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水電機組調速器綜合測試儀

時間：2022-11-06

中試控股技術研究院魯工為您講解：水電機組調速器綜合測試儀

ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統

ZSTG2000水輪機調速器仿真測試儀，別名：水輪機調速系統仿真測試儀。英文名（Hydraulic Turbinegovernor Simulationtester）是中試控股針對于水力發電調速系統、水力發電自動準同期系統特性檢測與華中科技大學聯合開發的一種綜合性測試平臺，儀器可以完成水輪機調速系統的空載擺動、空載擾動、甩負荷、不動時間，調速器靜特性，接力器開關規律、仿真開/關機支持，頻率死區測量、負荷響應試驗和跟蹤電網一次調頻等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，ZSTG2000水輪機調速器仿真測試儀還可以做通用錄波器和頻率發生器使用，并且系統采樣頻率可以達到4KHZ，這大大拓寬了儀器的使用范疇，增強了儀器的靈活性。
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統內部集成了5種不同類型的水輪機組模型，儀器可以執行這些模型的仿真功能，使之與調速器構成閉環系統，使調速器在沒有與真實機組連接的情況下也可以很方便的完成動態檢測。
水輪機調速器是水輪發電機組非常重要的輔助控制設備之一。它的運行品質的好壞直接決定了機組的安全和穩定運行。降低水輪機調速器的故障率是提高機組運行可靠性的最行之有效的手段。

始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

1.1 ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統簡介
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統是湖北中中試針對于水力發電調速系統、水力發電自動準同期系統特性檢測而開發的一種綜合性測試平臺，中試控股儀器可以完成水輪機調速系統的空載擺動、空載擾動、甩負荷、不動時間，調速器靜特性，接力器開關規律、仿真開/關機支持，頻率死區測量、負荷響應試驗和跟蹤電網一次調頻等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統還可以做通用錄波器和頻率發生器使用，并且系統采樣頻率可以達到4KHZ，這大大拓寬了儀器的使用范疇，增強了儀器的靈活性。
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統內部集成了5種不同類型的水輪機組模型，中試控股儀器可以執行這些模型的仿真功能，使之與調速器構成閉環系統，使調速器在沒有與真實機組連接的情況下也可以很方便的完成動態檢測。
1.2ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統特性和技術參數
1.2.1 軟件系統
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統具有功能強大的軟件系統，在保證儀器能夠方便完成各種試驗的同時，大大提高了儀器的靈活性和通用性。儀器的軟件系統的主要特性可概括如下：
1儀器能夠自動生成WORD試驗報告，Excel試驗報告
2 試驗報告對曲線進行自動標識，使試驗報告制作完全自動化
3 所有采樣通道的名稱和單位都可以重新定義
4 各種試驗的試驗環境設置和儀器設置自動保存
5 內置混流式，軸流轉漿式，沖擊式，貫流式和非線性5種機組模型，滿足不同類型調速器的仿真支持
6 自動計算各種試驗的試驗參數
7 簡單方便的通道濾定方式
8 中試控股使用U盤或移動硬盤等存儲設備方便的導出試驗數據
9 實時繪制試驗曲線，并且提高多種曲線分析工具，使用戶可以對曲線進行任意縮放和定位操作
10 Windows XPE操作系統，可以實現軟件系統自我保護與恢復，防止病毒攻入與侵蝕
11 采用防抖動處理，避免用戶錯誤操作
12 對輸入信號進行實時監測，及時自動切除超過量程范圍的輸入信號，保護信號采集通道和儀器
1.2.1 ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統硬件系統
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統硬件系統特性和技術參數如下：
1> 8路低電壓／電流模擬量采集，電壓和電流可以任意轉換，電壓輸入范圍-10V~10V，電流輸入范圍-20mA~20mA，10%~100%滿量程采樣誤差小于0.2%
2> 2路頻率測量通道，45HZ~55HZ范圍，頻率分辨率為0.001HZ，測量誤差小于0.001HZ，測頻電壓輸入范圍0.5V~110V
3> 2路無源節點開關量測量通道
4> 2路有源節點開關量測量通道，開關信號輸入電壓范圍12V~220V
5> 8路模擬量采集通道采用隔離采集方式，并且通道和通道之間也相互隔離
6> 2路有源節點開關量測量通道，開關信號輸入電壓范圍12V~220V
7> 1路4-20mA模擬量輸出通道,輸出誤差0.2%
8> 1路頻率輸出通道，頻率分辨率為0.001HZ，45Hz-55Hz范圍內輸出誤差0.001HZ，輸出電壓幅值AC12V
8> 觸摸屏方式實現人機交互
9> 中試控股儀器自帶8G數據存儲空間
10> 12.1寸大彩屏顯示

