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葛洲坝电厂调速系统介绍 一、水轮机调节的基本知识 1、水轮机调节的任务 ◆ 水轮机调节 水轮机是一种以水为介质的动力机械，与其他动力机械相比，它具有高效、成本低、能源可再生、环保便于利用等优点。水轮发电机组就是水轮机将水体的能量转换为旋转的机械能，通过主轴传递能量，主轴带动发电机转子旋转，在定子内感应出电势，带上外负荷后便有电流输出。而“水轮机调节”就是指对构成水轮发电机组的水轮机的调节。 ◆ 水轮机调节的主要目的 从发电到用电是由发电机输出的功率，经输配电网络，送至用户的，电网本身既不能产生电能也不能贮存电能，因此发电机送给用户的电能是随发随用的，发电和用电之间有着互相影响的关系。电力系统中的用户负荷不是固定不变的，用户负荷的不断变化引起电网频率的升高或降低，发电机的频率（转速）也随之变 化，用户在用电过程中除要求供电可靠外，对电网电能质量也有十分严格的要求。 按我国电力部门规定，电网的额定频率为50赫兹，大电网允许频率偏差为±0.2Hz，允许电压偏差不得超过±0.2％ 。对我国的中小电网来说，系统负荷波动有时会达到其总容量的5％～10％；而且即使是大的电力系统其符合波动也往往会达到其总容量的2％～3％。电力系统负荷的不断变化，导致了系统频率的波动。 水轮机调节的主要目的就是使参与调节的水轮发电机组，能及时的适应用户负荷的不断变化，调节其输出功率，使电网频率和发电机转速恢复正常，保证供电质量。 2、水轮机调节的途径和方法◆ 水轮机出力的计算公式为： Nx=rQHη 考虑到水轮机的水力和机械损失，水轮机的出力也可表示为： N=rQHη 上述式中：N――水轮机出力 r—－水的比重（1000公斤/立方米） H――水轮机的工作水头（米） Q――通过水轮机的流量（立方米/秒） η――水轮机的效率（％） 式中水轮机出力的单位为公斤.米/秒，称为功率。但是在工程水轮机或发电机的出力通常用千瓦作为计算单位。1千瓦等于102公斤.米/秒，所以水轮机出力公式又可以写成： N=rQHη/102＝1000rQHη/102=9.81QHη千瓦 操作手轮 步进电机 连轴器 轴承 丝杆 螺母 移动套 ? 位移转换装置 ? 主配压阀 P B A T T 阀芯和阀壳都采用锻件结构,阀芯采用三阀盘等径结构，加工工艺好,动作导向好，主配压阀不容易发卡。配油口环形开槽，具有通油能力强等优点。其中主配阀芯和阀套选用同材质（20CrMo渗碳淬火）的材料，相同的热处理。加工采用专业厂家，保证主配压阀阀芯阀套高硬度、小间隙、高精度等要求。主配压阀上设置动作失灵接点，安装方便；增加紧急停机快速动作通道，保证调速故障情况下，机组迅速可靠停机。 环形窗口 裙边 开口 采用刮片式滤油器，无需清扫滤芯，有前后压差时，旋转几圈滤芯，即可消除压差，小修时，卸下虑油器底部堵头，放出杂质即可。 ? 刮片式滤油器 ? 调速器机械部分机构示意图 B A T T P 紧急停机 压力油 排油 位移转换 手动开限 主接力器 机械反馈 输入 故障处理 模式切换 手自动切换 手动 自动 开 机 停 机 甩 负 荷 空 载 负 载 调 相 PID计算 输出 ? 调速器主程序方框图 ◆ 调速器程序方框图 开始 DL断开 F﹥45Hz 频率跟踪 50Hz送频给 网频送频给 空载PID参数 NO PID调节程序 结束 NO NO ? 调速器空载方框图 开始 DL合 50Hz送频給 频率模式 加频率死区 去频率死区 负载PID参数 NO PID调节程序 结束 NO 开度模式 功率模式 开度给定 功率给定 ? 调速器负载方框图 3、PCC智能水轮机双重调节调速器 ◆ 概述 ? PCC智能步进式水轮机调速器是由步进式电－位移伺服系统，带动液压随动系统，实现对水轮机的控制。 ? 步进式电－位移伺服系统采用可编程计算机控制器PCC——数字式步进电机驱动器——步进电机——位移转换丝杆——位移传感器反馈的结构形式。 ? 液压随动系统采用原引导阀——辅助接力器——主配压阀——主接力器——主接传感器反馈的结构形式。 ? PCC主机采用高性能的32位RISC精简指令集CPU，使用模块化、实时多任务的操作系统，并配置IP智能模块，进行多处理器并行处理，加上其主CPU的高速运算能力，使得在软件控制算法中使用较复杂的数学模型成为可能。 ? PCC智能步进式水轮机调速器采用BR