水轮机调速系统的工作原理从无反馈到加入硬反馈和软反馈学习教案.pptx

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1、会计学1水轮机调速系统的工作原理从无反馈水轮机调速系统的工作原理从无反馈(fnku)到加入硬反馈到加入硬反馈(fnku)和软反馈和软反馈(fnku)第一页，共63页。上节课知识上节课知识上节课知识上节课知识(zh(zh(zh(zh shi)shi)shi)shi)回顾：回顾：回顾：回顾：3 3、引导阀的工作、引导阀的工作(gngzu)(gngzu)过程？过程？第2页/共63页第二页，共63页。上节课知识上节课知识(zh(zh shi)shi)回顾：回顾：4 4、辅助、辅助(fzh)(fzh)接力器与主配压阀的工作过程？接力器与主配压阀的工作过程？第3页/共63页第三页，共63页。本节课知识本节

2、课知识本节课知识本节课知识(zh(zh(zh(zh shi)shi)shi)shi)重点：重点：重点：重点：1 1、水轮机调速系统、水轮机调速系统(xtng)(xtng)工作原理。工作原理。第4页/共63页第四页，共63页。第三节第三节第三节第三节 水轮机调速系统的工作水轮机调速系统的工作水轮机调速系统的工作水轮机调速系统的工作(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理一、无反馈的调速系统：一、无反馈的调速系统：一、无反馈的调速系统：一、无反馈的调速系统：1 1、系统组成：离心、系统组成：离心摆（测速元件）、摆（测速元件）、引导阀（一级放大引导阀（一级放大元件）、辅助接力元件）、辅助接力器与

3、主配压阀（二器与主配压阀（二级放大元件）、接级放大元件）、接力器（执行力器（执行(zhxng)(zhxng)元件）和元件）和水轮机（调节对象）水轮机（调节对象）。水轮机水轮机第5页/共63页第五页，共63页。2 2、工作原、工作原理理当转速为当转速为额定转速额定转速时，引导时，引导阀与转动阀与转动套、辅助套、辅助(fzh)(fzh)接力器与接力器与配压阀在配压阀在相对中间相对中间位置。位置。第6页/共63页第六页，共63页。当转速升高当转速升高当转速升高当转速升高-离心摆下支持块离心摆下支持块离心摆下支持块离心摆下支持块 带动引导阀转动套带动引导阀转动套带动引导阀转动套带动引导阀转动套上移上移

4、上移上移-引导阀中引导阀中引导阀中引导阀中间腔室与排油相通，间腔室与排油相通，间腔室与排油相通，间腔室与排油相通，腔内油压腔内油压腔内油压腔内油压 辅助接力器与配压辅助接力器与配压辅助接力器与配压辅助接力器与配压阀活塞接通阀活塞接通阀活塞接通阀活塞接通-压压压压力油进入接力器左力油进入接力器左力油进入接力器左力油进入接力器左腔，同时右腔接通腔，同时右腔接通腔，同时右腔接通腔，同时右腔接通排油排油排油排油-接力器活塞右移接力器活塞右移接力器活塞右移接力器活塞右移(yu y)(yu y)(yu y)(yu y)关小导叶，减小流关小导叶，减小流关小导叶，减小流关小导叶，减小流量。量。量。量。Mt=M

5、g Mt=Mg Mt=Mg Mt=Mg 此时接力器继续此时接力器继续此时接力器继续此时接力器继续关闭，导致关闭，导致关闭，导致关闭，导致n0n1n0n1n0n1n0n1关关第7页/共63页第七页，共63页。当转速降低当转速降低当转速降低当转速降低-离心离心离心离心摆下支持块下移摆下支持块下移摆下支持块下移摆下支持块下移-带动引导阀转动套带动引导阀转动套带动引导阀转动套带动引导阀转动套下移下移下移下移-引导阀中间引导阀中间引导阀中间引导阀中间油腔与压力油相通油腔与压力油相通油腔与压力油相通油腔与压力油相通-辅助接力器与主辅助接力器与主辅助接力器与主辅助接力器与主配压阀活塞下移配压阀活塞下移配压阀

6、活塞下移配压阀活塞下移-压力油进入压力油进入压力油进入压力油进入(jnr)(jnr)(jnr)(jnr)接力器右腔，同时接力器右腔，同时接力器右腔，同时接力器右腔，同时左腔接通排油左腔接通排油左腔接通排油左腔接通排油-接力器活塞左移接力器活塞左移接力器活塞左移接力器活塞左移-开大导叶，增加流开大导叶，增加流开大导叶，增加流开大导叶，增加流量。量。量。量。Mt=Mg Mt=Mg Mt=Mg Mt=Mg 此时接力器继续打此时接力器继续打此时接力器继续打此时接力器继续打开，导致开，导致开，导致开，导致n1n0n1n0n1n0n1n0开开第8页/共63页第八页，共63页。3 3、存在、存在、存在、存在