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水輪機調速器作用，類型，工作原理
1、水輪機調速器的作用是通過控制導水葉接力器（槳葉接力器）接力器的操作油量來控制導水葉(槳葉）的開度大小進而控制水輪機過水流量的大小來調整水輪機的轉速，也就是調整水輪機的轉速的作用。

2、水輪機調速器可按調節對象分為單調節調速器和雙調節調速器，即俗稱的單調調速器和雙調調速器，也可按調節元件分為機械調速器（即ST和T型）、電氣調速器（DST型和DT型）、微機調速器（即WST型和WT型）等，還可更細分為離心飛擺的、環噴的、步進電機的、液壓閥的、直連的、板式管道無明管的等等。

3、水輪機調速器的工作原理基本上就是將轉速信號（機組頻率）與電網頻率（給定頻率）進行對比，根據其差值給予電液轉換器一個操作接力器開或關的信號（命令）來控制水輪機過水流量從而調節水輪機轉速的作用。

水輪機調速器的基本作用是什么？
調速器的基本作用是：
(l)能自動調節水輪發電機組的轉速，使其保持在額定轉速允許偏差內運轉，以滿足電網對頻率質量的要求。
(2)能使水輪發電機組自動或手動快速啟動，適應電網負荷的增減，正常停機或緊急停機的需要。
(3)當水輪發電機組在電力系統中并列運行時，調速器能自動承擔預定的負荷分配，使各機組能實現經濟運行。
(4)能滿足轉槳式、沖擊式水輪機雙重協聯調節的需要。
2．我國反擊式水輪機調速器系列型譜中有哪些類型？
反擊式水輪機調速器系列型譜中主要包括：
(1)機械液壓式單調節調速器。如：T－100、YT－1800、YT一300、YTT－35等。
(2)電氣液壓式單調節調速器。如：DT-80、YDT－1800等。
(3)機械液壓式雙調節調速器。如：ST－80、ST-150等。
(4)電氣液壓式雙調節調速器。如：DST-80、DST一200等。
另外，仿前蘇聯的中型調速器CT－40，重慶水輪機廠生產的中型調速器CT-1500作為系列型譜的代用品，仍在一些小型水電站中使用。
3．調節系統常見故障的主要原因有哪些？
調速器本身以外的原因造成的，大體可歸納為：
(1)水力因素由于引水系統水流的壓力脈動或振動而導至水輪機的轉速脈動。
(2)機械因素主機本身擺動。
(3)電氣因素發電機轉子和走子的間隙不均勻，電磁力不平衡，勵磁系統不穩而使電壓振蕩，永磁機制造和安裝質量不佳而導致飛擺電源信號的脈動。
由調速器本身原因造成的故障：
在處理這類問題之前，首先應當確定故障的屬類，然后再進一步縮小分析和觀察的范圍，盡快找到故障的結所癥在，以便對癥下藥，迅速排除。
在生產實踐中遇到的問題往往很復雜，原因也很多。這就要求除認真掌握調速器的基本原理外，對各種故障的表現形式、檢查方法及處理對策等，都應全面地了解。
4．YT系列調速器主要有哪些組成部分？
YT系列調速器主要由以下幾部分組成：
(1)自動調節機構包括飛擺與引導閥、緩沖器、永態調差機構、反饋機構的傳遞杠桿裝置、主配壓閥、接力器等。
(2)控制機構包括變速機構、開度限制機構、手動操作機構等。
(3)油壓設備包括回油箱、壓力油箱、中間油箱、螺旋油泵組及其控制用的電接點壓力表、補氣閥、止回閥、安全閥等。
(4)保護裝置包括變速機構與開度限制機構電動機的保護、限位開關、緊急停機電磁閥、油壓設備事故低壓的壓力信號器等。
(5)監視儀表及其他包括變速機構、永態調差機構與開度限制機構指示表、轉速表、壓力表、漏油器及油管路等。

