水輪機自動調(diào)節(jié)復(fù)習(xí)資料

1．頻率波動過大有什么后果？電力系統(tǒng)對頻率指標(biāo)有哪些規(guī)定？頻率偏差過大：將會導(dǎo)致以電動機為動力的機床、紡織機械等運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，造成次品或廢品發(fā)生。更重要的是頻率偏差過大也會影響發(fā)電機組及電網(wǎng)自身的穩(wěn)定運行，甚至造成電網(wǎng)解列或崩潰。電力系統(tǒng)規(guī)定：我國電力系統(tǒng)標(biāo)稱頻率50HZ,正常頻率偏差允許土0.2HZ,當(dāng)系統(tǒng)容量較小時，偏差值可放寬至土0.5HZ。2．什么是調(diào)節(jié)系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)？調(diào)節(jié)系統(tǒng)：由調(diào)節(jié)對象和調(diào)節(jié)器兩部分組成，是一種閉環(huán)或反饋控制系統(tǒng)，按照給定值與被調(diào)節(jié)量信號偏差工作的，其給定值或者保持常量，或者隨時間緩慢變化。隨動系統(tǒng)：（伺服系統(tǒng)）是另一類閉環(huán)或反饋系統(tǒng)，其負荷變化往往不是主要輸入量（擾動）。與調(diào)節(jié)系統(tǒng)不同，隨動系統(tǒng)的給定值帶有隨機性，經(jīng)常處于變化過程中，系統(tǒng)的輸出量以一定精度跟隨給定值變化。3?試畫出自動調(diào)節(jié)方框圖，說明水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過程。水能 電能 為唯一的電壓信號后與給定信號比—導(dǎo)水機構(gòu)廖~ 較，確定頻率偏差及偏差的方向，根據(jù)偏差情況按一定調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出調(diào)節(jié)命令。命令被放大并送至執(zhí)行元件去推動導(dǎo)水機構(gòu)，反饋元件又把導(dǎo)葉開度變化的信息返回加法器，同時也形成一定的調(diào)節(jié)規(guī)律。調(diào)節(jié)規(guī)律可以再前向通道中形成，也可以再反饋通道中形成。機組的轉(zhuǎn)速信號（被調(diào)節(jié)參數(shù)）送至測量元件，測量元件把頻率信號轉(zhuǎn)換4．與其它調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比，水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有哪些特點？Q單位水體包含做功能量較小，引用流量很大，笨重的導(dǎo)水機構(gòu)，在調(diào)速器中需設(shè)多級液壓放大元件@水流慣性產(chǎn)生的水擊作用，調(diào)速器中要設(shè)置較強作用的反饋元件，以延緩導(dǎo)葉動作速度，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性④雙重調(diào)節(jié)機構(gòu)增加了調(diào)速器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性Q在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰調(diào)頻和事故備用任務(wù)，調(diào)速器應(yīng)具有較高的控制性能和自動化水平。5．水輪機調(diào)速器按元件結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是如何分類的？按元件結(jié)構(gòu)分：a機械液壓型調(diào)速器（元件均是機械的）b電氣液壓型調(diào)速器（元件均是模擬電氣的）c微機液壓型調(diào)速器（元件均是數(shù)字的）按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分：a輔助接力器型調(diào)速器（跨越反饋）b中間接力器型調(diào)速器（逐級反饋）c調(diào)節(jié)器型調(diào)速器（隨動系統(tǒng)）6．什么是配壓閥工作中間位置和死區(qū)？畫出接力器速度特性曲線，接力器反應(yīng)時間是如何定義的？并寫出表達式。幾何中間位置：配壓閥閥盤與閥套孔口正好處于對稱位置時，稱此為配壓閥的幾

