2022年水轮机调节考试复习章节知识点分类河海大学沈祖义主编第三版.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全第一章 水轮机调剂基本概念1、分析基本要求：稳固性、精确性、快速性2、水轮机调剂任务作用：调频、调功（依据电力系统负荷的变化不断调剂水轮发电机的有功功率输出,保护机组转速（频率）在规定范畴内）3、特点：（操作力大、影响因素大多、动作过程复杂、功能多、结构类型多）1 调速器需设置多级液压放大元件, 而液压放大元件的非线性准时间滞后有可能使水轮机调剂系统调剂品质恶化 2,水击作用与导水机构的调剂作用相反,将严峻的影响水轮机调剂系统的调剂品质3 对于双重调剂机构,调速器中需要增加一套调剂和执行机构,从而增加调速器的复杂性 4要求调速器具有越

2、来越多的自动操作和自动掌握功能,使得水轮机调速器成为水电站中一个非常重要的综合自动装置,总之,水轮机调剂系统相对来说不易稳固,结构复杂, 要求具有较强的功能4、 调剂途径：转变导叶的开度（或喷针开度）,使水轮机的动力矩和发电机阻力矩平稳,使转速和频率保持在规定范畴；5、电力系统的频率稳固主要取决于：有功功率的平稳6、J dw/dt=Mt-Mg （J 转动惯量、水轮机动力矩、发电机阻力矩）7、调速器分类： （ 1）按元件结构分为：机械液压和电气液压（模拟电气液压、数字电气液压）（2）按系统结构 反馈位置分为：帮助接力器型、中间接力器型、电子调剂器型（3）按照掌握策略 调剂规律分为：PI（比例 +

3、积分）调剂型、 PID（比例 +积分 +微分）调剂型、智能掌握型（ 4）按执行机构数目分为：单调剂调速器、双调剂调速器（型、中型、小型、特小型5）按工作容量分为：大8、调速器型号： 1大型无代号；中小型（与油压装置组合在一起）代号 Y；特小型（通流式结构）代号 T；2机械液压无代号；电气液压代号 D；微机调速器W；3单调剂无代号；双调剂代号 S；4调速器基本代号 T；5调速器工作容量 N m ；或主配压阀直径 （mm）；6改型标记, 经改型的用 大于 2.5MPa 的才标注,单位 MPa A、B 等标明； 7调速器额定工作油压,9、数学模型：微分方程、传递函数、动态结构图、方框（块）图、状态方

4、程其次章 水调系统工作原理1、单调剂系统组成：离心飞摆（测速元件）、引导阀（对应的液压放大装置：放大元件）、帮助接力器、主配压阀、主接力器、缓冲器（反馈元件）、调差机构2、带动离心飞摆转动的两种电源：1、来自与主机同轴的永磁发电机 2、来自发电机端电压互感器名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全3、局部反馈、全局反馈（软反馈暂态反馈、硬反馈永态反馈）4、双调剂系统关键部位：协联块5、双调剂：两个调速机构6、ep 调差率 es 最大功率调差率 bp 永态转差率 bs 最大行程永态转差率 最大非线性度 5% 转速死

5、区 ix 不精确度 ia1.5% 第三章 机械液压型调速器1、转速死区 ix（指在某一规定的转速范畴内,飞摆无法测量出来的最大转速范畴与额定转速之比的百分数） ：当机组转速超过 N1 时调速器关闭导叶,而当机组转速低于 N2 时调速器才开启导叶,当转速在 N1 和 N2 之间时,调速器不动作,称为转速死区（作用：静态特性非线性度,动态系统的不精确度）2、转速调整机构作用：当机组单机运行时,转变机组转速；并网运行,转变机组出力3、调差机构作用：形成有差静特性4、调剂系统具有有差静特性作用：保证并列运行时机组间安排负荷；假如没有,负荷安排不明确、负荷摇摆5、配压阀：通流式、断流式6、接力器：按原理

6、（双向作用、差动作用）按有无硬反馈（液压放大器、液压伺服装置）7、液压放大器：按反馈结构（杠杆反馈式、阀体反馈式）按油压掌握方式（孔口式、节流式：节流阀）8、暂态反馈组成：油缓冲器、杠杆系统9、Td 缓冲时间常数 bt 暂态转差系数10、油压装置型号： 第一部分类型代号,YZ为分别式, HYZ为组合式 第二部分以分数形式表达压力油罐的容积和个数,分子的数字为压力油罐总容积（m3 ）；分母的数字为压力油罐个数,无分母就表示只有一个压力油罐；字母为产品改进标记,无字母为基本型 第三部分用数字表达额定油压 MPa,很多字就额定油压为 2.5MPa 第四章 电气液压型调速器1、测频回路； LC测频回路

