第五章_水轮机调节.ppt

第五章 水轮机调节 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)。 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） 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)。 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。 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。 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 调速器系列：大、中、小和特