何中間位置工作中間位置：配壓閥閥芯在S位置時滿足接力器平衡方程（（P-P）A=R）,稱此時S為配壓閥的工作中間位置（能夠保證接力器靜止不動的主配壓接力器反應(yīng)時間為接力器速度特性曲線某點斜率的倒數(shù)。速器中為什么要采用軟反饋（暫態(tài)反饋）？其工作參數(shù)Td、bt接力器反應(yīng)時間為接力器速度特性曲線某點斜率的倒數(shù)。速器中為什么要采用軟反饋（暫態(tài)反饋）？其工作參數(shù)Td、bt的物理含：由于軟反饋在調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)過程存在，就可以使主配壓閥提前回中，保證了動態(tài)過程能夠穩(wěn)定；同時由于軟反饋調(diào)節(jié)過程結(jié)束后反饋量消失，不會造o.t R_T配壓閥死區(qū)：配壓閥閥芯在S=H九到s=丄一九之間變化時接力器靜止11pA 12pA00生idt接力器反應(yīng)時間T：y丁a空dt4*7?義采不動’這一變化范圍成靜態(tài)偏差，從而能夠?qū)崿F(xiàn)恒值調(diào)節(jié)或無差調(diào)節(jié)。調(diào)速器即可以保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)過程穩(wěn)定，又可以獲得無差靜態(tài)特性，實現(xiàn)恒指調(diào)節(jié)的目的，滿足水輪機轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本任務(wù)和要求。緩沖時間常數(shù)T生idt接力器反應(yīng)時間T：y丁a空dt4*7?義采成靜態(tài)偏差，從而能夠?qū)崿F(xiàn)恒值調(diào)節(jié)或無差調(diào)節(jié)。調(diào)速器即可以保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)過程穩(wěn)定，又可以獲得無差靜態(tài)特性，實現(xiàn)恒指調(diào)節(jié)的目的，滿足水輪機轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本任務(wù)和要求。緩沖時間常數(shù)T:緩沖活塞從階躍輸入撤出到恢復(fù)至36.8%初始偏移量為止所經(jīng)歷的時間；暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)（緩沖強度）b：緩沖節(jié)流閥孔口全關(guān)（T=g）的情況下，接力器走完全行程，通過暫態(tài)轉(zhuǎn)差機構(gòu)所引起的針塞位移量，折算為轉(zhuǎn)速變化的百分數(shù)。 為什么并列運行機組不能采用無差靜特性，設(shè)置調(diào)差機構(gòu)的目的是什么？原因：采用無差靜特性時，系統(tǒng)頻率與各機組無差靜特性沒有一個明確的交點，增減任意一臺機組的負荷會導(dǎo)致機組間負荷出現(xiàn)“拉鋸現(xiàn)象”。目的：調(diào)差機構(gòu)的作用是獲得調(diào)節(jié)系統(tǒng)有差靜特性，以使機組并列運行有一個明確的工作點，保證機組負荷分配明確，滿足機組并列運行的要求。 用轉(zhuǎn)速調(diào)整機構(gòu)平移調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性，其作用是什么？Q單機運行時改變機組的轉(zhuǎn)速或頻率Q并網(wǎng)運行時改變機組開度或出力什么是電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻？調(diào)速器有何作用？一次調(diào)頻：電網(wǎng)中各機組調(diào)速器根據(jù)頻率變化自動調(diào)整機組的有功功率輸出并維持電網(wǎng)的有功功率平衡，使電力系統(tǒng)的頻率保持基本穩(wěn)定。二次調(diào)頻：在一次調(diào)頻基礎(chǔ)上重新分配各機組承擔(dān)的負荷，使電網(wǎng)頻率保持在規(guī)定范圍內(nèi)。