7、、 齿盘测频回路、 残压测频回路 （或者：A:永磁机 -LC测频回路,B：发电机残压 -脉冲频率测量回路,C：齿盘磁头 -脉冲频率测量回路,D：发电机残压 -数字测频电路）2、电液调速器由三部分组成：传感器,主调速器（505）, TM-25LP 执行机构名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全3、测频回路作用 （机械液压型调速器用：离心摆 用离心摆转速的变化来反映机组转速的变化）：测量机组频率（转速）与额定频率（转速）的偏差 4、人工死区亦称人工失灵：其意义是人为在机组静特性曲线上造成一个死区,在此死区中,调差率

8、很大, 当系统频率在肯定范畴内波动,机组几乎不参与调剂,从而起着固定负荷的作 用；这既有利于机组稳固地担负基本负荷,也有利于电力系统的运行；5、火电：承担基本负荷（出力大）水电：承担调剂任务 6、电液转换器：是电液调速器中连接电气部分和机械液压部分的一个关键元件；它的作用是将电气部分输出的综合电气信号,转换成具有肯定操作力和位移量的机械位移信号；或转换为具有肯定压力的流量信号；7、电气位移转换部分：按原理分：动圈式、动铁式8、液压放大部分：按结构分：掌握套式（差压式、等压式）、喷嘴挡板式、滑阀式9、目前,国内一般采纳电液转换器由动圈式电气位移转换部分和掌握套式液压放大部分组成的差动式和等压式电

9、液转换器,都是输出位移量10、电气位移转换部分,按其工作原理可分为动圈式和动铁式,按工作活塞型式不同分为差压式和等压式11、液压放大部分按其结构特点可分为掌握套式、喷嘴挡板式和滑阀式；第五章 微机调速器1.硬件单板机工业掌握机 IPL、可编程掌握器 PLC、PCC 2.掌握策略：对常规 PID掌握进行了改进3.开发环境：机械码、汇编语言、高级语言4.应用领域；混流式、转浆式、贯流式、冲击式5.PCC（可编程规律掌握器）优点：分时多任务操作、兼容性强、通过编程实现6.监控功能：识别、记忆、自动终止7.硬件配置三种结构形式：模块式结构：一般小型 PCC采纳固定的扫描次序 一体式结构：一般大中型 .

10、可变的 .（分时分批多任务）叠装式结构8.数字 PID 微机调剂器按算法不同可分为：位置型、增量型、有用的水轮机微机调剂器 PID 9.微机调剂的硬件：双微机调剂器、PLC调剂器、 PCC调剂器10.双微机调速器缺点：接触问题、死机、工艺差名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全第六章 调速器与调剂对象的动态特性1.调速器（数学模型）可分为三大类：帮助接力型调速器（具有PI 规律）：PI 辅接型、软反馈 +加速器辅接型中间接力器型调速器（具有PID 规律）：PI 中接型、软反馈+加速度中接型并联 PID（电子调剂

11、器）型调速器（具有PID 规律）2.P 的作用：输出具有初始值I 的作用：可以排除扰动的作用、也可以排除小的误差、也保持了肯定斜率的输出 D 起了跳动的作用,使机组具有良好的速动性能3.PID 的 PI 的区分及共同点：均具有积分作用可以排除小的误差,有较大的输出,因此其速动性比较好,抗干扰性较差PID 型调速器在开头阶段4.指令信号实现时间 TL：功率给定信号亦是指令信号,该阶跃信号的实现时间5.指令信号： 机组并网后期望能快速增加其出力,这是通过调整调速器的功率给定来实现的,功率给定信号就是指令信号,其时间就是指令信号时间6.升速时间 Tn：甩负荷后机组转速自导叶开头动作到最大转速所经受的

12、时间7.影响指令信号实现时间因素：调速器结构、指令信号加入位置、校正装置参数（PID 的TL比 PI 的小）8.水轮机调剂系统组成：调速系统（调速器）水系统、发电机、电网）、被掌握系统（调剂对象：水轮机及其有压过9.混流式水轮机的动态方程：ey 水轮机力矩对导叶开度传递系数 ex 水轮机力矩对转速传递系数 eh 水轮机力矩对水头传递系数 eqy 水轮机流量对导叶开度传递系数 eqx 水轮机流量对转速传递系数 eqh 水轮机流量对水头传递系数就其水轮机动态特性：m t=eyy+exx+ehh q=eqyy+eqxx+eqhh 轴 斜流式 .：（多两个参数,其余同上）ez 水轮机力矩对桨叶转角的传

13、递系数 eqz水轮机流量对桨叶转角的传递系数10.动态特性有两种分析方法：刚性水击模型 理论、弹性水击模型 理论11.刚性水击模型 理论（是弹性 .的一种近似） ：工具：动量定理 假定：水体与管壁均看作刚体 对象：全管中水体12.hw 为水管特点系数 Tr 相长 Tb 为负载机械惯性 Tw 为水流惯性时间常数 Ta为机组惯性时间常数名师归纳总结 第七章动态特性及参数整定第 4 页,共 6 页1、正确准就： =P3 / = 3=1.73 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全2、稳固域：如闭环特点方程的根全部位于通过（面上的稳固余量为 m-m,j0

