汽轮机调节、保护ppt课件.ppt
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1、石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第四章第四章 汽轮机的调节保护系统汽轮机的调节保护系统第一节汽轮机的调节系统第一节汽轮机的调节系统一、汽轮机调节系统的作用一、汽轮机调节系统的作用 在外界负荷变化时,及时地调在外界负荷变化时,及时地调节汽轮机节汽轮机功率功率,以满足用户用电量,以满足用户用电量变化的需要;同时保证汽轮发电机变化的需要;同时保证汽轮发电机组的工作组的工作转速转速在正常允许范围之内,在正常允许范围之内,保证供电质量保证供电质量。石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特
2、色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能分析:负荷与转速的关系:分析:负荷与转速的关系:汽轮机受着两个力矩的作用:蒸汽主力矩和电磁阻汽轮机受着两个力矩的作用:蒸汽主力矩和电磁阻力矩。力矩。稳定工况下,蒸汽主力矩等于电磁阻力矩。稳定工况下,蒸汽主力矩等于电磁阻力矩。负荷增加时,电磁阻力矩大于蒸汽主力矩,机组转负荷增加时,电磁阻力矩大于蒸汽主力矩,机组转速下降;负荷减小,蒸汽主力矩大于电磁阻力矩,机组速下降;负荷减小,蒸汽主力矩大于电磁阻力矩,机组转速增加。转速增加。二、汽轮机调节原理二、汽轮机调节原理 调节系统感受转速的变化,并根据转速变化改变调调节系统
3、感受转速的变化,并根据转速变化改变调门开度,改变汽轮机进汽量,使蒸汽主力矩与电磁阻力门开度,改变汽轮机进汽量,使蒸汽主力矩与电磁阻力矩重新达到新的平衡,并维持汽轮发电机转速基本不变。矩重新达到新的平衡,并维持汽轮发电机转速基本不变。如图:离心式调速器调节系统如图:离心式调速器调节系统石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能液压调节系统液压调节系统组成:调速器错油门(滑阀)油动机调节阀外界负荷减小转速增加滑环上移滑阀上移油动机活塞下移调门开大滑阀下移至断油位置调速器ABCp0泄油泄油离心式调速器调节系
4、统简图传动齿轮滑环杠杆错油阀油动机调节阀石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能压压力力油油回回油油b ba ac c径向钻孔泵调节系统径向钻孔泵调节系统:径向钻孔泵与汽轮机主轴连在一起,汽轮机转速的变化导致径向钻孔泵出口油压的变化。石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能三、汽轮机调节系统的组成三、汽轮机调节系统的组成给定值转速感受机构配汽机构汽轮机n(转速)反馈机构滑阀油动机石家庄永泰电力培训中心讲义
5、为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(一)感应机构(一)感应机构1、作用:感受汽轮机转速的变化,并将其转变成其它物理信号、作用:感受汽轮机转速的变化,并将其转变成其它物理信号(位移、油压)。(位移、油压)。2、感应机构的类型:机械式、感应机构的类型:机械式、液压式(径向钻孔泵调速器、旋液压式(径向钻孔泵调速器、旋转阻尼调速器)转阻尼调速器)石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(二)传动放大机构(二)传动放大机构1、对调速器
6、(感应机构)的输出信号进行传递放大。、对调速器(感应机构)的输出信号进行传递放大。输入是:调速器送来的位移或油压输入是:调速器送来的位移或油压 输出是:油动机活塞的位移输出是:油动机活塞的位移2、传动放大机构按工作原理分成断流式和贯流式两种。传动放大机构按工作原理分成断流式和贯流式两种。断流式:稳定状态时错油门处于断开位置,油动机中没有油断流式:稳定状态时错油门处于断开位置,油动机中没有油流动。流动。贯流式:通过改变油口的面积(即改变油口的节流程度),贯流式:通过改变油口的面积(即改变油口的节流程度),使油压产生较大的变化值,以获得较大工作能力的放大机构。使油压产生较大的变化值,以获得较大工作
