水轮机的基本概念和微机调速器讲座

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1、水轮机调节的基本概念和伺服电机可编程微机调速器1水轮机调节的基本概念和伺服电机可编程微机调速器一.水轮机调节的基本概念二.伺服电机微机调速器的伺服电机液压随动系统三.PLC微机调节器四.微机调速器的试验2一.水轮机调节的基本概念1.水轮机调节的任务2.水轮机调节系统结构3.水轮机调节系统的基本理论4.水轮机调速器的进展及分类31.水轮机调节的任务水轮发电机是把水能转变为电能供用户使用的，用户对电能除要求安全供电外，还要求电能的频率和电压保持在规定波动范围内。水轮机调节就是通过控制进入水轮机的流量完成频率稳定这一功能的。电压稳定由励磁调节器完成。（大型电网(3000MW以上)要求频率波动不能超

2、过50±0.2HZ）水轮机调速器具有如下具体任务：维持单机运行机组转速在额定转速附近；维持并入孤网运行机组频率；完成调度下达的功率指令，调节水轮机组有功功率,完成调速器二次调频率,保持电网有功平衡。完成机组开机、停机、紧急停机等控制任务；执行计算机监控系统的调节及控制指令。4微机调速器的辅助功能：当电网频率大幅度波动时，机组按照调速器预先设定的调节规律参与调节作用，调节机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡，尽力减少电网频率的变化，完成一次调频功能。一次调频是当电网频率发生异常突变时（大于50.5HZ或小于49.5HZ），调速器自发地进行调整机组负荷以恢复电网频率，一次调频只能延缓电网频率的异常

3、变化。概念解释：注：调速器二次调频是按照电网经济运行，电力竞价上网、电网的安全边界条件而事先制定好的向机组下发的目标功率值，保证电网频率符合标准规定。52.水轮机调节系统系统结构：输入模拟量信号：转速、输出有功功率、导叶行程信号、水头信号、频率信号、监控或省调远方AGCPID调节指令输入开关量信号：开机令、导叶开度信号调速系统输出：通过控制导叶开度调节流量图1-1水轮机调节系统的结构图64水轮机调节的理论基础（１）水轮发电机组转动部分的运动方程78调速系统特点：操作力大——调速器需要多级液压放大和外加能源（油压装置），并采用液压接力器作为执行元件水轮机过流管道存在水流惯性：水轮发电机组存在机械

4、惯性：系统复杂(如轴流转浆式水轮机需要两套调节机构)、非线性特性（多结构、变参数）95水轮机调速器的进展及分类机械液压型调速器（测速、稳定、反馈信号均由机械方法产生。使用飞摆测频，将机组转速偏差转换为引导阀的机械位移）10电气液压调速器电气液压调速器（测频回路使用电子管或晶体管或集成电路测频，由电液转换器将电气信号转换为引导阀机械位移信号）11微机调速器调速器控制系统：调节器采用微机PLC(PCC)电气/机械位移转换装置：（电液转换器、伺服比例阀、步进/伺服电机、数字插装阀）12二、伺服电机微机调速器的伺服电机液压随动系统1、水轮机调速器型号说明2、伺服电机调速器液压随动系统结构图3、电气/机

5、械直线位移转换装置4、一级液压放大装置（传动丝杠与辅助接力器）5、二级液压放大装置（主配压阀与接力器）6、附属装置（事故电磁阀、分段关闭阀、锁定装置、双重滤油器）131、水轮机调速器型号说明型号：DFW（S）T-150-2.5油压等级：2.5(省略)，4.0,6.3,16.0MPa对于大型：主控制油管或主配直径（mm）DF—电/机直线位移转换，自复中式W—PLC微机调节器S－双调节，单调节省略T—调速器14伺服电机和驱动器内部形成闭环2、自复中式伺服电机调速器机械部分示意图频率固定的定位脉冲信号龚嘴水电站153、电气/机械直线位移转换装置（伺服电机）电气/位移转换装置是将电气信号连续地、线性地

6、转换成机械位移信号。伺服电机是一种新型的直线位移转换器，采用全数字交流伺服电机，精密滚珠丝杠传动副，具有线性度好，输出力大，反应灵敏，操作方便，可靠性好，结构紧凑等特点。可以在自动（电气控制）手动（操作手柄）不同方式间无扰动地切换，有“无油电液转换器”之称。16滚珠丝杠传动副精密滚珠丝杠传动副，该装置为电机旋转角度转换为垂直上下的位移量的装置，该装置可以自动复中。17——机械部分伺服电机直线位移转换器示意图龚嘴水电站18——机械部分伺服电机直线位移转换器龚嘴水电站实物分解照片19——机械部分4、伺服电机与主配压阀整体布置形式龚嘴水电站本调速器机械液压部分整体采用直联型块式机构，实现了调速器无杠

7、杆和明油管。该系统所有管道均集成在阀盖与集成块中，取消了外部管路。表面无漏油：转换器部分无油，仅下部阀体部分须用油，调速器上面无油质污染。它们仅用螺钉连接，装拆极为方便，并减少了泄漏。20主配压阀示意图21主配压阀的简单工作原理：当机组转速变化或电气PLC增减负荷命令发出后，控制伺服电机丝杠向上或向下移动，进而通过辅助接力器控制主配压阀活塞向上或向下移动，调节压力油进入接力器的开启腔或关闭腔，控制