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汽輪機調速器和機組跟蹤電網一次調頻試驗仿真測試儀

時間：2022-11-06

中試控股技術研究院魯工為您講解：汽輪機調速器和機組跟蹤電網一次調頻試驗仿真測試儀

ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀

汽輪機調速測試儀是針對于熱電廠電調速系統、熱電廠自動準同期系統特性檢測而開發的一種綜合性測試平臺，儀器可以完成DEH靜特性，轉速死區測量、負荷響應試驗和同期試驗等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，203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。

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

ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀簡介
汽輪機調速測試儀是針對于熱電廠電調速系統、熱電廠自動準同期系統特性檢測而開發的一種綜合性測試平臺，儀器可以完成DEH靜特性，轉速死區測量、負荷響應試驗和同期試驗等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，203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。
ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀特點
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. 自動計算各種試驗的試驗參數
6. 簡單方便的通道濾定方式
7. 使用 U 盤或移動硬盤等存儲設備方便的導出試驗數據
8. 實時繪制試驗曲線，并且提供多種曲線分析工具，使用戶可以對曲線進行任意縮放和定位操作
9. 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
10. 采用防抖動處理，避免用戶錯誤操作
ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀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路方波頻率測量通道，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
5.一路方波信號頻率輸出，45Hz～55Hz 輸出頻率誤差小于 0.001Hz，輸出范圍 1.3～200Hz，一路4-20mA 頻率輸出，輸出頻率范圍可自定義，滿量程誤差小于 0.1%
6.8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
7.1個USB 口用于數據下載或鍵盤，鼠標輸入
8.觸摸屏方式實現人機交互
9.儀器自帶 4G 數據存儲空間
10.12.1 寸大彩屏顯示
ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀參數
1.8個低電壓輸入通道，信號范圍為-10V~10V，各個通道相互隔離
2.8個弱電流輸入通道，信號范圍為-20mA~20mA，各個通道相互隔離
3.2個方波頻率信號測量通道，輸入電壓范圍 0~110V（有效值），測量范圍 0~1000HZ
4.2個無源節點開關量輸入通道，輸入信號為機械節點
5.2個有源節點開關量輸入通道，輸入信號電壓范圍為 12V~220VDC
6.1個頻率信號輸出通道，輸出頻率信號幅值 AC12V，輸出頻率范圍 1.3Hz~200Hz，45Hz～55Hz 內輸出頻率誤差小于 0.001Hz，全量程內頻率誤差小于 0.005Hz
7.1個4-20mA 頻率輸出，輸出頻率值范圍可自定義，輸出電流誤差小于 0.01mA
注意：接線時請注意面板上信號的輸入輸出范圍

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水輪機調速器仿真測試儀核心重點
產品簡介
水輪機調速器仿真測試儀是我公司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，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，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。

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。

產品特點
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 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

技術參數
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> 儀器自帶32G數據存儲空間
10> 12.1寸大彩屏顯示

水輪機調速系統仿真測試儀性能參數
水輪機調速系統仿真測試儀
產品用途
水輪機調速系統仿真測試儀是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，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，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。
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更方便的完成動態檢測。
水輪機調速系統仿真測試儀產品特點
1.1 軟件系統
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：
儀器能夠自動生成WORD試驗報告，Excel試驗報告。
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。
所有采樣通道的名稱和單位都可以重新定義。
各種試驗的試驗環境設置和儀器設置自動保存。
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。
自動計算各種試驗的試驗參數。
簡單方便的通道濾定方式。
使用U盤或移動硬盤等存儲設備方便的導出試驗數據。
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。
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。
采用防抖動處理，避免用戶錯誤操作。
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。

水輪機調速系統仿真測試儀技術參數
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。
2路無源節點開關量測量通道。
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。
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。
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。
1路4-20mA模擬量輸出通道,輸出誤差0.2%。
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。
觸摸屏方式實現人機交互。
儀器自帶8G數據存儲空間。
12.1寸大彩屏顯示。

水輪機調速器仿真測試儀總體介紹
產品介紹Product introduction
水輪機調速器仿真測試儀是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，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，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。

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。

產品特點
1、根據國家標準完成調速系統靜特性、空載擺動、空載擾動、甩負荷、不動時間甩負荷試驗、自準同期裝置校驗、頻率死區測量、負荷響應試驗、模擬開停機試驗、閥門開關規律檢、，轉速繼電器校驗等，自動計算各種試驗的結果參數

2、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

3、儀器能夠自動生成Word試驗報告、Excel試驗報告

4、對試驗結果的曲線圖形進行自動標識，使試驗報告制作完全自動化

5、所有采樣通道的名稱和單位都可以通過軟件重新定義

6、各種試驗的試驗環境設置和儀器設置自動保存

7、所有試驗數據都可以使用U盤或移動硬盤等存儲設備方便的導出

8、實時繪制試驗曲線，并且提供多種曲線分析工具，使用戶可以對曲線進行任意縮放和定位操作

9、 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

技術指標
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0.1%FS
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
2路無源節點開關量測量通道
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
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
1路4-20mA模擬量輸出通道,輸出誤差0.2%
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
觸摸屏方式實現人機交互
儀器自帶8G數據存儲空間
12.1寸大彩屏顯示
工作電壓: AC220V 10%， 45Hz～65Hz
工作溫度：-10～50℃，環境濕度<90%