7、(cnzi)(cnzi)问问问问题？题？题？题？当一个调节过程结束后，当一个调节过程结束后，动力矩和阻力矩相平衡时，动力矩和阻力矩相平衡时，引导阀针塞、辅助接力器引导阀针塞、辅助接力器与主配压阀活塞不能及时与主配压阀活塞不能及时回到相对中间位置，控制回到相对中间位置，控制油口不能及时关闭。油口不能及时关闭。当机组转速升高，当机组转速升高，系统通过调节使转速降到系统通过调节使转速降到n0n0后，接力器活塞仍继续后，接力器活塞仍继续推动导叶移动，会产生过推动导叶移动，会产生过调节现象：使转速进一步调节现象：使转速进一步降低于额定降低于额定(dng)(dng)转速，转速，当低到一定值时，系统又当低到

8、一定值时，系统又会按转速过低去调整会按转速过低去调整反复不断调整。反复不断调整。第9页/共63页第九页，共63页。4 4 4 4、结论：、结论：、结论：、结论：稳定的系统：稳定的系统：稳定的系统：稳定的系统：如果机组改变如果机组改变如果机组改变如果机组改变(gibin)(gibin)(gibin)(gibin)了原来的平衡状态，经过调了原来的平衡状态，经过调了原来的平衡状态，经过调了原来的平衡状态，经过调节，机组能达到新的平衡状态。节，机组能达到新的平衡状态。节，机组能达到新的平衡状态。节，机组能达到新的平衡状态。显然，是一个不稳定系统。显然，是一个不稳定系统。显然，是一个不稳定系统。显然，是

9、一个不稳定系统。第10页/共63页第十页，共63页。5 5 5 5、如何、如何、如何、如何(rh)(rh)(rh)(rh)改进？改进？改进？改进？经上述工作过程分析，经上述工作过程分析，造成系统不稳定的原因造成系统不稳定的原因是过调现象。所以要改是过调现象。所以要改进系统就必须：在转速进系统就必须：在转速(zhun s)(zhun s)恢复到额定恢复到额定值（即动力矩与阻力矩值（即动力矩与阻力矩相平衡）时，设法使引相平衡）时，设法使引导阀与转动套、辅助接导阀与转动套、辅助接力器与配压阀活塞回到力器与配压阀活塞回到相对中间位置。相对中间位置。即：引入硬反馈与软反即：引入硬反馈与软反馈馈第11页/

10、共63页第十一页，共63页。二、反馈二、反馈(fnku)(fnku)元件元件1 1、自动控制基本概念、自动控制基本概念:反馈：把系统或环节的输出信号的一部分反送回输反馈：把系统或环节的输出信号的一部分反送回输入入(shr)(shr)端。端。反馈元件反馈元件-用于改善系统稳定性，并形成一定调用于改善系统稳定性，并形成一定调节规律的元件。节规律的元件。负反馈：反馈信号的作用方向与原输入负反馈：反馈信号的作用方向与原输入(shr)(shr)信号的作用方向反馈相反的反馈。信号的作用方向反馈相反的反馈。正反馈：反馈信号的作用方向与原输入正反馈：反馈信号的作用方向与原输入(shr)(shr)信号的作用方向

11、相同的反馈。信号的作用方向相同的反馈。第12页/共63页第十二页，共63页。硬硬 反馈（又称比例反馈）反馈（又称比例反馈）：反馈元件的输出：反馈元件的输出(shch)(shch)信号与反馈输入信号成比例关系。信号与反馈输入信号成比例关系。软反馈（又称暂态反馈）：反馈信号只在调节过程中软反馈（又称暂态反馈）：反馈信号只在调节过程中存在，调节过程结束后，反馈信号自动消失的反馈。存在，调节过程结束后，反馈信号自动消失的反馈。第13页/共63页第十三页，共63页。（一）硬反馈（一）硬反馈(fnku)(fnku)1 1、在水轮机调速系统中，局部反馈、在水轮机调速系统中，局部反馈(fnku)(fnku)和