調(diào)速器的作用：接受來自電網(wǎng)調(diào)度中心的負荷指令，通過一次調(diào)頻和二次調(diào)頻來平移調(diào)頻機組的靜態(tài)特性，調(diào)節(jié)水輪機組有功功率輸出，維持機組轉(zhuǎn)速基本恒定，或轉(zhuǎn)速波動保持在規(guī)定范圍內(nèi)。畫圖說明水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)（調(diào)節(jié)時間）、靜態(tài)指標(biāo)（轉(zhuǎn)速死區(qū)）定義。人工死區(qū)，空載開度。動態(tài)特性定義：調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動后，平衡狀態(tài)被打破，系統(tǒng)中各變量隨時間的變化規(guī)律。靜態(tài)特性定義：調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)時，機組轉(zhuǎn)速與出力之間的變化關(guān)系。動態(tài)指標(biāo)：Q動態(tài)指標(biāo)：Q調(diào)節(jié)時間T：指從階躍P的平衡狀態(tài)為止所經(jīng)歷的時間Q最大偏差A(yù)n:第一個波峰值與理論穩(wěn)max態(tài)值之差⑥超調(diào)量6:對于負荷擾動情況，用第一個波谷值與第一個波峰值之比百分數(shù)Q震蕩次數(shù)X：用調(diào)節(jié)時間范圍內(nèi)出現(xiàn)的波峰與波谷次數(shù)的一半表示。擾動發(fā)生時刻開始到調(diào)節(jié)系統(tǒng)進入新擾動發(fā)生時刻開始到調(diào)節(jié)系統(tǒng)進入新域（帶子），帶子（區(qū)域）寬度定義為轉(zhuǎn)速死區(qū)。人工（頻率）死區(qū)：隨實際工況變動的可調(diào)節(jié)參數(shù)。機組并入大電網(wǎng)后，在死區(qū)范圍內(nèi)調(diào)速器接受人為給定開度值控制機組開度。機組不參與頻率調(diào)節(jié)，以保證負荷不發(fā)生變化。靜態(tài)指標(biāo)：轉(zhuǎn)速死區(qū)i：調(diào)速器整機x靜態(tài)特性曲線理論上為一條曲線，由于誤差實際上導(dǎo)致靜態(tài)特性是一條區(qū)空載開度：維持機組在不帶負荷下以額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的導(dǎo)葉開度。12．試敘述做調(diào)速器整機靜態(tài)特性試驗的過程。（略）（1）.保證調(diào)速器壓油罐壓力和油位在正常高位，油壓裝置控制柜在手動打油位置;⑵.調(diào)速器上電后工作在停機狀態(tài)，檢查調(diào)速器各部分工作情況，確保各部分正常工作。⑶.設(shè)置試驗參數(shù)：永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)b=6%，切除人工轉(zhuǎn)速死區(qū)（△f=0.00Hz）,pxK為最小值（K=0）,K為最大值（K=10）,K為中間值（K=10）。頻率給定為額DDIIPP定值（F=50.00Hz）,開度給定為（Y=50.0%）,主接力器行程應(yīng)為50.0%附近。GG⑷.升高信號頻率使接力器全關(guān)，選取合適的接力器位置參考點，用鋼板尺測量接力器位置，并記錄接力器處于全關(guān)時的位置Y；降低信號頻率使接力器全開，min接力器位置參考點不變，用鋼板尺測量接力器位置，并記錄接力器處于全開時的位置Y；則接力器全行程Y=|Y-Y|。maxMmaxmin⑸.取頻率增減步長為0.10Hz，連續(xù)按3下，相當(dāng)于每次頻率變化為0.30Hz。依次升高信號頻率，接力器向關(guān)閉方向運動，待接力器穩(wěn)定后（等待至少約20秒），測量并記錄對應(yīng)于該信號頻率的接力器位置。當(dāng)接力器到達全關(guān)位置后，依次降低信號頻率，直到接力器處于全開位置。⑹.將記錄的數(shù)據(jù)表格進行整理后，繪制調(diào)速器整機靜特性曲線，求出調(diào)速器的永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)b和死區(qū)i,并與規(guī)定值比較分析。13．電氣調(diào)速器測頻回路，有哪幾種測頻方式？（1）永磁機-LC測頻回路（LC測頻）（2）發(fā)電機殘壓-脈沖頻率測量回路（殘壓測頻）（3）齒盤磁頭-脈沖頻率測量回路（齒盤測頻）（4）發(fā)電機殘壓-數(shù)字測頻回路（主要方式）14．