7、能力的放大机构。如压力变换器。如压力变换器。3、调节系统的负反馈:错油门动作引起油动机动作,而油动机调节系统的负反馈:错油门动作引起油动机动作,而油动机的动作又引起错油门向相反的方向动作。的动作又引起错油门向相反的方向动作。负反馈的作用:使调节系统稳定。负反馈的作用:使调节系统稳定。4、油动机的类型、油动机的类型石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(三)配汽机构(执行机构)(三)配汽机构(执行机构)1、作用:将油动机的位移信号转化为蒸汽流量信号。、作用:将油动机的位移信号转化为蒸汽流量信号。2、
8、配汽机构组成:开启(传动)装置、调节阀、配汽机构组成:开启(传动)装置、调节阀 国产汽轮机多采用喷嘴调节法控制汽轮机的进汽量。提板式传动机构的调速汽阀:正确调整调速汽阀的重叠度(当前一个调速汽阀后蒸汽压力达到阀前压力的90%时,下一个调速汽阀应随即开启)(四)调压器(四)调压器(供热机组特有装置):调节供汽压力,使其在一定的变化范围内。原理:调压器滑阀下部蒸汽的作用力和上方弹簧的作用力相平衡。滑阀处于某一平衡位置。当蒸汽压力变化时,滑阀运动,改变脉冲油口的大小,引起脉冲油压改变,从而使错油阀和油动机及调速汽阀改变。石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大
9、精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能P Pn np pm m配汽机构配汽机构特性曲线特性曲线传递特性传递特性曲线曲线调速器特调速器特性曲线性曲线调节系统静调节系统静态特性曲线态特性曲线调节系统的四象限图cPn四、调节系统的静态特性曲线四、调节系统的静态特性曲线1、稳定工况下,汽轮机转速与功率之间的稳定工况下,汽轮机转速与功率之间的关系称为调节系统的静态特性曲线。关系称为调节系统的静态特性曲线。石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代
10、中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 2 2、调节系统的速度变动率、调节系统的速度变动率 汽轮机空负荷时的稳定转速与满负荷时的稳定转速之汽轮机空负荷时的稳定转速与满负荷时的稳定转速之间的差值与额定转速之比的百分数称为调节系统的速间的差值与额定转速之比的百分数称为调节系统的速度变动率。度变动率。取取=3%=3%6%6%n np p速度变动率决定了静态速度变动率决定了静态特性曲线的倾斜程度特性曲线的倾斜程度速度变动率对机组运行的影响:速度变动率对机组运行的影响:单机运行:单机运行:n np pP P2 2n n2 2P P1 1n n1 1调节系
11、统使机组转速沿静态特性曲调节系统使机组转速沿静态特性曲线变化线变化并网运行并网运行速度变动率决定了外负荷变化时速度变动率决定了外负荷变化时的转速变化量的转速变化量nn2 2 机组单机供电外负荷变化时机组单机供电外负荷变化时汽轮发电机组在并网运行期间,其转速与电网频率对应,汽轮发电机组在并网运行期间,其转速与电网频率对应,电网中所有发电机组输出功率的总和与所有负载消耗功电网中所有发电机组输出功率的总和与所有负载消耗功率的总和平衡时,电网频率率的总和平衡时,电网频率保持稳定。也就是说,保持稳定。也就是说,并网并网机组的转速是由电网中所有机组共同调节的机组的转速是由电网中所有机组共同调节的。石家庄永
12、泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能当外负荷变化时,电网所有机组的总功率与电负荷失衡,当外负荷变化时,电网所有机组的总功率与电负荷失衡,引起电网频率变化,要求并网机组迅速按各自静态特性引起电网频率变化,要求并网机组迅速按各自静态特性曲线改变功率,使电网变化等于总负荷变化,减少电网曲线改变功率,使电网变化等于总负荷变化,减少电网频率的变化量,这个过程叫做频率的变化量,这个过程叫做一次调频。一次调频。在参加一次调频的各机组间在参加一次调频的各机组间以两台机组并列运行为例说明以两台机组并列运行为例说明电网总负
13、电网总负荷变化量荷变化量如何分配如何分配?P1n1nPnPn2P2P1P2石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 在外负荷变化引起电网频率变化时,参加一次调频的在外负荷变化引起电网频率变化时,参加一次调频的机组按照各自速度变动率自动分配总负荷变化量。机组按照各自速度变动率自动分配总负荷变化量。速度变动率小的机组,承担负荷变化大,一次调频能力强。速度变动率小的机组,承担负荷变化大,一次调频能力强。速度变动率大的机组,承担负荷变化小,一次调频能力弱。速度变动率大的机组,承担负荷变化小,一次调频能力弱。