12、调差机构和调差机构（见（见P10P10系统图）都属于硬反馈系统图）都属于硬反馈(fnku)(fnku)。局部反馈：它在系统中的作用是作为第一级液压局部反馈：它在系统中的作用是作为第一级液压放大机构的内部校正，所以放大机构的内部校正，所以(suy)(suy)对于整个控制对于整个控制系统而言只起到局部反馈的作用。（见图系统而言只起到局部反馈的作用。（见图P10P10系统系统图）图）第14页/共63页第十四页，共63页。硬反馈硬反馈(fnku)特点：特点：1 1、当有输入的时候，就有输出、当有输入的时候，就有输出(shch)(shch)。2 2、输入与输出、输入与输出(shch)(shch)成比例关

13、系（见书成比例关系（见书P8P8）。）。第15页/共63页第十五页，共63页。三、具有硬反馈三、具有硬反馈(fnku)的调速系的调速系 统工作原理统工作原理 C D C D A B A B 关关关关p00p01 1、系统组成：、系统组成：离心摆（测速元离心摆（测速元件）、引导阀件）、引导阀（放大元件）、（放大元件）、辅助接力器与主辅助接力器与主配压阀（放大元配压阀（放大元件）、接力器件）、接力器（执行元件）和（执行元件）和水轮机（调节水轮机（调节(tioji)(tioji)对象）对象）、硬反馈元件、硬反馈元件（杠杆（杠杆ABAB）。）。第16页/共63页第十六页，共63页。C D C D A

14、B A B 关关关关p00p02 2、工作原理、工作原理当转速为当转速为额定转速时，额定转速时，引导阀与转引导阀与转动套、辅助动套、辅助接力器与配接力器与配压阀在相对压阀在相对(xingdu)(xingdu)中间位置。中间位置。第17页/共63页第十七页，共63页。C D C D A B A B 关关关关 p00p0当转速升高当转速升高-离心摆下支持离心摆下支持块上移块上移-带动引导阀转动套上带动引导阀转动套上移移-引导阀中间腔室与排油相引导阀中间腔室与排油相通，腔内油压降低通，腔内油压降低-辅助接力辅助接力器与配压阀活塞器与配压阀活塞(husi)(husi)上移上移-压力油进入接力器左腔，同

15、时压力油进入接力器左腔，同时右腔接通排油右腔接通排油-接力器活塞接力器活塞(husi)(husi)右移右移-关小导叶，减关小导叶，减小流量。同时，当辅助接力器上小流量。同时，当辅助接力器上移时，带动反馈杠杆的移时，带动反馈杠杆的B B端上移端上移-A-A端下移，端下移，C C端随之下移，同端随之下移，同时使时使D D端上移端上移-使引导阀针塞使引导阀针塞上移，使针塞与转动套回到相对上移，使针塞与转动套回到相对中间的位置。中间的位置。第18页/共63页第十八页，共63页。C D C D A B A B 开开开开 p00p0当转速下降的调节当转速下降的调节(tioji)过过程？程？第19页/共63

16、页第十九页，共63页。C D C D A B A B 关关关关 p00p0 例如，机组例如，机组(jz)(jz)在在n0n0下运行，当电网负荷减少下运行，当电网负荷减少时，时，MtMtMg,Mg,机组机组(jz)(jz)转速上升，调速系统开始转速上升，调速系统开始动作，使进入水轮机的流动作，使进入水轮机的流量减少，最终使量减少，最终使MtMtMg Mg，转速停止上升，此时机，转速停止上升，此时机组组(jz)(jz)在转速在转速n1n1下稳定，下稳定，但此时的但此时的n1n1nmax.nmax.即即n0 n1n0 n13、存在、存在(cnzi)问题？问题？第20页/共63页第二十页，共63页。4

17、 4 4 4、结论：具有硬反馈的调速系统解决、结论：具有硬反馈的调速系统解决、结论：具有硬反馈的调速系统解决、结论：具有硬反馈的调速系统解决(jiju)(jiju)(jiju)(jiju)了过调了过调了过调了过调现象，但是存在有差调节。现象，但是存在有差调节。现象，但是存在有差调节。现象，但是存在有差调节。有差调节：经过一个调节过程后，机组转速不有差调节：经过一个调节过程后，机组转速不有差调节：经过一个调节过程后，机组转速不有差调节：经过一个调节过程后，机组转速不能回到原来的转速下平衡，而是回到一个新的转速能回到原来的转速下平衡，而是回到一个新的转速能回到原来的转速下平衡，而是回到一个新的转速

