第五章水輪機(jī)調(diào)節(jié)第二節(jié)調(diào)速設(shè)備特性及基本原理

第一節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)基本概念第三節(jié)調(diào)速設(shè)備的選擇一、水輪調(diào)節(jié)的任務(wù)電壓變化→發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成（自動(dòng))使U=U額系統(tǒng)負(fù)荷變化頻率變化f

，f=k(p,n)，p不變，只有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速n→f穩(wěn)定(f=50Hz)，由水輪機(jī)調(diào)速器完成。水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)：1、隨外界負(fù)荷的變化，迅速改變機(jī)組的出力；2、保持機(jī)組轉(zhuǎn)速和頻率變化在規(guī)定范圍內(nèi)；3、啟動(dòng)、停機(jī)、增減負(fù)荷，對(duì)并入電網(wǎng)的機(jī)組進(jìn)行成組調(diào)節(jié)(負(fù)荷分配)。總之，任務(wù)為：根據(jù)負(fù)荷的變化不斷調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的出力并維持機(jī)組轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)。二、水輪機(jī)調(diào)節(jié)原理水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)動(dòng)方程式為：式中：——水輪機(jī)主動(dòng)力矩(水流推動(dòng)葉片做功)

——發(fā)電機(jī)的阻力矩

——機(jī)組慣性矩；

——角加速度；所以當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)Mt，使Mt=Mg，n=ne又：要使，一般不能改變H和效率η，而是通過(guò)改變Q而達(dá)到改變主動(dòng)力矩Mt的目的。

調(diào)節(jié)流量的途徑：反擊式水輪機(jī)：通過(guò)改變導(dǎo)葉開(kāi)度a0

（ZZ：同時(shí)改變?nèi)~片轉(zhuǎn)角）。沖擊式水輪機(jī)：通過(guò)改變噴嘴開(kāi)度（針閥行程）。

水輪機(jī)調(diào)節(jié)的定義：

——隨著電力系統(tǒng)負(fù)荷變化，水輪機(jī)相應(yīng)地改變導(dǎo)葉開(kāi)度(或針閥行程)，使機(jī)組轉(zhuǎn)速恢復(fù)并保持為額定轉(zhuǎn)速的過(guò)程，稱(chēng)為水輪機(jī)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)：調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，是以機(jī)組轉(zhuǎn)速的偏差來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)葉開(kāi)度的調(diào)節(jié)。水輪機(jī)調(diào)速器：水輪機(jī)調(diào)節(jié)所用的調(diào)節(jié)裝置。第二節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器的特性及基本原理水輪機(jī)+導(dǎo)水機(jī)構(gòu)+調(diào)速器——水輪機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)速器的作用：以轉(zhuǎn)速偏差為依據(jù)，迅速自動(dòng)地調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度，已達(dá)到改變出力恢復(fù)轉(zhuǎn)速的目的。調(diào)節(jié)設(shè)備的特性

（一）靜特性機(jī)組負(fù)荷不變，則機(jī)組轉(zhuǎn)速恒定，調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)下，此時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速與機(jī)組負(fù)荷間的關(guān)系稱(chēng)為調(diào)速器的靜特性。（二）動(dòng)特性機(jī)組負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程中機(jī)組轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化關(guān)系稱(chēng)為調(diào)速器的動(dòng)特性。調(diào)速器主要有以下幾個(gè)部分組成：測(cè)量機(jī)構(gòu)：測(cè)量機(jī)組轉(zhuǎn)速偏差，并把偏差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰菩盘?hào)，然后輸出。放大機(jī)構(gòu)：(引導(dǎo)閥+輔助接力器、主配閥+主接力器，二級(jí)放大)：位移變化→油壓變化。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：主接力器，控制導(dǎo)葉開(kāi)度，改變流量;反饋機(jī)構(gòu)：緩沖器和杠桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)調(diào)節(jié)使=時(shí)，反饋信號(hào)使調(diào)節(jié)停止。水輪機(jī)調(diào)速器的組成水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的組成調(diào)速柜接力器油壓裝置1.調(diào)速柜:控制水輪機(jī)的主要設(shè)備，能感受指令并加以放大，操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)速保持在額定范圍內(nèi)。調(diào)速柜還可進(jìn)行水輪機(jī)開(kāi)機(jī)、停機(jī)操作，并進(jìn)行調(diào)速器參數(shù)的整定。2.接力器調(diào)速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接力器控制水輪機(jī)調(diào)速環(huán)（控制環(huán)）調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度，以改變進(jìn)入水輪機(jī)的流量。水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)模型3.油壓裝置：