摘要：水輪機速度調節系統是水力發電控制的重要組成部分，不斷增長的水輪機調速系統測試需求和國產調速器技術的變革推動了水電站調速系統專業測試儀器產生和發展，在近20年時間里，水輪機調速系統測試技術在國內經歷了幾個發展階段，儀器試驗項目翻蓋范圍不斷增加，甚至某些儀器已經成為了超出調速系統測試范疇的水電站綜合性試驗儀器，國內水輪機調速系統測試技術已經具有了比較高的水平，盡管如此在水輪機調速系統測試技術依然存在一些問題，突出表現在產業化程度低，儀器穩定性和可靠性差等，這些問題將會促使水輪機調速系統專業測試儀器進入一個全新的發展階段。

關鍵詞：水輪機調速系統水輪機調速器專業測試儀一次調頻
1引言
水輪機調速器是水輪機調節系統的核心組成部分，水輪機調速器調節品質好壞對水輪發電機組運行的安全性、經濟性以及電力系統電能質量和安全具有重大意義，在調速器生產、安裝啟動和大修等環節，都需要對其性能和特性進行全面測試，其試驗包括產品出廠試驗和現場交接驗收試驗。我國國家標準和有關行業標準等對水輪機調速系統及裝置的設計制造、特性指標和測試驗收方法、條件均提出了明確要求。但是如果沒有專業的試驗儀器配合要完成這些試驗是相當有困難的，例如：

（1）新產品在實驗室開發階段，沒有真實發電機組，不能構成閉環系統進行動特性試驗，以確定調速器是否能夠按照正常調節規律運行，直接到工業現場試驗成本極高，并存在很大的安全隱患。

（2）水輪機調速器在出廠時，都要進行出廠檢驗試驗以確定調速器是否能按照正確的規律調節控制水輪機的運行，但是在調速器廠家往往沒有條件構造水力發電現場環境。

（3）在水電站現場，調速器安裝投運和大修時，要對調速系統進行試驗，試驗過程中需要全程記錄，并計算相關參數指標，完成這些工作所需儀器繁多，過程復雜，容易出錯。

（4）要求調速器測試人員有較高的專業知識和豐富的實踐經驗，并且結果處理工作量大，容易帶來誤差。

這些不斷增長的市場需求和近些年新興技術的發展，導致了水輪機調速系統專業測試儀器的產生和快速發展。

2水輪機專業測試儀器應用領域分析

水輪機調速系統專業測試儀器的使用單位主要包括水輪機調速器生產廠家，學校，科研機構，水電站，水電建設單位以及電力科學研究院。測試儀在這些單位的典型應用場景可歸納為以下幾類：

（1）水輪機調速器生產廠家和科研機構

在水輪機調速器廠家和科研機構，調速系統專業測試儀器所承擔的任務主要是仿真發電機組，新的水輪機調速器研制過程中，需要反復試驗，但是在水輪機調速器生產廠家或者科

研機構，往往沒有真實水電站運行環境，那么就需要構造一套能讓水輪機調速器運轉起來的系統。調速系統專業測試儀器能夠滿足這種需求，通過采集水輪機調速器導葉主接力器行程信號，模擬發電機組計算機組頻率，將得到的機組轉速信號輸出至水輪機調速器，讓水輪機調速器像在真實水電站環境一樣正常運轉。此時系統原理框圖如圖1所示，這樣就可以大大方便水輪機調速器的研制開發。

每一臺水輪機調速器被生產出來時，都需要對其質量進行檢測，觀察其是否能按照正常規律完成對水輪發電機組的控制。這樣的質量檢測包括靜態試驗和動態試驗兩個環節，對于靜態試驗，手工試驗方法耗時長，容易出錯，計算結果比較復雜；動態試驗環節則需要一個真實運行環境，能夠讓水輪機調速器正常運轉起來。調速系統專業測試儀器在這兩個試驗環節中都可以發揮重要作用，一方面自動完成調速器靜態試驗，速度快并且結果準確；另一方面調速系統專業測試儀器還可以仿真發電機組給水輪機調速器提供一個能使其正常運行的環境，并且記錄整個動態試驗過程，自動計算結果給出相應的參數和報告。
圖1專業測試儀器處于仿真工作模式時的系統原理框圖
（2）水電站、電力科學研究院和水電建設單位
新的水輪發電機組投運和處于運行中的發電機組大修時，都需要完成調速器調試工作，其中一個重要方面就是對調速器進行試驗，檢測調速器性能指標是否能達到國家標準要求。水輪機調速系統專業測試儀可以記錄整個試驗過程，采集試驗數據，實時給出試驗的各種數據波形，自動計算試驗結果給出試驗報告，此時的系統連接原理圖如圖2所示。

另一方面目前很多的水輪機調速系統專業測試儀器還加入了一次調頻功能和同期試驗功能，這使得調速系統專業測試儀器的應用范圍得到大大擴展，同期試驗可以用來在投運和檢修時檢測同期裝置性能，而一次調頻試驗功能則通過發送高精度頻率信號來檢測調速器死區，同時還可以模擬和記錄整個電網的一次調頻試驗過程，從而檢查調速器的一次調頻功能。
圖2專業測試儀器在水力發電現場的工作模式原理框圖
（3）學校
水輪機調速系統專業測試儀器還可以模擬整個發電機組現場運行環境，為高校和職業學校水電站運行課程教學提供一個良好實驗平臺，通過水輪機調速系統仿真測試儀模擬水電站運行過程中調速器的調節規律、開關機過程、各種事故及其狀態等等。
3水輪機調速系統測試技術現狀