18、能回到原来的转速下平衡，而是回到一个新的转速实现平衡。实现平衡。实现平衡。实现平衡。第21页/共63页第二十一页，共63页。（二）缓冲装置（又称软反馈元件）（二）缓冲装置（又称软反馈元件）1 1、作用和意义：用于调速系统、作用和意义：用于调速系统(xtng)(xtng)的反馈校正，其的反馈校正，其性能直接影响调速系统性能直接影响调速系统(xtng)(xtng)的稳定性。的稳定性。第22页/共63页第二十二页，共63页。缓冲装置的壳体分为上、下缓冲装置的壳体分为上、下2 2个腔室，其内部充油，节流个腔室，其内部充油，节流(ji li)(ji li)孔是上、孔是上、下腔之间的唯一通道；主动活塞受主

19、接力器活塞控制，从动活塞作用于引导下腔之间的唯一通道；主动活塞受主接力器活塞控制，从动活塞作用于引导阀针塞。阀针塞。2、结构、结构(jigu)及其特点：及其特点：第23页/共63页第二十三页，共63页。3 3、工作原理：、工作原理：当主动活塞受到主接力器反馈体的作用向下当主动活塞受到主接力器反馈体的作用向下(xin(xin xi)xi)移动时，下腔油压升高移动时，下腔油压升高-从动活塞上移从动活塞上移-输出输出从动活塞位移信号，并作用于引导阀针塞；同时压缩从从动活塞位移信号，并作用于引导阀针塞；同时压缩从动活塞弹簧。在此期间，因下腔油压高于上腔油压，下动活塞弹簧。在此期间，因下腔油压高于上腔油

20、压，下腔油经调节阀进入上腔室，在主动活塞弹簧恢复力作用腔油经调节阀进入上腔室，在主动活塞弹簧恢复力作用下，上、下腔油压差越来越小，直至压差为下，上、下腔油压差越来越小，直至压差为0 0，从动活，从动活塞在自身弹簧恢复力作用下，回复到中间位置。塞在自身弹簧恢复力作用下，回复到中间位置。第24页/共63页第二十四页，共63页。当主动活塞受到主接力器反馈体的作用当主动活塞受到主接力器反馈体的作用(zuyng)(zuyng)向上移动时，上腔油压升高向上移动时，上腔油压升高-从动活塞从动活塞下移下移-输出从动活塞位移信号，并作用输出从动活塞位移信号，并作用(zuyng)(zuyng)于引导阀针塞；同时向

21、下拉伸从动活塞于引导阀针塞；同时向下拉伸从动活塞弹簧。在此期间，因上腔油压高于下腔油压，上腔弹簧。在此期间，因上腔油压高于下腔油压，上腔油经调节阀进入下腔室，在主动活塞弹簧恢复力作油经调节阀进入下腔室，在主动活塞弹簧恢复力作用用(zuyng)(zuyng)下，上、下腔油压差越来越小，直至下，上、下腔油压差越来越小，直至压差为压差为0 0，从动活塞在自身弹簧恢复力作用，从动活塞在自身弹簧恢复力作用(zuyng)(zuyng)下，回复到中间位置。下，回复到中间位置。由上述分析可知：缓冲装置的输出信号（从动活塞由上述分析可知：缓冲装置的输出信号（从动活塞位移量）只在调节过程中存在，调节过程结束后就位

22、移量）只在调节过程中存在，调节过程结束后就自动消失，所以也称软反馈元件。自动消失，所以也称软反馈元件。第25页/共63页第二十五页，共63页。4 4、输出量（从动活塞位移、输出量（从动活塞位移(wiy)(wiy)量）与输入量（主动活塞的位量）与输入量（主动活塞的位置量）的关系：置量）的关系：第26页/共63页第二十六页，共63页。5 5、缓冲装置的、缓冲装置的2 2种特殊种特殊(tsh)(tsh)情况：情况：当当Td=0Td=0时，即节流孔全开（可极限地认为上下两油腔时，即节流孔全开（可极限地认为上下两油腔全通成一个整体），油流阻力系数为全通成一个整体），油流阻力系数为0 0，此时无论输入信，

23、此时无论输入信号怎样变化，都不产生输出信号，即号怎样变化，都不产生输出信号，即Z2=0.Z2=0.这是因为不管这是因为不管主动活塞上移或是下移，连成一体的上下腔油压无压差，主动活塞上移或是下移，连成一体的上下腔油压无压差，所以从动活塞位置不变。所以从动活塞位置不变。第27页/共63页第二十七页，共63页。当当Td Td 时，节流孔全关，当给主动活塞一个时，节流孔全关，当给主动活塞一个位移位移Z1Z1时，从动活塞也产生一个位移时，从动活塞也产生一个位移Z2Z2，由于节，由于节流孔堵住，上下腔油压无法流孔堵住，上下腔油压无法(wf)(wf)平衡，所以从平衡，所以从动活塞无法动活塞无法(wf)(wf