14、 ）点垂线的左边,那未该系统在复平3、水轮发电机组 PID调速器参数优化：两种算法：遗传、粒子群第八章 调剂保证运算1、水电站不稳固工况：由于负荷变化引起a、 Q、H、n 等水电站参数的转变2、水锤 击：直接水锤（禁止） 、间接水锤（主要讨论对象） 正水锤、负水锤3、间接水击：阀门 导叶 的关闭（开启）时间 Ts2L/a 直接水击： Ts2L/a4、调剂保证运算目的：挑选调速器合理的调剂时间和调剂规律,保证压力和转速变化不超过答应值（转速上升率 、压力上升率 ）5、改善大波动过渡过程措施（冲突的焦点：导叶关闭时间 TS ）： 增加机组的 GD2（目的：减小机组转速上升） ：加飞轮 设置调压室（

15、目的：减小水击压力上升）装设调压阀 转变导叶关闭规律（目的：前面两个目的）高水头：先慢后快 中低水头：先慢后快6、调剂保证运算：在设计阶段就应运算出上述过度过程中最大转速上升值和最大压力上升值,工程上把运算称为调剂保证运算7、相（长）：水锤波在管中一个来回的时间 补充Tr=2L/a,两个相为一个周期1、和模拟电调相比,微机调速器的优点何在？答： A: 便于采纳先进的调剂掌握技术,从而保证水轮机调剂系统具有优良的静,动态特性；B:软件敏捷性大,提高性能和增加功能主要通过软件来实现；C：硬件集成高度,体积小,保护便利,牢靠性高；D：便于直接与厂级或系统级上位机相连接,实现全厂的综合掌握,提高水电厂

16、的自动化水平；2、协能关系 : 在双重调剂的水轮机调剂系统中,为了使系统稳固,高效,对可以调剂的部分进行调剂时符合的肯定关系；作用 : 增加水轮机的高效率区的宽度,以适应负荷的变化；3、遮程：套筒孔口高度 hs 与阀盘高度 hv 之差的一半；4、频率调剂：调速器受给定频率FG掌握,直至机组频率等于给定频率5、频率跟踪：将网频作为调速器的频率给定值,直至机组频率与频率给定值一样；6、水轮机调剂系统动态特性：名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全7、水轮机调剂系统的参数整定：8、水轮机有哪些运行的工况,各自的特点？

17、单机带负荷工况：空载时能稳固,但单机带负荷时, 即使把参数整定到最大,也不能使系统稳固 空载工况： 比单机带负荷稳固性要好,问题是转轮内水流流态较差,脉动压力大,功率摇摆,使得准同期困难 并列带负荷工况：稳固性较好,需要减小参数增加速动性9、水轮机调剂动态和静态品质指标？静态品质： 1,转速死区, 2 静态特性的非线性度,3 对双调剂系统仍有随动系统的不精确度；动态品质： 1 调剂时间 Tp：从阶跃扰动发生时刻到调剂系统进入新的平稳状态为止所经受的时间, 2 最大偏差：他是第一波峰值3 超调量：第一负波值与最大偏差的百分比,4 震荡次数 X：以调剂时间内显现的震荡波峰次数的一半表示,的差值的相

18、对值；10、离心摆的工作原理和参数？5 衰减度：其次个波峰与第一个波峰原理：离心摆旋转时,重块产生离心力,使钢带向外张开,因钢带上端被固定,使下支持块上移；在下支持块上仍作用有促使其下移的离心摆回复力E,离心摆的工作状态就是由离心力与弹簧力这一冲突打算的,当负荷增加时,机组转速下降, 离心力减小, 下支持块向下移动,离心摆发出开打导水叶的指令,负荷减小时相反；工作参数： 1 不均衡度,它是随静态平稳工况点变动的一个参数,表征离心摆的测速范畴,2 放大系数 K：转速偏差 1%时下支持块的位移偏差,3 单位不均衡度,是 K 的倒数, 4 转速死区：指在某一规定的范畴内飞摆无法检测出的最大转速范畴与

19、可定转速的百分比,等于摩擦力与回复力之比；11、缓冲器的性能指标：1, 暂态转差系数 bt ：在假定缓冲器补气衰减作用,即在节流孔封闭的情形下, 主接力器活塞行走的全程,通过传递杠杆及缓冲器赐予引导阀针塞反馈量的相对值,2 缓冲时间参数 Td：缓冲装置将来自主接力器位移的反馈信号按指数曲线衰减的时间常数12、调速器的内环稳固：调速器本身的闭环称为内环,内环稳固是保证水轮机调剂系统能够正常工作的必要条件,1 调速器的开环增益不能太大,否就内环不稳固,2,K0 和 k0 的增加受内环稳固条件的限制,3 整定较大的 bt *值,简单引起内环不稳固,4 内环稳固性受各环节的时间常数的影响,时间常数大队稳固性不利；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页