水电厂调速系统建模参数测试与现场试验方法

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1、箜鲞笪塑湖北电力VF01．33№l2009年2月eb．2009水电厂调速系统建模参数测试与现场试验方法彭天波(湖北省电力试验研究院，湖北武汉430077)[摘要]文章介绍了水电厂水轮机调速系统工作原理，对调速器现场参数测试条件与方法进行了研究，对现场操作有很大的指导意义，对我国开展调速器建模理论与应用研究具有参考价值。[关键词]水轮机；调速器；建模；参数测试[中图分类号]TM312[文献标识码]A[文章编号]1006．3986(2009)0l-0040-03ParameterTestandFieldExaminationMethodforHydro．turbi

2、neGovernorSystemModelPENGTian—bo(HubeiElectricPowerTestingandResearchInstitute，Wuhan430077，China)[Abstract]Thepaperintroducedtheworkingprincipleandstudiedtheconditionandmethodforfieldparam-etertestabouthydro—turbinegovernor．Theresultscanbeusedfordirectingfiled—workandtheresearchonth

3、etheoryandapplicationofthegovernormodel-building．[Keywords]hydro-turbine；governor；modelbuilding；parametertest1水轮机调速系统结构数的准确测试又是调速器建模与仿真的基础。2调速器工作原理及参数测试理论水轮机调速器是电厂的重要调节设备，它根据电网负荷的变化实时调节电厂有功功率的输出，并水轮机调速系统中，水轮机组段是重点，它决定维持机组转速在规定范围内，从而控制电能频率的着参数测试的效果与成败。由于水轮机有强非线稳定，它的可靠运行关系到电能的生产质量和电网性

4、，在参数测试中根据输入信号的不同和工况的相安全。调速器包括控制部件和执行部件，控制对象异，将水轮机调速系统所受的扰动分为大波动和小为水轮机以及水轮机的引水系统和发电机负载等，波动两种。小波动指的是系统受到微小干扰，系统习惯把调速器和调速器的控制对象统称为水轮机调各参数的变化都不大，可以将调节系统各环节线性速系统，系统结构如图1所示。化，用线性微分方程来描述；而大波动是指系统受到幅度较大的干扰，参数变化剧烈，超出了线性的范围，不能做线性处理。对小波动过程，一般是水轮机工作的稳定性，即发电的质量；而大波动，则是系统的安全性，即系统的过渡过程。调速器能否将机组频率安

5、全快速地稳定下来，水压等是否在安全范围图1水轮机调速系统结构框图内等等，从传统的研究来看，稳定性测试属需要的参数测试范畴，机组在过渡过程中的安全性则属调保水轮机调速系统是一个复杂的非线性和非最小计算范畴。相位系统，它的调节过程是一个复杂的动态过程，包调速系统参数测试原理结构见图2所示。调速括了电气、机械、流体力学等学科领域知识，对它精器为测试对象，其输出量主要为导叶主接力器行程细仿真建模是一项非常困难的工作，其中调速器参(对双调节机组来说还有辅助接力器行程的输出)，[收稿日期]2008-02-05输入量为机组转速。对图2的测试对象进行分析，[作者简介】彭天波(

6、1966一)，男，湖北麻城人，高级工程建立一个可用于实时参数测试的水轮机调速系统，师。并提供与实际过程较为相似的调速系统动态过程对·40-Vo1．33Nol湖北电力箜2009鲞年笙2!月塑Feb．2O09调速器进行闭环测试。效。两条曲线间的最大区间即转速死区。试对鼙阶跃频率信号法测定转速死区是用稳定的频率r⋯一一一一一’'霭量信号源输入额定频率信号，用开度给定将接力器调整到20％、80％行程位置。在各位置上，于额定转速基础上施加正负阶跃转速偏差信号，并逐步增加偏差信号，当接力器开始产生与此信号相应运动时，在该位置施加信号次数应不小于4次(连续正负阶跃各2次)，

7、要求接力器运动方向每次均与该信号图2调速系统参数测试结构示意图对应，否则还应继续增大信号幅值，直到求出满足上3调速器参数测试现场试验方法述要求的最小信号。用记录仪记录阶跃信号、接力器行程等值。两个位置正负阶跃转速偏差信号中最从调速器建模的实际需要考虑，试验测点设计大值即为所求转速死区。见表1。桨叶随动系统不准确度和协联关系(转浆式机表l调速器参数测试测点表组)是用改变输入频率信号或手动开度限制机构的方法，按一个方向逐次升高或减少电气调节器输出(或中间接力器行程)和导叶接力器行程，待稳定在新平衡位置后，测相应的桨叶随动系统接力器行程。在导叶接力器(5％～95％)

8、的范围内测点不少于8点。如测点有1／4