由壓力油罐，回油箱，油泵三部分組成。1-飛擺；2-主配壓閥；3-接力器；4-斜塊；5-軟反饋整定裝置；6-框架轉(zhuǎn)軸；7-緩沖器；8-硬反饋整定裝置；9-轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)；10-開(kāi)度限制機(jī)構(gòu)調(diào)速器的工作原理調(diào)速器的工作原理調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(導(dǎo)水機(jī))電能執(zhí)行元件敏感元件穩(wěn)定元件調(diào)節(jié)對(duì)象

(機(jī)組)綜合環(huán)節(jié)水能放大元件調(diào)速器的類(lèi)型與系列(一)類(lèi)型1、按調(diào)速器元件結(jié)構(gòu)分：

機(jī)械液壓(機(jī)調(diào))和電氣液壓(電調(diào))電調(diào)優(yōu)越性：調(diào)節(jié)性能優(yōu)良，靈敏度和精確度高，成本低，便于安裝調(diào)整。電氣液壓：用電氣回路代替機(jī)調(diào)中的機(jī)械元件。2、按調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)數(shù)分：?jiǎn)握{(diào)、雙調(diào)。單調(diào)：一個(gè)導(dǎo)葉起閉機(jī)構(gòu)，如混流和軸流定漿機(jī)組；雙條：有兩個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(ZZ有導(dǎo)葉開(kāi)度和葉片轉(zhuǎn)置角、CJ有針閥和折流板轉(zhuǎn)動(dòng)）。3、按大?。ㄈ萘浚┐笮停夯钊睆?0mm以上中型：操作功10000Nm～30000Nm小型：操作功小于10000nm，特小：小于3000Nm（二)調(diào)速器系列（反擊式水輪機(jī)）調(diào)速器系列：大、中、小和特小四個(gè)系列。改型順序標(biāo)記，A、B、C····額定油壓，2.5MPa及以下不表示

調(diào)速器基本代號(hào)(T)單調(diào)(無(wú)),雙調(diào)(s)機(jī)械液壓型(無(wú))，電器液壓型(D)大型(無(wú))，通流式(T)，中小型帶油壓裝置(Y)大型指主配壓閥直徑(mm)；中小型為調(diào)速功第一部分：基本特性和類(lèi)型大型：無(wú)代號(hào)；中小型帶油壓裝置：Y；特?。篢機(jī)械液壓：無(wú)代號(hào)；電動(dòng)調(diào)節(jié)：D單調(diào)：無(wú)代號(hào)；雙調(diào)：S調(diào)速器：T第二部分：工作容量

大型指主配壓閥直徑(mm)；中小型調(diào)速器×9.81N.m第三部分：額定油壓

＜2.5Mpa不加注（反擊式水輪機(jī)）例：YT—300：中型、帶油壓裝置、機(jī)械液壓、單調(diào)節(jié)調(diào)速器、額定油壓2.5Mpa，工作容量300×9.81Nm

DST—100A—40：大型、電氣液壓、雙調(diào)節(jié)調(diào)速器；主配閥直徑100mm，額定油壓40×105pa，A是第一次改型后產(chǎn)品，A、B、C為改型次數(shù)，系列型譜見(jiàn)表4—1。五、調(diào)速器油壓裝置

油壓裝置是供給調(diào)速器壓力能源設(shè)備，是調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備之一。組成：壓力油箱（儲(chǔ)存壓力油)、集油箱（收集調(diào)速器回油和漏油)、油泵（向壓力油箱送油)。改型順序標(biāo)記，A、B、C····壓力油箱數(shù),無(wú)為一個(gè)油箱油壓裝置(YZ)分離式(無(wú)),組合式(H)油壓裝置型號(hào)由三部分組成，中間用橫線(xiàn)隔開(kāi)，形式為：壓力油箱總?cè)莘e(m3)額定油壓,無(wú)表示為2.5Mpa例：YZ—20A/2—40表示為分離式油壓裝置，壓力油箱總?cè)萘繛?0m3，兩個(gè)油箱，額定油壓為40×105Pa(4.0Mpa)，第一次改型產(chǎn)品。HYZ—4表示組合式油壓裝置，壓力油箱容積為4m3，一個(gè)油箱，額定油壓為2.5MPa。無(wú)第三部分表示壓力油罐數(shù)為一個(gè)，額定油壓小于2.5MPa，油壓裝置系列型譜見(jiàn)表5—2。包括：調(diào)速柜、接力器、油壓裝置。第三節(jié)水輪機(jī)調(diào)速設(shè)備的選擇中小型調(diào)速器的選擇

大型調(diào)速器的選擇

中小型調(diào)速器的選擇中小型調(diào)速器是根據(jù)計(jì)算水輪機(jī)所需的調(diào)速功查調(diào)速器系列型譜表來(lái)選擇的。反擊式水輪機(jī)調(diào)速功的經(jīng)驗(yàn)公式：大型調(diào)速器的選擇：

大型調(diào)速器調(diào)速柜，主接力器，油壓裝置分開(kāi)，選擇時(shí)應(yīng)分開(kāi)選配。