第五章-水轮机调节

第五章水轮机调节第二节调速设备特性及基本原理

第一节水轮机调节基本概念第三节调速设备的选择一、水轮调节的任务电压变化→发电机电压调节系统完成（自动)使U=U额系统负荷变化频率变化f

，f=k(p,n)，p不变，只有调节转速n→f稳定(f=50Hz)，由水轮机调速器完成。水轮机调节的任务：1、随外界负荷的变化，迅速改变机组的出力；2、保持机组转速和频率变化在规定范围内；3、启动、停机、增减负荷，对并入电网的机组进行成组调节(负荷分配)。总之，任务为：根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的出力并维持机组转速在规定范围内。二、水轮机调节原理水轮发电机组的运动方程式为：式中：——水轮机主动力矩(水流推动叶片做功)

——发电机的阻力矩

——机组惯性矩；

——角加速度；所以当负荷变化时，应调节Mt，使Mt=Mg，n=ne又：要使，一般不能改变H和效率η，而是通过改变Q而达到改变主动力矩Mt的目的。

调节流量的途径：反击式水轮机：通过改变导叶开度a0

（ZZ：同时改变叶片转角）。冲击式水轮机：通过改变喷嘴开度（针阀行程）。

水轮机调节的定义：

——随着电力系统负荷变化，水轮机相应地改变导叶开度(或针阀行程)，使机组转速恢复并保持为额定转速的过程，称为水轮机调节。调节实质：调节转速，是以机组转速的偏差来实现导叶开度的调节。水轮机调速器：水轮机调节所用的调节装置。第二节水轮机调速器的特性及基本原理水轮机+导水机构+调速器——水轮机自动调节系统调速器的作用：以转速偏差为依据，迅速自动地调节导叶开度，已达到改变出力恢复转速的目的。调节设备的特性

（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）动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组成：测量机构：测量机组转速偏差，并把偏差信号转变为位移信号，然后输出。放大机构：(引导阀+辅助接力器、主配阀+主接力器，二级放大)：位移变化→油压变化。执行机构：主接力器，控制导叶开度，改变流量;反馈机构：缓冲器和杠杆机构，当调节使=时，反馈信号使调节停止。水轮机调速器的组成水轮机调速系统的组成调速柜接力器油压装置1.调速柜:控制水轮机的主要设备，能感受指令并加以放大，操作执行机构，使转速保持在额定范围内。调速柜还可进行水轮机开机、停机操作，并进行调速器参数的整定。2.接力器调速器的执行机构，接力器控制水轮机调速环（控制环）调节导叶开度，以改变进入水轮机的流量。水轮机导水机构模型3.油压装置：

由压力油罐，回油箱，油泵三部分组成。1-飞摆；2-主配压阀；3-接力器；4-斜块；5-软反馈整定装置；6-框架转轴；7-缓冲器；8-硬反馈整定装置；9-转速调整机构；10-开度限制机构调速器的工作原理调速器的工作原理调节机构(导水机)电能执行元件敏感元件稳定元件调节对象

(机组)综合环节水能放大元件调速器的类型与系列(一)类型1、按调速器元件结构分：

机械液压(机调)和电气液压(电调)电调优越性：调节性能优良，灵敏度和精确度高，成本低，便于安装调整。电气液压：用电气回路代替机调中的机械元件。2、按调节机构数分：单调、双调。单调：一个导叶起闭机构，如混流和轴流定浆机组；双条：有两个调节机构(ZZ有导叶开度和叶片转置角、CJ有针阀和折流板转动）。3、按大小（容量）大型：活塞直径80mm以上中型：操作功10000Nm～30000Nm小型：操作功小于10000nm，特小：小于3000Nm（二)调速器系列（反击式水轮机）调速器系列：大、中、小和特小四个系列。改型顺序标记，A、B、C····额定油压，2.5MPa及以下不表示

调速器基本代号(T)单调(无),双调(s)机械液压型(无)，电器液压型(D)大型(无)，通流式(T)，中小型带油压装置(Y)大型指主配压阀直径(mm)；中小型为调速功第一部分：基本特性和类型大型：无代号；中小型带油压装置：Y；特小：T机械液压：无代号；电动调节：D单调：无代号；双调：S调速器：T第二部分：工作容量

大型指主配压阀直径(mm)；中小型调速器×9.81N.m第三部分：额定油压

＜2.5Mpa不加注（反击式水轮机）例：YT—300：中型、带油压装置、机械液压、单调节调速器、额定油压2.5Mpa，工作容量300×9.81Nm

DST—100A—40：大型、电气液压、双调节调速器；主配阀直径100mm，额定油压40×105pa，A是第一次改型后产品，A、B、C为改型次数，系列型谱见表4—1。五、调速器油压装置

油压装置是供给调速器压力能源设备，是调速系统设备之一。组成：压力油箱（储存压力油)、集油箱（收集调速器回油和漏油)、油泵（向压力油箱送油)。改型顺序标记，A、B、C····压力油箱数,无为一个油箱油压装置(YZ)分离式(无),组合式(H)油压装置型号由三部分组成，中间用横线隔开，形式为：压力油箱总容积(m3)额定油压,无表示为2.5Mpa例：YZ—20A/2—40表示为分离式油压装置，压力油箱总容量为20m3，两个油箱，额定油压为40×105Pa(4.0Mpa)，第一次改型产品。HYZ—4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5—2。包括：调速柜、接力器、油压装置。第三节水轮机调速设备的选择中小型调速器的选择

大型调速器的选择

中小型调速器的选择中小型调速器是根据计算水轮机所需的调速功查调速器系列型谱表来选择的。反击式水轮机调速功的经验公式：大型调速器的选择：

大型调速器调速柜，主接力器，油压装置分开，选择时应分开选配。