配荷分配) )。总之，任之，任务为：根据：根据负荷的荷的变化不断化不断调节水水轮发电机机组的出力并的出力并维持机持机组转速在速在规定范定范围内。内。二、水二、水轮机机调节原理原理水水轮发电机机组的运的运动方程式方程式为：式中：式中： 水水轮机主机主动力矩力矩( (水流推水流推动叶片做功叶片做功) ) 发电机的阻力矩机的阻力矩 机机组惯性矩；性矩； 角加速度；角加速度；所以当所以当负荷荷变化化时，应调节Mt，使，使Mt=Mg，n=

3、ne又：又：要使要使 ，一般不能改一般不能改变H和效率和效率，而是通，而是通过改改变Q而达到改而达到改变主主动力矩力矩Mt的目的。的目的。 调节流量的途径：流量的途径： 反反击式水式水轮机：通机：通过改改变导叶开度叶开度a0 （ZZ：同：同时改改变叶片叶片转角）。角）。 冲冲击式水式水轮机：通机：通过改改变喷嘴开度（嘴开度（针阀行程）。行程）。 水水轮机机调节的定的定义： 随着随着电力系力系统负荷荷变化，水化，水轮机相机相应地改地改变导叶开度叶开度( (或或针阀行程行程) )，使机，使机组转速恢复并保持速恢复并保持为额定定转速的速的过程，称程，称为水水轮机机调节。调节实质：调节转速，是以机速，

4、是以机组转速的偏差来速的偏差来实现 导叶开度的叶开度的调节。水水轮机机调速器：速器：水水轮机机调节所用的所用的调节装置装置。第二第二节 水水轮机机调速器的特性及基本原理速器的特性及基本原理水水轮机机+ +导水机构水机构+ +调速器速器水水轮机自机自动调节系系统调调速器的作用：速器的作用：速器的作用：速器的作用： 以以转速偏差速偏差为依据，迅速自依据，迅速自动地地调节导叶开度，已叶开度，已达到改达到改变出力恢复出力恢复转速的目的。速的目的。调节设备的特性的特性 （一）静特性（一）静特性机组负荷不变，则机组转速恒定，调节系统处于稳定状态下，此时机组转速与机组负荷间的关系称为调速器的静特性。（二）（

5、二）动特性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。调速器主要有以下几个部分速器主要有以下几个部分组成：成：测量机构量机构：测量机量机组转速偏差，并把偏差信号速偏差，并把偏差信号转变为位位移信号，然后移信号，然后输出。出。放大机构：放大机构：( (引引导阀+ +辅助接力器、主配助接力器、主配阀+ +主接力器，主接力器，二二级放大放大) )：位移：位移变化化油油压变化。化。执行机构行机构：主接力器，控制：主接力器，控制导叶开度，改叶开度，改变流量流量; ;反反馈机构机构：缓冲器和杠杆机构，当冲器和杠杆机构，当调节使使= =时，反，反馈信信号使号使调节停止。停止

6、。水水轮机机调速器的速器的组成成水轮机调速系统的组成调速柜接力器油压装置1.1.调速柜速柜: : 控控制制水水轮机机的的主主要要设备，能能感感受受指指令令并并加加以以放放大大，操操作作执行行机机构构，使使转速速保保持持在在额定定范范围内。内。 调速速柜柜还可可进行行水水轮机机开开机机、停停机机操操作作，并并进行行调速速器器参参数数的的整整定。定。 2. 2.接力器接力器 调速速器器的的执行行机机构构，接接力力器器控控制制水水轮机机调速速环（控控制制环）调节导叶开度，以改叶开度，以改变进入水入水轮机的流量。机的流量。水水轮机机导水机构模型水机构模型3.3.油油压装置装置： 由由压力油罐，回力油罐

7、，回油箱，油油箱，油泵三部分三部分组成。成。1-1-飞摆 ；2-2-主配主配压阀；3-3-接力器；接力器；4-4-斜斜块；5-5-软反反馈整定装置；整定装置；6-6-框架框架转轴；7-7-缓冲器；冲器；8-8-硬反硬反馈整定装置；整定装置；9-9-转速速调整机构；整机构；10-10-开度限制机构开度限制机构调速器的工作原理速器的工作原理调速器的工作原理速器的工作原理调节机构机构( (导水机水机) )电能能执行元件行元件敏感元件敏感元件稳定元件定元件调节对象象 ( (机机组) )综合合环节水能水能放大元件调速器的速器的类型与系列型与系列( (一一) ) 类型型 1 1、按、按调速器元件速器元件结

