冲击式水轮机调速器调节方式探析.docx

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1、【摘要】冲击式水轮机在高水头、小流量的电站应用较多,为保证水轮发机电组能够顺利地并网发电,需要配置两速器,以保持箱出的电能和电压稔定.分析了冲击式水轮机调速器的技术特点，并就调速器的调节方式展开探讨。【关犍词】冲击式水轮机:调速湍;调节方式叨行各种新型技术与设备在水力发电厂的应用程度越来越广泛，为提岗电厂发电能力境定了坐实的基础，在当前的一些中小型冲击式水轮机中，通常会和置电液调速器，电液调速器能第大幅度提高冲击式水轮机的运行效果.随芾调速器在冲击式水轮机中的运用,使御冲击式水轮机的运行效率和质量得到了大幅度提升，同时还提裔了水轮机的节能效果，从而为我国电力事业和人类的可持续发展起到了至关虫要

2、的作用，【可时也为涧足人们的电力需求奥定了坚实的葩础.1 .冲击式水轮机调逑器技术特点电气控制部分采用微机控制8.测频.调节器及电源双冗余容情结构.提高整机系统的可靠性.枭用直联式系统方案.喷针控制单元采用电液随动系统进行比例控制，接受计算机Pid信号:折向器则是根据转速判断和开停机状态进行开关量控制。（3）喷针采用“一阀-控”,仅行一级放大的电液随动系统.使得多喷嘴系统产生的多套子液压控制或元结构简单,其各喷针的出力分用由计号机电气回路实现,（4）机械液压系统全部来用标准化液压元件，实现了模块式结构设计,从而规避了小枇量生产、自制生产零部件所带来的不稳定质盘问跑.大幅度提高了具有多子液压系统

3、的冲击式调速器的可赧性和可维护性.由于冲击式水轮机的压力钢管一般比较长，因此，唉针不能关闭太快，否则会产生极大的水压,危杏压力管的安全，同时，又必须在极短的时何内切除射流，以防比出现飞逸.现在的机组一般采用喷针与折向器双重调节的操作机构.2 .调速器配置冲网时的特点冲调实际上是改进过的D1.C型电液自动调速涔，它分单喷啪用调速器、双喷嘴用调速器,冲调与普通调速器的主要区别在于它输出的不是扭矩，而是压力油“由于冲击式水轮机是通过改变喷针的开度来改变其流t喷针足作出线运动的.因此只要在喷针后设跣1个接力器，控制压力油的进出方向，就能直接控制喷针的启闭，这样，就可以取消水轮机上的操作机构，为了让调速

4、器减少过调节，使调节过程稳定，精确控制喷针的行程，要设置1个位移反馈装置位移反馈装置通常有机械反馈和电气反馈两种.机械反馈是用钢税或钢带将喷针的位移信号送到调速器的I可契轴上，再通过闭速器内部液压系统和电气网路共同作用，使主配压阀的活泥逐渐回到平衡位员，从而使喷针达到桓定状态:而电气反馈则是通过位移传感器或电位计等电子元件将股针的位移信号游变为电压信号,反馈到PIC的a/d接口（膜数转换接口）.该数值与PIC内部的计算值进行比较，以决定喷针是开还是关.由于反馈电压的作用与软率偏差的作用正好相反，就减谖了接力器的移动速度，减小了过调节，使调节达到平衡，保机组稳定运行，目前，国内不同厂家生产的冲调

5、采用的反馈形式各有其特点，可根据不同的机组的具体情况,选择合适的反馈形式.冲调的另一改诳是它的软件系统,大多厂家的可编程逻辑控制器,采用面向硬件仿式编程，采用模块结构，变多数并联Pid调节原理，改变了以往采用悌形图.指令表等程序结构，其测频环节由P1.C本身完成，无须单独设置测频电路，提高了测频环节的可整性，3 .冲击式水轮机冏速器的双熨调节方式将现在普通采用的折向器改为在苴荷大波动工况时折向器必须参与调节，这一思路存在两种实牖方案，一种是折向器始终与吸针保持协联并参与调节:一种是只有当负荷大波动时.折向器才参与调节,判断此种工况只需以电网（或初组）的频率变化大于接入电网正常运行的最大允许痢率

