第五章水輪機調節(jié)第二節(jié)調速設備特性及基本原理

第一節(jié)水輪機調節(jié)基本概念第三節(jié)調速設備的選擇一、水輪調節(jié)的任務電壓變化→發(fā)電機電壓調節(jié)系統(tǒng)完成（自動)使U=U額系統(tǒng)負荷變化頻率變化f

，f=k(p,n)，p不變，只有調節(jié)轉速n→f穩(wěn)定(f=50Hz)，由水輪機調速器完成。水輪機調節(jié)的任務：1、隨外界負荷的變化，迅速改變機組的出力；2、保持機組轉速和頻率變化在規(guī)定范圍內；3、啟動、停機、增減負荷，對并入電網(wǎng)的機組進行成組調節(jié)(負荷分配)?？傊蝿諡椋焊鶕?jù)負荷的變化不斷調節(jié)水輪發(fā)電機組的出力并維持機組轉速在規(guī)定范圍內。二、水輪機調節(jié)原理水輪發(fā)電機組的運動方程式為：式中：——水輪機主動力矩(水流推動葉片做功)

——發(fā)電機的阻力矩

——機組慣性矩；

——角加速度；所以當負荷變化時，應調節(jié)Mt，使Mt=Mg，n=ne又：要使，一般不能改變H和效率η，而是通過改變Q而達到改變主動力矩Mt的目的。

調節(jié)流量的途徑：反擊式水輪機：通過改變導葉開度a0

（ZZ：同時改變葉片轉角）。沖擊式水輪機：通過改變噴嘴開度（針閥行程）。

水輪機調節(jié)的定義：

——隨著電力系統(tǒng)負荷變化，水輪機相應地改變導葉開度(或針閥行程)，使機組轉速恢復并保持為額定轉速的過程，稱為水輪機調節(jié)。調節(jié)實質：調節(jié)轉速，是以機組轉速的偏差來實現(xiàn)導葉開度的調節(jié)。水輪機調速器：水輪機調節(jié)所用的調節(jié)裝置。第二節(jié)水輪機調速器的特性及基本原理水輪機+導水機構+調速器——水輪機自動調節(jié)系統(tǒng)調速器的作用：以轉速偏差為依據(jù)，迅速自動地調節(jié)導葉開度，已達到改變出力恢復轉速的目的。調節(jié)設備的特性

（一）靜特性機組負荷不變，則機組轉速恒定，調節(jié)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)下，此時機組轉速與機組負荷間的關系稱為調速器的靜特性。（二）動特性機組負荷發(fā)生變化時，調節(jié)過程中機組轉速隨時間的變化關系稱為調速器的動特性。調速器主要有以下幾個部分組成：測量機構：測量機組轉速偏差，并把偏差信號轉變?yōu)槲灰菩盘?，然后輸出。放大機構：(引導閥+輔助接力器、主配閥+主接力器，二級放大)：位移變化→油壓變化。執(zhí)行機構：主接力器，控制導葉開度，改變流量;反饋機構：緩沖器和杠桿機構，當調節(jié)使=時，反饋信號使調節(jié)停止。水輪機調速器的組成水輪機調速系統(tǒng)的組成調速柜接力器油壓裝置1.調速柜:控制水輪機的主要設備，能感受指令并加以放大，操作執(zhí)行機構，使轉速保持在額定范圍內。調速柜還可進行水輪機開機、停機操作，并進行調速器參數(shù)的整定。2.接力器調速器的執(zhí)行機構，接力器控制水輪機調速環(huán)（控制環(huán)）調節(jié)導葉開度，以改變進入水輪機的流量。水輪機導水機構模型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-框架轉軸；7-緩沖器；8-硬反饋整定裝置；9-轉速調整機構；10-開度限制機構調速器的工作原理調速器的工作原理調節(jié)機構(導水機)電能執(zhí)行元件敏感元件穩(wěn)定元件調節(jié)對象

(機組)綜合環(huán)節(jié)水能放大元件調速器的類型與系列(一)類型1、按調速器元件結構分：

機械液壓(機調)和電氣液壓(電調)電調優(yōu)越性：調節(jié)性能優(yōu)良，靈敏度和精確度高，成本低，便于安裝調整。電氣液壓：用電氣回路代替機調中的機械元件。2、按調節(jié)機構數(shù)分：單調、雙調。單調：一個導葉起閉機構，如混流和軸流定漿機組；雙條：有兩個調節(jié)機構(ZZ有導葉開度和葉片轉置角、CJ有針閥和折流板轉動）。3、按大小（容量）大型：活塞直徑80mm以上中型：操作功10000Nm～30000Nm小型：操作功小于10000nm，特?。盒∮?000Nm（二)調速器系列（反擊式水輪機）調速器系列：大、中、小和特小四個系列。改型順序標記，A、B、C····額定油壓，2.5MPa及以下不表示

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

大型指主配壓閥直徑(mm)；中小型調速器×9.81N.m第三部分：額定油壓

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

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

油壓裝置是供給調速器壓力能源設備，是調速系統(tǒng)設備之一。組成：壓力油箱（儲存壓力油)、集油箱（收集調速器回油和漏油)、油泵（向壓力油箱送油)。改型順序標記，A、B、C····壓力油箱數(shù),無為一個油箱油壓裝置(YZ)分離式(無),組合式(H)油壓裝置型號由三部分組成，中間用橫線隔開，形式為：壓力油箱總容積(m3)額定油壓,無表示為2.5Mpa例：YZ—20A/2—40表示為分離式油壓裝置，壓力油箱總容量為20m3，兩個油箱，額定油壓為40×105Pa(4.0Mpa)，第一次改型產品。HYZ—4表示組合式油壓裝置，壓力油箱容積為4m3，一個油箱，額定油壓為2.5MPa。無第三部分表示壓力油罐數(shù)為一個，額定油壓小于2.5MPa，油壓裝置系列型譜見表5—2。包括：調速柜、接力器、油壓裝置。第三節(jié)水輪機調速設備的選擇中小型調速器的選擇

大型調速器的選擇

中小型調速器的選擇中小型調速器是根據(jù)計算水輪機所需的調速功查調速器系列型譜表來選擇的。反擊式水輪機調速功的經驗公式：大型調速器的選擇：

大型調速器調速柜，主接力器，油壓裝置分開，選擇時應分開選配。