24、)回复，此时的缓冲装置相当于回复，此时的缓冲装置相当于一个硬反馈元件。一个硬反馈元件。第28页/共63页第二十八页，共63页。k k四、具有四、具有(jyu)软反馈的调速系统软反馈的调速系统1 1、系统组成、系统组成(z(z chn)chn)：离心摆：离心摆（测速元件）、（测速元件）、引导阀（放大元引导阀（放大元件）、辅助接力件）、辅助接力器与主配压阀器与主配压阀（放大元件）、（放大元件）、接力器（执行元接力器（执行元件）和水轮机件）和水轮机（调节对象）、（调节对象）、软反馈元件。软反馈元件。第29页/共63页第二十九页，共63页。k k2 2、工作、工作(gngzu)(gngzu)原原理理当

25、转速为额当转速为额定转速时，引定转速时，引导阀与转动套、导阀与转动套、辅助接力器与辅助接力器与配压阀在相对配压阀在相对中间位置。中间位置。第30页/共63页第三十页，共63页。k k当转速升高当转速升高-离离心心(lxn)(lxn)摆下支持摆下支持块上移块上移-带动引导带动引导阀转动套上移阀转动套上移-引引导阀中间腔室与排导阀中间腔室与排油相通，腔内油压油相通，腔内油压下降下降-辅助接力器辅助接力器与配压阀活塞与配压阀活塞 压力油进入接力器压力油进入接力器左腔，同时右腔接左腔，同时右腔接通排油通排油-接力器接力器活塞右移活塞右移-关小导关小导叶，减小流量。叶，减小流量。第31页/共63页第三十

26、一页，共63页。k k当接力器右移时，当接力器右移时，反馈锥体使杠杆的反馈锥体使杠杆的k k端上移端上移-f-f端下端下移移-缓冲装置主缓冲装置主动活塞受向下的力，动活塞受向下的力，使从动活塞上移使从动活塞上移,推动引导阀针塞上推动引导阀针塞上移与转动套回到相移与转动套回到相对中间位置，使接对中间位置，使接力器停止力器停止(tngzh)(tngzh)移动。移动。此时此时Mt=MgMt=Mg第32页/共63页第三十二页，共63页。k k接力器停止移动后，接力器停止移动后，受活塞受活塞(husi)弹弹簧的作用，主、从簧的作用，主、从动活塞动活塞(husi)逐逐渐向中间位置回复，渐向中间位置回复，同

27、时使引导阀针塞同时使引导阀针塞稍有下移。稍有下移。引导阀针塞下移的引导阀针塞下移的结果是什么？结果是什么？第33页/共63页第三十三页，共63页。k k引导阀针塞稍有下引导阀针塞稍有下移，使导叶进一步移，使导叶进一步关小，使关小，使Mt Mt Mg Mg，进一步降低转速，进一步降低转速，这时，离心摆有所这时，离心摆有所下移，带动转动套下移，带动转动套下移，使转动套与下移，使转动套与针塞回到相对针塞回到相对(xingdu)(xingdu)中间位中间位置，使得已上升了置，使得已上升了的转速降回到原来的转速降回到原来的额定值，并保持的额定值，并保持转速稳定。转速稳定。第34页/共63页第三十四页，共

28、63页。k k转速降低转速降低(jingd)过程过程?第35页/共63页第三十五页，共63页。4 4 4 4、结论：不管是负荷增加使转速下降还是负荷减少使、结论：不管是负荷增加使转速下降还是负荷减少使、结论：不管是负荷增加使转速下降还是负荷减少使、结论：不管是负荷增加使转速下降还是负荷减少使转速上升，经过系统调整后，机组能恢复到原来转速上升，经过系统调整后，机组能恢复到原来转速上升，经过系统调整后，机组能恢复到原来转速上升，经过系统调整后，机组能恢复到原来(yunli)(yunli)(yunli)(yunli)的额定转速并稳定下来，即实现无差调节。的额定转速并稳定下来，即实现无差调节。的额定转

29、速并稳定下来，即实现无差调节。的额定转速并稳定下来，即实现无差调节。无差调节：无差调节：无差调节：无差调节：不论机组负荷增加还是减少，调节后的稳定转速不论机组负荷增加还是减少，调节后的稳定转速(zhun(zhun s)s)都保持不变。都保持不变。第36页/共63页第三十六页，共63页。总结：总结：总结：总结：调速系统中，为了具有稳定性，必须引入反馈环节调速系统中，为了具有稳定性，必须引入反馈环节调速系统中，为了具有稳定性，必须引入反馈环节调速系统中，为了具有稳定性，必须引入反馈环节(hunji)(hunji)；引入硬反馈环节引入硬反馈环节引入硬反馈环节引入硬反馈环节(hunji)(hunji)

