水轮机调节说课讲解.ppt

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1、水轮机调节一水轮机调节的任务、原理及特点1、水轮机调节的任务系统负荷变化→系统电压发生变化→发电机励磁装置动作→发电机的端电压恢复并保持在许可范围内。系统负荷变化→系统电流的频率f发生变化→发电机调速器动作→发电机的转速恢复并保持在许可范围内。系统负荷变化（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，最大偏差不超过±0.5Hz，大电力系统不超过±0.2Hz。（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)，以达到经济合理的运行。1、水轮机调节的任务电力系统频率调整（1）频率的一

2、次调整：通过调速器实现。所有的发电机组都装有自动调速系统，当负荷P↑→转速n↓→飞摆离心力↓→开大调速器汽门→进汽量↑→转速n↑但转速n会略低于原值，即频率的一次调整是一个有差调节过程。电力系统频率调整（2）频率的二次调整：通过调频器实现。只有调频厂的发电机组才装有调频器。通过操作调频器，可以使发电机组的出力（即原动力）增大或减小，从而调节转速，且能实现频率的无差调节。2、水轮机调节原理水轮发电机组的运动方程式为：式中：Mt——水轮机主动力矩(水流推动叶片做功)Mg——发电机的阻力矩J——机组惯性矩；——角加速度；2、水轮机调节原理当负

3、荷发生变化时，Mg将变化，但dω/dt应为0，以保证n不变，从而保证f不变，故应调节Mt一般通过改变Q而达到改变主动力矩Mt的目的。即调节水轮机的引用流量Q，使Mt=Mg，n=ne2、水轮机调节原理调节流量的途径：反击式：通过改变导叶开度a0，ZZ：同时改变叶片转角冲击式：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：调节转速水轮机调节所用的调节装置称为水轮机调速器。喷嘴头喷嘴口喷针头水流3、水轮机调节的特点（

4、1）水轮机的工作流量较大，水轮机及其导水机构的尺寸也较大，需要较大的力才能推动导水机构，因此调速器需要有放大元件和强大的执行元件。（2）水轮发电机组以水为介质，与蒸汽等相比，水有较大的密度，同时，水电站的输水道一般较长，其中的水体有较大的质量，水轮机调节过程中的流量变化将引起很大的压力变化。（3）对轴流转浆式、水斗式水轮机，需增加一套协调结构，实现双重调节。调速器调速系统随动系统油压装置水轮机调节系统调节对象二调节系统的特性调节前后的稳定状态调节开始到终了的过渡过程静态特性动态特性调节系统工作状态是指导叶开度一定时，调速器在稳定状态下，

5、机组转速与机组所带负荷之间的关系，即出力调节前后机组转速的状态。二调节系统的特性1、调节系统的静态特性（1）无差调节：调节前后机组转速不变，如图5-1a。（2）有差调节：调节前后机组转速有一小的偏差，如图5-1b。二调节系统的特性1、调节系统的静态特性对单机运行的机组，才有可能采取无差调节的方式；多台机组并列运行时，各台机组反应时间和动作快慢不同，需采用有差调节的运行方式。（2）有差调节调差率：机组转速随负荷增减而变化的程度。调差率表达式为：nmax－机组最大稳定转速，相当于空载工况；nmin－机组最小稳定转速，相当于最大负荷工况；n0

6、－机组额定转速。实际运行一般取ep=0~8%。有差调节可使在电力系统中并列运行的机组不仅保持同步运行，并可在机组间按照调度要求明确地进行负荷分配。当各机组调差率相同且>0，要满足相同转速同步并列运行，必须等负荷分配方式工作。当各机组采用不同负荷分配方式工作，要满足相同转速同步并列运行，调整各自调差率即可。二调节系统的特性2、调节系统的动态特性调节系统的动态特性主要是指在调节过程中机组转速随时间变化的关系。衡量过渡过程动态品质的常用指标：（1）调节时间：从阶跃扰动发生时刻开始到调节系统进入新的平衡状态为止所经历的时间。（2）最大转速偏差值

7、：是第一个波峰值的相对值。（3）振荡次数：调节时间内出现的振荡波峰个数的一半。二调节系统的特性对动态特性的规定：（1）调速器应保证机组在各种工况和运行方式下的稳定性。（2）机组甩负荷时，动态品质应达到：1）甩100%额定负荷后，在转速变化过程中超过额定转速3%以上的波峰，不得超过2次。2）机组甩100%额定负荷后，从接力器第一次向开启方向移动起，到机组转速偏差相对值不超过±0.5%所经历的时间，应不大于40s。3）甩25%额定负荷后，接力器不动时间对电调不超过0.2s，机调不大于0.3s。导水机构机组执行元件放大元件反馈元件测量元件水能

8、QH电能UIf给定ff三水轮机调节系统组成1、水轮机调节系统方框图2、水轮机调节系统的组成调速柜+油压设备+接力器。其中中小型水轮机调速器将这三部分组合成一个整体，称为组合式，运行方便。（1）调速柜主要有以