調速器的基本作用是： (1)能自動調節水輪發電機組的轉速，使其保持在額定轉速允許偏差內運轉，以滿足電網對頻率質量的要求。 (2)能使水輪發電機組自動或手動快速啟動，適應電網負荷的增減，正常停機或緊急停機的需要。 (3)當水輪發電機組在電力系統中并列運行時，調速器能自動承擔預定的負荷分配，使各機組能實現經濟運行。 (4)能滿足轉槳式、沖擊式水輪機雙重協聯調節的需要。

水輪機調速器是水輪發電機組非常重要的輔助控制設備之一，它的運行品質的好壞直接決定了機組的安全和穩定運行。

1.水輪機調速器的主要任務

電網系統負荷的不斷變化，致使電網系統頻率會不斷變化。水輪機調速器的主要任務是通過調節水輪發電機組的輸出功率，維持水輪機組在額定轉速。

水輪機隨著機組負荷的變化而相應地改變導葉開度（或針閥行程），使機組轉速恢復并保持為額定值或某一預定值的過程稱為水輪機調節。

根據異步交流電機原理：轉速n=60f/P

式中：f——頻率；P——磁極對數

據此，轉速n與電源頻率f成正比，調節機組轉速即是調節機組輸出頻率。

水輪機調節實質上是轉速調節，進行這種調節的裝置稱為水輪機調速器，它是以機組轉速的偏差為依據來實現導葉開度的調節。
2.水輪機調速系統的組成
一般由調速柜、接力器、油壓裝置三部分組成。
2.1調速柜
控制水輪機的主要設備，能感受指令并加以放大，操作執行機構，使轉速保持在額定范圍內。調速柜還可進行水輪機開機、停機操作，并進行調速器參數的整定。
2.2接力器
調速器的執行機構，接力器控制水輪機調速環（控制環）調節導葉開度，以改變進入水輪機的流量。
2.3油壓裝置
由壓力油罐，回油箱，油泵三部分組成。
壓力油罐中1/3是油，2/3為壓縮空氣，保證油壓的穩定，油罐額定油壓一般為2.5MPa、4.0MPa。若壓力油罐中油位到下限，油壓低于額定壓力0.2~0.3MPa時，油泵自動工作把回油箱中的油壓入壓力油罐，罐中油位達到規定位置，壓力達到額定油壓時，油泵自動關機。為安全設兩臺油泵，互為備用。
中小型調速器的調速柜、接力器和油壓裝置組合在一起成為一個整體；大型調速器的調速柜、接力器和油壓裝置則分開設置。
3.調速器的類型
3.1根據測速元件的不同，調速器可分為機械液壓型與電氣液壓型兩大類。
機械液壓型控制部分為機械元件（飛擺、杠桿等），操作部分為液壓系統；
電氣液壓型控制部分為測頻回路（進行測頻、放大、反饋），操作部分為液壓系統。
3.2按調節機構數目不同，分為單調節和雙調節。
單調節是指以導水機構為唯一調節對象，適用于混流式和軸流定槳式水輪機；
雙調節是指具有雙重調節對象的調節器，如軸流轉槳式水輪機，除調節導水機構外，還調節轉輪葉片轉角；沖擊式水輪機即調節針閥又調節折流器。
3.3按調速器容量大小不同，可分為大型與中小型調速器。
大型調速器的主配壓閥直徑大于80mm；中型調速器的調速功在10000—30000N˙m；小型調速器的調速功小于10000N˙m。