30、，系统存在有差调节；，系统存在有差调节；，系统存在有差调节；，系统存在有差调节；引入软反馈环节引入软反馈环节引入软反馈环节引入软反馈环节(hunji)(hunji)，系统可实现无差调节。，系统可实现无差调节。，系统可实现无差调节。，系统可实现无差调节。因这两种反馈均有它们自身的优点，所以在实际系统中，因这两种反馈均有它们自身的优点，所以在实际系统中，因这两种反馈均有它们自身的优点，所以在实际系统中，因这两种反馈均有它们自身的优点，所以在实际系统中，一般一般一般一般2 2 种反馈均同时采用，以实现系统的更好的调节品种反馈均同时采用，以实现系统的更好的调节品种反馈均同时采用，以实现系统的更好的调节

31、品种反馈均同时采用，以实现系统的更好的调节品质。质。质。质。第37页/共63页第三十七页，共63页。三、总结三、总结三、总结三、总结(zngji)(zngji)(zngji)(zngji)1 1、调速系统是如何引入软反馈与硬反馈的？引入后、调速系统是如何引入软反馈与硬反馈的？引入后起到了什么作用、存在起到了什么作用、存在(cnzi)(cnzi)什么问题？什么问题？作业作业(zuy)(zuy)：第38页/共63页第三十八页，共63页。四、调速器的发展四、调速器的发展(fzhn)(fzhn)1.1.发展状况发展状况(zhungkung)(zhungkung)1 1）最早的调速器是机械型调速器，它利

32、用测速元件直接）最早的调速器是机械型调速器，它利用测速元件直接控制进汽阀。控制进汽阀。19 19世纪末至世纪末至2020世纪世纪3030年代，主要的调速器是机械液年代，主要的调速器是机械液压型调速器。它主要是用液压放大元件作为功率放大设压型调速器。它主要是用液压放大元件作为功率放大设备。备。第39页/共63页第三十九页，共63页。20 20世纪世纪4040年代中其，出现了电气液压型调速器。年代中其，出现了电气液压型调速器。它早期是用电气回路代替一些机械元件；后来直到出它早期是用电气回路代替一些机械元件；后来直到出现电子调速器，电气液压型调速器有了独立的模式。现电子调速器，电气液压型调速器有了独

33、立的模式。20 20世纪世纪8080年代以来，出现了微机液压调速器。它年代以来，出现了微机液压调速器。它具有优良的稳定性和速动性。我国在此期间也研制出具有优良的稳定性和速动性。我国在此期间也研制出了多种液压微机调速器，其技术了多种液压微机调速器，其技术(jsh)(jsh)已跻身于世界已跻身于世界先进国家行列。先进国家行列。2 2）19831983年我国第一台水轮机微机调速器诞生年我国第一台水轮机微机调速器诞生3 3）技术）技术(jsh)(jsh)与国际先进水平基本保持同步与国际先进水平基本保持同步第40页/共63页第四十页，共63页。4 4）可靠性、产品质量、工艺水平与国外产品有一定）可靠性、

34、产品质量、工艺水平与国外产品有一定(ydng)(ydng)差距差距 5 5）出现了用国产调速器替换进口产品的苗头）出现了用国产调速器替换进口产品的苗头 第41页/共63页第四十一页，共63页。6）市场逐渐规范，形成数个知名调速器生产(shngchn)公司 7）调速器理论联系实际的科研方法值得强调和提倡第42页/共63页第四十二页，共63页。2.2.现代电网、水电厂的新发展及对水轮机调速器的要现代电网、水电厂的新发展及对水轮机调速器的要求求新发展新发展 1 1）区域电网形成（华北）区域电网形成（华北(Hubi)(Hubi)、华中、华东、华中、华东、西北、东北西北、东北 ）、总功率日趋增大、区域电

35、网间联网）、总功率日趋增大、区域电网间联网 2 2）电网、水电厂广泛采用调度自动化、计算机监）电网、水电厂广泛采用调度自动化、计算机监控系统和自动发电控制（控系统和自动发电控制（AGCAGC）3 3）电网、水电机组运行可靠性大幅度提高）电网、水电机组运行可靠性大幅度提高第43页/共63页第四十三页，共63页。新要求新要求 1 1）调节控制目标）调节控制目标 原来：机组、电网原来：机组、电网(dinwng)(dinwng)频率频率（转速）调节器（转速）调节器 现在：机组、电网现在：机组、电网(dinwng)(dinwng)频率频率（转速）调节器（转速）调节器 孤立电网孤立电网(dinwng)(d

