調(diào)速器電氣部分

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1、調(diào)速器電氣部分1.水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)、方法及作用1.1水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)水輪機(jī)將水能變成機(jī)械能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能變成電能，兩者通過(guò)不同的連結(jié)方法組合在一起，就形成了水輪發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，將水能變成機(jī)械能再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，供用戶使用。用戶不僅要求供電安全可靠，而且要求保證電能的質(zhì)量。電能的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要用頻率和電壓來(lái)衡量。要求頻率和電壓的變化在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)定，頻率保持在50Hz，其偏差不得超過(guò)0.5%，對(duì)大容量的電力系統(tǒng)，頻率偏差不得超過(guò)0.2Hz。電壓的偏差不得超過(guò)額定值的10%，如果超過(guò)額定值，就需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。電壓的調(diào)節(jié)將由發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整系統(tǒng)來(lái)完成，而頻率調(diào)節(jié)是

2、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的主要任務(wù)。頻率如果波動(dòng)較大，將直接影響用戶產(chǎn)品質(zhì)量，如車床的轉(zhuǎn)速忽高忽低，則生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品零件將報(bào)廢等等。發(fā)電機(jī)的交流電頻率取決于發(fā)電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。即：f=pn/60f--電流的頻率；n--發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）；p--發(fā)電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。對(duì)某一水輪發(fā)電機(jī)，其磁極對(duì)數(shù)是固定不變的，故頻率僅與機(jī)組轉(zhuǎn)速有關(guān)。因此，保持頻率不變，就必須保持水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變。在水電站生產(chǎn)實(shí)踐中，并不要求機(jī)組轉(zhuǎn)速絕對(duì)不變，因?yàn)橐环矫嬖诩夹g(shù)上難以達(dá)到；另一方面用戶要求供電頻率保持在一定范圍內(nèi)即可。因此，僅要求水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不超過(guò)其額定轉(zhuǎn)速的±0.1%~±0.4%。保持機(jī)組轉(zhuǎn)速變

3、化不超過(guò)允許的范圍，這就是水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本任務(wù)。1.2調(diào)節(jié)的途徑水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程J*dω/dt=Mt-MgJ---機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性矩ω---機(jī)組的角速度，ω=π*n/30,n為機(jī)組轉(zhuǎn)速dω/dt---機(jī)組角速度；t---時(shí)間；Mt---水輪機(jī)動(dòng)力矩；Mg---發(fā)電機(jī)阻力矩；從以上可分析出要想使機(jī)組轉(zhuǎn)速不變必須保持動(dòng)力矩與阻力矩相平衡。在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可以有三種情況：a、Mt=Mg,即水輪機(jī)動(dòng)力矩與發(fā)電機(jī)阻力矩相平衡，此時(shí)機(jī)組角速度等于零，機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變。b、Mt>Mg，即發(fā)電機(jī)阻力矩因外界負(fù)荷減小而小于水輪機(jī)動(dòng)力矩，此時(shí)機(jī)組角速度大于零，機(jī)組將加速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速上升。c、Mt

4、即發(fā)電機(jī)阻力矩因外界負(fù)荷增加而大于水輪機(jī)動(dòng)力矩，此時(shí)機(jī)組角速度小于零，機(jī)組將減速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速下降。調(diào)節(jié)方法:改變Mg值，很不經(jīng)濟(jì)。改變Mt值，如何改變水輪機(jī)動(dòng)力矩使之經(jīng)常等于阻力矩，可以從水輪機(jī)動(dòng)力機(jī)公式分析得出Mt=rQHη/ωr---水的比重；Q---水輪機(jī)流量；H---水輪機(jī)工作水頭；η—水輪機(jī)效率；ω--機(jī)組的角速度。從以上可以看出只有改變水輪機(jī)流量Q來(lái)改變水輪機(jī)動(dòng)力矩。綜上所述，可以得出這樣的結(jié)論：負(fù)荷的變化導(dǎo)致Mg的改變，破壞Mt=Mg的平衡關(guān)系，相應(yīng)的改變導(dǎo)葉的開(kāi)度，使Mt和Mg重新達(dá)到平衡，從而保證機(jī)組的轉(zhuǎn)速始終維持在某一預(yù)定值（額定值）或按某一預(yù)定的規(guī)律變化。1.3調(diào)速器的

5、作用（1）自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)整機(jī)組的轉(zhuǎn)速；（2）自動(dòng)/手動(dòng)啟動(dòng)、停止機(jī)組和事故停機(jī)；（3）當(dāng)機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)地分配各機(jī)組之間的負(fù)荷。2.調(diào)速器2.1概述掛治三臺(tái)機(jī)組調(diào)速器由武漢事達(dá)電氣有限公司制造，調(diào)速器型號(hào)為：BWT-100-6.3-STARS，調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)型式：適應(yīng)式變結(jié)構(gòu)變參數(shù)并聯(lián)PID雙可編程冗余結(jié)構(gòu)的微機(jī)調(diào)速器。油壓裝置、不銹鋼管路、漏油箱等是由武漢事達(dá)電氣有限公司制造；機(jī)械液壓系統(tǒng)、主配壓閥是由事達(dá)制造。掛治電廠調(diào)速器為并聯(lián)PID全數(shù)字式微機(jī)電液調(diào)速器，具有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)、導(dǎo)葉開(kāi)度控制及限制、頻率跟蹤控制、適應(yīng)式控制，在線自診斷及其處理，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地及遠(yuǎn)方的手動(dòng)、自動(dòng)進(jìn)行

6、、水輪機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)及緊急停機(jī)。2.2調(diào)速器的相關(guān)參數(shù)調(diào)速器型號(hào)：PFWST-100-6.3-STARS。調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)型式：適應(yīng)式變結(jié)構(gòu)變參數(shù)并聯(lián)PID雙可編程冗余結(jié)構(gòu)的微機(jī)調(diào)速器微機(jī)CPU位數(shù)32位軟件編程使用語(yǔ)言梯形圖，文本語(yǔ)言測(cè)速方式殘壓測(cè)速、齒輪測(cè)速調(diào)速器參數(shù)：導(dǎo)葉接力器全關(guān)閉時(shí)間調(diào)整范圍為5-30s導(dǎo)葉接力器全開(kāi)啟時(shí)間調(diào)整范圍為5-30s頻率調(diào)整范圍45-55HZ永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp調(diào)整范圍0-10%比例增益Kp調(diào)整范圍空載0.5-5.0；負(fù)載5.0-50.0積分增益KI調(diào)整范圍空載0.05-1.01/s；負(fù)載0.2-10.01/s微分增益KD調(diào)整范圍0-10S暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)范圍0

7、-150%緩沖時(shí)間常數(shù)范圍1-20s加速時(shí)間常數(shù)范圍0-2s人工失靈區(qū)整定范圍0±0.5Hz轉(zhuǎn)速死區(qū)不超過(guò)0.01%水輪機(jī)甩100%負(fù)荷后：超過(guò)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速3%nr值以上的波峰：1次；從接力器第一次向開(kāi)啟方向起到機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動(dòng)值不超過(guò)±0.5%止所經(jīng)歷的時(shí)間不超過(guò)32S。調(diào)速器能保證機(jī)組在各種運(yùn)行方式下穩(wěn)定運(yùn)行。在空載工況自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，永態(tài)轉(zhuǎn)差率整定在2%，由調(diào)速器引起的機(jī)組轉(zhuǎn)速持續(xù)波動(dòng)相對(duì)值不大于±0.15%。2.3調(diào)速器型式