為什么要增加測頻微分回路？當(dāng)機組負荷變化初期，頻率偏差信號x較小，而加速信號dx二丄（m-m）可能dtTtga較大，把加速信號引入調(diào)節(jié)控制有利于提高調(diào)速器的快速反應(yīng)能力，可以明顯改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)。在電液調(diào)速器中增加測頻微分回路，微分信號有超前作用，使調(diào)速器動作超前?？梢蕴岣咚賱有裕瑴p小超調(diào)量，改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。15．電液轉(zhuǎn)換器的作用是什么？普遍存在的哪些問題？目前有哪些較好的解決措施？電液轉(zhuǎn)換器是聯(lián)接電氣部分和機械液壓部分的一個關(guān)鍵元件，電液轉(zhuǎn)換器是將電氣部分輸出的綜合電氣信號，轉(zhuǎn)換成具有一定機械功率的位移信號，或具有一定流體功率的流量信號，也是電氣部分到機械部液壓部分唯一正向信號執(zhí)行元件，在電液調(diào)速器中期著十分關(guān)鍵的作用。問題：1.電氣位移轉(zhuǎn)換部分的機械系統(tǒng)發(fā)卡；2.液壓放大部分的節(jié)流孔口堵塞.解決：1.線圈中除工作線圈外，還有一個振蕩線圈；2.在活塞桿工作噴油孔口上面開有一排徑向十字孔。3.加大電磁力，4.加大節(jié)流孔。16．什么是微機調(diào)速器？其優(yōu)點有哪些？由微處理器或微控制器組成的專用計算機控制系統(tǒng)，以微處理器（微控制器）為核心，將被控制對象參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換，送至CPU，計算得控制量，達到目標(biāo)。優(yōu)點：（1）.采用先進的控制策略，使水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有更加優(yōu)良的靜態(tài)，動態(tài)性能；⑵?軟件實時性與靈活性強，從而使微機調(diào)速器功能完善；⑶?參數(shù)調(diào)節(jié)方便，運行狀態(tài)顯示清晰直觀；（⑷穩(wěn)定性好，可靠性高；（⑸可以實現(xiàn)全廠的綜合控制，提高水電廠自動化水平。17．工業(yè)控制計算機有哪些特點？可靠性的定義是什么？常用什么指標(biāo)來衡量可靠性？試述一般雙微機調(diào)速器工作過程。1．實時性：在一個有限時間內(nèi)完成信息的輸入、計算和輸出；自動、快速響應(yīng)

生產(chǎn)過程中斷請求，高優(yōu)先級先處理。⑵.現(xiàn)場信號的輸入與控制輸出能力；⑶.高可靠性；⑷.環(huán)境適應(yīng)性強。C5軟件較完善工作過程：機組頻率下降，出現(xiàn)偏差e,控制值y增加，增大導(dǎo)葉開度，使機組c頻率上升，增大頻率給定值c或開度給定值c，出現(xiàn)正偏差e,開度增加，f增大?？煽啃裕合到y(tǒng)在規(guī)定條件，規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃灾笜?biāo)：A平均故障間隔時間MTBFB平均修復(fù)時間MTTR雙微機調(diào)速器工作過程：兩套微機調(diào)速器內(nèi)容完全相同，結(jié)構(gòu)完全獨立，運行是在管理部件的調(diào)度下：一套系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)，另一套為備用狀態(tài)。當(dāng)運行系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通過切換控制器無擾動地切換到備用系統(tǒng)，即所謂互為備用的冗余系統(tǒng)。18?試述微機調(diào)速器中頻率測量的基本原理，PLC調(diào)速器是如何測頻的？頻率測量可分為頻率變送器法和數(shù)字測頻法兩類。頻率變送器法：(模擬量測頻法)。取自頻率信號源的電壓信號經(jīng)隔離后，再經(jīng)低通濾波，然后整形為方波，送入頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路，變?yōu)閷?yīng)的電壓信號，送至微機系統(tǒng)的A/D模塊進行采樣，經(jīng)換算，即可得到機組頻率值。