36、inwng)大电网大电网(dinwng)(dinwng)（一次调（一次调频）频）机组功率控制器（二次调频）机组功率控制器（二次调频）调度自动化、调度自动化、AGCAGC的有功功率的有功功率末端控制器末端控制器第44页/共63页第四十四页，共63页。3.3.国内外数字式（微机）调速器的比较国内外数字式（微机）调速器的比较1 1）国内调速器）国内调速器 我国的数字式电液调速器的调节我国的数字式电液调速器的调节(tioji)(tioji)及及控制在国际上处于领先地位。控制在国际上处于领先地位。第45页/共63页第四十五页，共63页。2 2）微机调节器）微机调节器硬件硬件国外调速器国外调速器 各公司采

37、用自行设计生产的专用微机控制器，相各公司采用自行设计生产的专用微机控制器，相互之间没有互之间没有(mi yu)(mi yu)共同的技术标准，差异较大；共同的技术标准，差异较大；控制器生产批量不大，备品备件必需依赖原生产控制器生产批量不大，备品备件必需依赖原生产厂家，升级换代困难；可靠性高。厂家，升级换代困难；可靠性高。第46页/共63页第四十六页，共63页。2 2）微机调节器）微机调节器硬件硬件国内调速器国内调速器 多采用国际知名公司的可编程控制器（多采用国际知名公司的可编程控制器（PLCPLC），不），不同公司同公司PLCPLC产品的装置要求、试验、编程语言、用户产品的装置要求、试验、编程语

38、言、用户指南和技术条件等均是按照国际电工委员会（指南和技术条件等均是按照国际电工委员会（IECIEC）的可编程控制器（的可编程控制器（PLCPLC）技术标准设计生产）技术标准设计生产(shngchn)(shngchn)的；的；生产生产(shngchn)(shngchn)批量很大，备品备件获取方便，升批量很大，备品备件获取方便，升级换代有保证；级换代有保证；采用采用PLCPLC及国际知名品牌器件系统集成，可靠性高。及国际知名品牌器件系统集成，可靠性高。第47页/共63页第四十七页，共63页。软件软件 调速器的调节和控制性能及功能主要由微机调速器的调节和控制性能及功能主要由微机调节器的应用程序实现

39、和保证。调节器的应用程序实现和保证。国外调速器国外调速器 调速器用户程序受知识产权保护，不向用户调速器用户程序受知识产权保护，不向用户公开和交底公开和交底(jio d)(jio d)；技术培训不到位，只提供少量参数修改人机技术培训不到位，只提供少量参数修改人机界面，不允许修改应用程序；界面，不允许修改应用程序；应用程序的编制方式、原则、习惯适合原产应用程序的编制方式、原则、习惯适合原产国（地区）的文化渊源和电网国（地区）的文化渊源和电网 运行要求，不太适合中国的国情；运行要求，不太适合中国的国情；第48页/共63页第四十八页，共63页。软件软件国内调速器国内调速器 调速器应用程序具有自主的知识

40、产权，附加详细的调速器应用程序具有自主的知识产权，附加详细的框图及注解，彻底向用户公开和交底；框图及注解，彻底向用户公开和交底；承诺全面的技术培训，用户可以承诺全面的技术培训，用户可以(ky)(ky)根据运行要根据运行要求或工况变化修改用户程序；求或工况变化修改用户程序；应用程序的编制方式、原则、习惯考虑了中国电网应用程序的编制方式、原则、习惯考虑了中国电网运行特点及要求，适合我国的文化渊源及国情。运行特点及要求，适合我国的文化渊源及国情。第49页/共63页第四十九页，共63页。3 3）电）电/机转换器机转换器国外调速器国外调速器 多采用比例伺服阀或电液转换器，比例伺服阀静多采用比例伺服阀或电

41、液转换器，比例伺服阀静态、动态性能优秀态、动态性能优秀国内调速器国内调速器 除采用进口的比例伺服阀或电液转换器外，还采除采用进口的比例伺服阀或电液转换器外，还采用我国特色用我国特色(ts)(ts)的伺服的伺服/步进电机电步进电机电/机转换机转换器器第50页/共63页第五十页，共63页。5 5）售后服务及备品备件）售后服务及备品备件国外调速器国外调速器 售后服务渠道售后服务渠道(qdo)(qdo)不够畅通，服务响应周期长，售不够畅通，服务响应周期长，售后服务成本高；后服务成本高；备品备件价格很高，供应困难，关键部件和模块必需备品备件价格很高，供应困难，关键部件和模块必需依赖原生产厂，存在原生产厂

