调速系统的模型(机械式、液压式、电液调节)资料.ppt

调速系统的模型 2004年4月21日 一、汽轮机调节系统的发展简介 第一代汽轮机调节系统是机械离心式调节器，至今已有100多年历史。第二代是液压式调节系统，大约出现在二三十年代。第二代调节系统中均采用了机械传动或感应环节。因此也可称为机械液压式调节系统。它相对第一代调节系统而言，在响应速度，调节精度和减小迟缓方面有了很大的提高。 到50年代中期，才出现了不依靠机械液压式调节系统的纯电调系统。此后，随着数字计算技术的发展及其在过程自动控制领域的应用，尤其是计算机容量，速度和可靠性的飞速发展，出现了数字以计算机作为控制装置，以模拟式电气系统作为手操后备，采用液压执行机构的第四代汽轮机控制系统——简称DEH系统，早期的DEH系统是小型计算机为基础的，目前多以微处理计算机为基础。 但随着机组容量的增大和参数的提高，这种系统在响应速度，调节速度和迟缓方面表现了很大的不足。另一方面，不能在线修改速度变动率的缺陷也使系统不能满足大电网对系统的要求。第三代汽轮机调节系统是模拟式电液调节系统，大约出现在50年代。这种系统采用有运算功能的电气元件取代了第一，第二代系统中的感应，传递放大的机械，液压环节，而保留了液压执行器——油动机。 二、液压式调节系统 液压调节系统的工作原理 汽轮机液压调节系统由4部分组成，即转速感应机构，传动放大机构，配汽机构和调节对象。它们之间的关系如图所示。 当有外界功率扰动时，电网频率发生变化，汽轮发电机组的转速n变化，转速感受机构的输出信号z变化，传递放大机构的输出信号油动机位移m变化，使执行机构即汽轮机调门开度l改变，调节对象的进气量和功率改变，直至与外界功率平衡，调节过程结束。 显然，液压调节系统仅靠转速信号进行一次调频，用同步器进行二次调频。 液压调节系统的主要功能 在汽轮机启动过程中，液压调节系统可以通过操作同步器加速、并网和接带负荷，在机组并网运行时，随电网频率变化，调节系统使汽轮机的蒸汽流量变化，改变机组的功率，也可以通过同步器平移静态特性曲线来改变机组的功率。 液压调节系统具有保护功能，其功能是在电网或汽轮机本身发生故障时，将汽轮机退出工作以避免故障的扩大或设备的损坏。中间再热式机组的汽轮机液压调节系统中多具有防止超速的微分器和弥补中低压缸功率延迟的动态校正器 液压调节系统的一些图片 液压调节系统的静态特性 液压调节系统的静态特性方程为： 在机械液压式控制系统中，控制系统的静态特性取决于组成系统各机构的特性，即调速器特性、调速器到油动机的传动放大机构特性以及调节阀门开度与蒸汽流量、汽轮机功率之间的特性。这些机构的特性在设计过程中就确定了，是不会随时改变的。因此整个控制系统的静态特性是不可能在运行过程中进行调整和修改的，汽轮机速度变动率也是固定不变的，一般情况下，速度变动率在3%~6%之间，而汽轮机只能适应设计过程中所预先确定的运行工况。 液压调节系统的机组参加二次调频是通过同步器来实现的。一般的马达式同步器均有一个死区范围，这将影响发电设备对调度信号的功率响应，而这又是一个影响中央调度系统成败的关键。 液压调节系统的动态特性 新的稳定转速是： 三、DEH调节系统 DEH调节系统的工作原理如图2所示，从图中看出，整个系统为3个被控对象的串级复合调节系统，它可以按4种不同方式运行。 串级PI（比例、积分）控制系统。 第一种单组PI控制系统。 第二种单组PI控制系统。 纯转速控制系统。 对复合串级的GV控制系统，当调节级汽室压力和发电机功率回路投入运行时，系统的动态品质最好，这也是主要的控制方式。由于调节级汽室压力信号比发电机功率信号反应要快，所以单级PI运行时，调节级汽室压力回路比发电机功率反馈回路的控制品质好。 除了速度反馈外，压力信号和功率信号中任一路发生故障，系统仍然照常工作，从而在整体上提高了系统的可靠性。 DEH系统的主要功能 DEH系统调节的基本功能是对机组的转速和负荷进行调节，对于特定的机组还可以包括其他参数的调节。 保护系统的功能 保护系统也称保安系统或事故跳闸系统，简称AST或ETS。DEH系统还设有超速保护控制器，简称OPC。为了提高保护系统的可靠性，通常采用跳闸回路和重要的跳闸条件冗余设置、跳闸电路处于经常导通状态。 监视系统功能 汽轮机监视系统，简称TSI或TSE。它的测量结果送往调节系统作为共况限制、送往保护系统作为跳闸条件、送往顺控系统作为控制条件。 汽轮机自启停控制功能 汽轮机自启停控制系统，简称ATC或TAC。其功能设计不同而有较大差异，通常可以包括汽轮机运行工况的数据采集、汽轮机控制系统内各个子系统功能的协调以及热应力计算功能等。 DEH系统的静态特性 除以上功能外，还有阀门管理系统的功