6、偏於（如48-52hz）即可,一旦出现大于此信荒，即判断为机组负荷大波动，据此，将机殂谓速器切换为折向器协联参与调节的运行工况.折向海参与协联调节的方式：首先折向擀的调节功旎只能在减负荷时才起作用，增负荷仍然依赖喷咀的开启速度，这是冲击式机组的固有特性，这里只需集中研究折向器卷马减负荷调节的规律，在提出调节方式之前，须明确折向器舂与调节的解题:折向器应作为主调节机构,吸吹开度应与折向器保持协联，跟随折向渊动作但需保持适量的开度差（如500）:折向零的开启速度只需略低于喷咀的开启速度，不宜太慢:折向涔快速关闭的开度应维持在空我开度，仅事故保护时才能快速关闭至全关。Ih-P目前水电站绝大多数都来用

7、微机监控系统为主的监控方式，大多能实现少人值守,而水轮机网速器又普遍采用微机电液型,机电设备的自动化水平已经很商，微机都具备机组状态判别的能力，为简化机组运行方式,本文曳点研究第二种调节方案，即只有当激机判别机组处T-负荷大波动（包括甩负荷）状态，便将调速器切入一种特殊运行方式一折向器参与调节，并与喷咀保持协联关系，如果各工况全部按此种方式运行则变为第一种方案.无论那种方案,折向潺只是在向关闭侧动作时才参与调节，这也是不古而喻的.冲击式水轮机折向器切水目前均采用压胡式，即折向器一旦与喷咀柱接触，压水偏流，其减少进人咕轮的能量并不与切入引和用我性关系，也很难准检泞并这种关系，但对于自动调苗而言,

8、采取相对开度控制是能够达到目的的.折向切人喷咀柱后，对减少进入转轮的能量作用十分显著,为减少调节波动次数,应尽量减少折向器的动作幅度，因此，物折向器减负荷关闭的行程限制在空较开度，由于在负荷大波动工况下,折向器优先动作，旦始终要保持喷咀开度小于折向器开度500,折向器空段开度也比喷咀空放开度大500.据实际观察,折向器空载开度取10%左右是合适的：也就地说.在负荷大波动减我过程中.折向器先行动作，关闭至10%左右的开度，大以偏转进入转轮的能待转速降至额定转速以下时，折向器较慢的开启，逐渐增大迸人游轮的流量，机组游速升高至高额定咕速时，拆向器再次关至空教开度,如此反复几次调节,直至喷喷开度能保持

9、机组转速稔定.折向器维持在大于喷咀开度5%之处，不再挡水.当调速器恢复正常J1.况后，折向器全开，退出协岷调节。将折向器按分流器的形式设计Ur以作为主要的思路，即分流器以切入明柱的方式分流.可使分流渊切入喷柱行程实现呈一定比例减少喷柱对人转轮的流盘控制，从而可以减少机组大负荷波动时分流器的调节幅度与波动次数，使冲击式水轮机双Hi调节的质状明显提高，仅需附加分流器的行程和调整其空我开度便可满足.对于安装多台机组的电站,在遇到负荷大波动工况时,有可能生产各台机调节过程的相互影响.会产生不稳定四节的现&.应当配合研究电网而周波/顺序切机，？；能配合良好，也可大大M少电站负荷大波动时机殂调节稳定的时间。此外，要着垂提出的是机加Jt1.tft荷工况（即电站独回送出战路缶击跳开）时，调速器的折向器要可靠关至空载开度附近（即o开度）,保证机组能供厂用电,幽免发生厂用电消失事故.