14、不同机组对速度变动率不同机组对速度变动率 的要求的要求尖峰负荷机组尖峰负荷机组 较小,一般为较小,一般为3%3%4%4%,一般一般 的范围为的范围为3%3%6%6%也不能过小也不能过小nP极端情况极端情况 机组功率在零负荷和满负机组功率在零负荷和满负荷间晃动,不能稳定运行。荷间晃动,不能稳定运行。石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n np p3000300031803180甩全负荷后,甩全负荷后,机组转速稳机组转速稳态变化量态变化量32703270n nt t3000300031803180动
15、态过程转速最大动态过程转速最大超调量一般为超调量一般为33003300机组超速机组超速保护动作保护动作转速转速带基本负荷机组带基本负荷机组 较大,一般为较大,一般为也不能过大也不能过大4%4%6%6%,石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3 3、迟缓率迟缓率P P2 2P P1 1P Pn nP P0 0 调节系统,升速过程和减速过程各有一根静态曲线,不相调节系统,升速过程和减速过程各有一根静态曲线,不相重合,形成一条带状,它表示该调节系统阻力的大小,通重合,形成一条带状,它表示该调节系统阻力的
16、大小,通常用调节系统的迟缓率表示。常用调节系统的迟缓率表示。n n1 1,n,n2 2表示在机组同一功率下的最高和最低转速表示在机组同一功率下的最高和最低转速n n0 0是汽轮机的额定转速是汽轮机的额定转速迟缓率迟缓率 越小越好越小越好液压调节系统液压调节系统功频电液调节系统功频电液调节系统汽轮机单机运行,迟缓率引起机组转速自振汽轮机单机运行,迟缓率引起机组转速自振汽轮机并列运行,迟缓率引起机组的功率的晃动汽轮机并列运行,迟缓率引起机组的功率的晃动n nP Pn nP PP P0 0五、同步器与二次调频五、同步器与二次调频一次调频结束一次调频结束后电网频率不后电网频率不合格怎么办?合格怎么办?
17、一次调频不能保证一次调频不能保证频率在合格范围内频率在合格范围内电网频率变化时电网频率变化时 ,并,并列运行机组按照速度变列运行机组按照速度变动率自动分配负荷动率自动分配负荷电网频率不变时,电网频率不变时,如何改变机组负如何改变机组负荷?荷?运行中机组负荷的摆动值与调节系统的迟缓率成正比,与调节系统的速度变动率成反比。石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n nP PP P2 2n n2 2P P1 1n n1 1平移静态特性曲线平移静态特性曲线维持转速不变维持转速不变 二次调频,电网频率不正常二
18、次调频,电网频率不正常时,通过平移某些机组的静时,通过平移某些机组的静态特性曲线,增加或减小这态特性曲线,增加或减小这些机组功率,以恢复电网的些机组功率,以恢复电网的正常频率,这称为二次调频正常频率,这称为二次调频n n2 2PP2 2PP1 1+n n1 1P P1 1P P2 2PP1 1n nP Pn nP P蓝色箭头表示什么蓝色箭头表示什么过程?过程?棕色箭头表示棕色箭头表示什么过程?什么过程?a ab bc c石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能在机组负荷不变时改变转速;在机组负荷不变
19、时改变转速;作用作用n nP PPP2 2n nP PP P2 2n n1 1P P2 2P P1 1PP1 10 0外负荷不变,网外负荷不变,网内机组如何改变内机组如何改变所带负荷,例如所带负荷,例如某机组需停机检某机组需停机检修,怎么办?修,怎么办?凡是能够平移调节系统静态特性曲线的装置称为同步器凡是能够平移调节系统静态特性曲线的装置称为同步器同步器实质上是人为改变调门开度的机构。(如图)同步器实质上是人为改变调门开度的机构。(如图)在转速不变时改变负荷。在转速不变时改变负荷。石家庄永泰电力培训中心讲义为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发
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