8、构分：构分： 机械液机械液压( (机机调) )和和电气液气液压( (电调) )电调优越性：越性：调节性能性能优良，灵敏度和精确度高，良，灵敏度和精确度高，成本低，便于安装成本低，便于安装调整。整。 电气液气液压：用：用电气回路代替机气回路代替机调中的机械元件。中的机械元件。2 2、按、按调节机构数分：机构数分：单调、双、双调。 单调：一个：一个导叶起叶起闭机构，如混流和机构，如混流和轴流定流定浆机机组； 双条：有两个双条：有两个调节机构机构 (ZZ (ZZ有有导叶开度和叶片叶开度和叶片转置角、置角、CJCJ有有针阀和折流板和折流板转动）。）。3 3、按大小（容量）、按大小（容量） 大型：活塞直

9、径大型：活塞直径80mm80mm以上以上 中型：操作功中型：操作功10000Nm10000Nm30000Nm30000Nm 小型：操作功小于小型：操作功小于10000nm10000nm，特小：小于，特小：小于3000Nm 3000Nm （二（二) ) 调速器系列（反速器系列（反击式水式水轮机）机）调速器系列：大、中、小和特小四个系列。速器系列：大、中、小和特小四个系列。改型改型顺序序标记，A、B、C额定油定油压，2.5MPa及以下不表示及以下不表示 调速器基本代号速器基本代号(T)单调(无无),双双调(s)机械液机械液压型型(无无)，电器液器液压型型(D)大型大型(无无)，通流式，通流式(T)

10、，中小型，中小型带油油压装置装置(Y)大型指主配大型指主配压阀直径直径(mm) (mm) ；中小型；中小型为调速功速功第一部分：基本特性和第一部分：基本特性和类型型大型：无代号；大型：无代号； 中小型中小型带油油压装置：装置：Y Y； 特小：特小：T T机械液机械液压：无代号；：无代号； 电动调节：D D单调：无代号；：无代号； 双双调：S S调速器：速器：T T第二部分：工作容量第二部分：工作容量 大型指主配大型指主配压阀直径直径(mm) (mm) ；中小型；中小型调速器速器9.81N.m9.81N.m第三部分：第三部分：额定油定油压 2.5Mpa 2.5Mpa 不加注不加注（反（反击式水式

11、水轮机）机）例：例： YT300 YT300：中型、中型、带油油压装置、机械液装置、机械液压、单调节调速器、速器、额定油定油压2.5Mpa2.5Mpa，工作容量，工作容量3009.81Nm3009.81Nm DST100A40 DST100A40：大型、：大型、电气液气液压、双、双调节调速器；主配速器；主配阀直径直径100mm100mm，额定油定油压401040105 5papa，A A是第一次改型后是第一次改型后产品，品， A A、B B、C C为改型次数，系列型改型次数，系列型谱见表表4141。 五、五、调速器油速器油压装置装置 油油压装置是供装置是供给调速器速器压力能源力能源设备，是，是

12、调速系速系统设备之一。之一。 组成成：压力油箱（力油箱（储存存压力油力油) )、集油箱（收集、集油箱（收集调速器回油和漏油速器回油和漏油) )、油、油泵（向（向压力油箱送油力油箱送油) )。改型改型顺序序标记，A、B、C压力油箱数力油箱数, ,无无为一个油箱一个油箱油油压装置装置(YZ)分离式分离式(无无),组合式合式(H)油油压装置型号由三部分装置型号由三部分组成，中成，中间用横用横线隔开，形式隔开，形式为：压力油箱力油箱总容容积( (m m3 3) )额定油定油压, ,无表示无表示为2.52.5MpaMpa例：例：YZ20A/240YZ20A/240表示为分离式油压装置，压力油箱总容量为2

13、0m3，两个油箱，额定油压为40105Pa(4.0Mpa)，第一次改型产品。HYZ4HYZ4表示组合式油压装置，压力油箱容积为4m3，一个油箱，额定油压为2.5MPa。无第三部分表示压力油罐数为一个，额定油压小于2.5MPa，油压装置系列型谱见表52。 包括：包括：调速柜、接力器、油速柜、接力器、油压装置。装置。第三第三节 水水轮机机调速速设备的的选择中小型中小型调速器的速器的选择 大型大型调速器的速器的选择 中小型中小型调速器的速器的选择 中小型中小型调速器是根据速器是根据计算水算水轮机所需的机所需的调速功速功 查调速器系列型速器系列型谱表来表来选择的。反的。反击式水式水轮机机调速功速功的的经验公式：公式： 大型大型调速器的速器的选择： 大型大型调速器速器调速柜，主接力器，油速柜，主接力器，油压装置分开，装置分开，选择时应分开分开选配。配。 大型大型调速器是以主配速器是以主配压阀直径形成直径形成标准系列，准系列，选择时，通，通过计算主配算主配压阀直径，直径，选定定调速器型号。速器型号。 1. 接力器的接力器的选择 2. 主配主配压阀直径的直径的选择 3. 油油压装置装置选择 1、水轮机调节的任务是什么?它通过什么途径来完成其任务?n2、调速器的分类方法是什么？调速器和油压装置的型号如何表示？请举例。作作 业