42、变更、更新换代或停产后，依赖原生产厂，存在原生产厂变更、更新换代或停产后，备品备件无法供应的可能。备品备件无法供应的可能。国内调速器国内调速器 售后服务渠道售后服务渠道(qdo)(qdo)畅通，服务响应周期短，售后服务畅通，服务响应周期短，售后服务成本低；成本低；备品备件供应方便，微机调节器的控制核心（备品备件供应方便，微机调节器的控制核心（PLCPLC）等重）等重要器件均为国际知名品牌产品，在市场上即可方便购买，要器件均为国际知名品牌产品，在市场上即可方便购买，机械液压部件国内也已逐渐能自行加工。机械液压部件国内也已逐渐能自行加工。第51页/共63页第五十一页，共63页。调速器介绍：调速器介

43、绍：调速器的定义调速器的定义(dngy)(dngy)：1 1、2 2、调速器的作用：孤网调速器的作用：孤网 大电网大电网第52页/共63页第五十二页，共63页。调速器介绍调速器介绍(jisho)(jisho)：第53页/共63页第五十三页，共63页。调速器介绍调速器介绍(jisho)(jisho)：第54页/共63页第五十四页，共63页。调速器介绍调速器介绍(jisho)(jisho)：第55页/共63页第五十五页，共63页。调速器介绍调速器介绍(jisho)(jisho)：第56页/共63页第五十六页，共63页。调速器介绍调速器介绍(jisho)(jisho)：第57页/共63页第五十七页，

44、共63页。调速器介绍调速器介绍(jisho)(jisho)：第58页/共63页第五十八页，共63页。一次调频：一次调频：通过各原动机调速器来调节通过各原动机调速器来调节(tioji)(tioji)发电发电机组转速，以使驱动转矩随系统频率而变化的机组转速，以使驱动转矩随系统频率而变化的调频方式。调频方式。特点是频率调整速度快特点是频率调整速度快,但调整量随发电但调整量随发电机组不同而不同机组不同而不同,且调整量有限且调整量有限,值班调度员难值班调度员难以控制。以控制。第59页/共63页第五十九页，共63页。国家电力调度通讯中心关于电网一次调频对水电机国家电力调度通讯中心关于电网一次调频对水电机组

45、调速系统的主要技术要求：组调速系统的主要技术要求：负荷变化幅度限制：水电机组参与一次调频的负荷变化幅度限制：水电机组参与一次调频的负荷变化幅度，不加限制。一次调频功能负荷变化幅度，不加限制。一次调频功能(gngnng)(gngnng)为必备功能为必备功能(gngnng)(gngnng)，不得由运行人，不得由运行人员切除；不得在开度限制工况下运行。员切除；不得在开度限制工况下运行。第60页/共63页第六十页，共63页。一次调频与二次调频：一次调频与二次调频：一次调频是有差调频，不能维持电网频率不变，一次调频是有差调频，不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变程度。所以还需要利用同步只能缓和电

46、网频率的改变程度。所以还需要利用同步器增、减某些机组的负荷，以恢复电网频率，这一过器增、减某些机组的负荷，以恢复电网频率，这一过程称为二次调频。程称为二次调频。只有经过二次调频后，电位频率才能精确地保持只有经过二次调频后，电位频率才能精确地保持恒定值。二次调频的实现有以下两种方法：恒定值。二次调频的实现有以下两种方法：电网调频由中心调度所调度员根据电网调频由中心调度所调度员根据(gnj)(gnj)负荷潮负荷潮流及电网频率，给各厂下达负荷调整命令，由各发电流及电网频率，给各厂下达负荷调整命令，由各发电单位进行调整，实现全网的二次调频。单位进行调整，实现全网的二次调频。采用自动发电控制系统（采用自

47、动发电控制系统（AGCAGC），由计算机（电脑），由计算机（电脑调度员）对各厂机组进行遥控，来实现调频全过程，调度员）对各厂机组进行遥控，来实现调频全过程，参加该系统的各机组必须具有机炉协调控制系统。参加该系统的各机组必须具有机炉协调控制系统。第61页/共63页第六十一页，共63页。区别：一次调频是汽轮机、水轮机调速系统要据电区别：一次调频是汽轮机、水轮机调速系统要据电网频率的变化，自发的进行调整网频率的变化，自发的进行调整(tiozhng)(tiozhng)机组负机组负荷以恢复电网频率，二次调频是根据电网频率高低荷以恢复电网频率，二次调频是根据电网频率高低来调整来调整(tiozhng)(tiozhng)机组负荷机组负荷 。第62页/共63页第六十二页，共63页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第63页/共63页第六十三页，共63页。