數(shù)字測頻方法：1.計數(shù)法(測頻法)：在設(shè)定時間內(nèi)測量被測信號的脈沖個數(shù)。計時法(測周法)：通過對基準時鐘信號進行計數(shù)，測出兩個相鄰被測信號脈沖的時間間隔，即被測信號的周期進行間接測頻。計時計數(shù)法：當(dāng)被測信號周期較短時，采用計時法誤差大?？刹捎枚嘀芷跍y量方法以提高測量精度。PLC測頻：測周法低檔的PLC采用單片機測量，高檔PLC直接測量。(一是采用外置測頻，即采用微機方法進行測量，在將結(jié)果送至PLC，采用轉(zhuǎn)移的單片機測頻，二是用可編程控制器本身的高速計數(shù)模擬塊來實現(xiàn)測頻測量。)19?試由連續(xù)PID公式推導(dǎo)微機調(diào)節(jié)器增量型PID控制算法公式。PID控制器根據(jù)給定值c(t)與被控參量x(t)(反饋量)構(gòu)成控制偏差e(t)=c(t)-x(t)，通過比例、積分、微分線性組合構(gòu)成控制量u(t)，u(t)=Ke(t)+pF1u(t)=Ke(t)+pF10e(t)+I①；對上式進行離散化處理，取采樣周期為AT，以一系列的采樣時刻點kAT代表連續(xù)時間t，米用矩形積分，以和式代替積分，以差分代替微分，①式可變?yōu)?u(k)=KP(k),AT (?),Te(k)—e(k—1)e(k)+ Le(j)+TTDI?=0AT=Ke(k)+KAT丈e(j)+ dle(k)一e(k一1)] ①;P I ATj=0由②式得(k一1)AT 時刻的控制器輸出u(k-1)=Ke(k-1)+學(xué)幻e(j)+T心匚嚴―2)p T d AT- Ij=o -=Ke(k一1)+KAT匸e(j)+dle(k一1)一e(k一2)]——②；Q—Q得：P I ATj=0Au(k)=u(k)-u(k-1)=Kle(k)-e(k-1)1+KATe(k)+5le(k)-2e(k-1)+e(k-2)]P I AT20．試分析微機調(diào)速器三種典型結(jié)構(gòu)框圖的特點，重點對機液隨動系統(tǒng)加以說明。數(shù)字量綜合一級隨動系統(tǒng)：導(dǎo)葉位置反饋信號y經(jīng)A/D采樣變?yōu)閿?shù)字信號。在微機內(nèi)與控制量y進行綜合。c電氣量綜合一級隨動系統(tǒng)：位置反饋信號為接力器位移y,經(jīng)位移傳感器轉(zhuǎn)換為電信號再與D/A送來的控制量y進行電氣量綜合。c機械量綜合二級隨動系統(tǒng)：兩個信號綜合點：一級電液隨動系統(tǒng)，機械液壓隨動系統(tǒng)。機械液壓隨動系統(tǒng)：接力器的位置反饋信號y(機械位移信號)，與電液或電機轉(zhuǎn)換的輸入信號y1進行機械量綜合，其差值驅(qū)動接力器關(guān)小或開大，構(gòu)成的隨動系統(tǒng)。21．試述調(diào)速器的三種閉環(huán)調(diào)節(jié)模式及其轉(zhuǎn)換過程。⑴?頻率調(diào)節(jié)模式(轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式)適用于機組空載自動運行，單機帶孤立負荷或機組并入小電網(wǎng)運行，機組并入大電網(wǎng)作調(diào)節(jié)方式運行；⑵?開度調(diào)節(jié)模式Y(jié)M：是機組并入大電網(wǎng)時主要采用的一種調(diào)節(jié)模式，主要用于機組帶基荷的運行工況。⑶?功率調(diào)節(jié)模式PM：是機組并入大電網(wǎng)帶基荷運行時，應(yīng)優(yōu)先采用的一種調(diào)節(jié)模式。轉(zhuǎn)換過程：Q機組開機后進入空載運行，調(diào)速器處于“FM”工作；Q2.當(dāng)發(fā)電機出口開關(guān)閉合時，機組并入電網(wǎng)工作，此時調(diào)速器可在任意一種模式下工作；Q當(dāng)調(diào)速器在“PM”下工作時，若檢測出機組功率反饋故障或是人工切換命令，切換至“YM”工作；Q當(dāng)調(diào)速器處于“PM”或“YM”時，開度調(diào)節(jié)樓式(YM)若電網(wǎng)偏離額定頻率過大，且保持一定時間，自動切換至“FM”工作；開度調(diào)節(jié)樓式(YM)C5當(dāng)調(diào)速器處于C5當(dāng)調(diào)速器處于“PM”或“YM”下?lián)Q至“FM”工作，使機組運行于空載工況。帶負荷運行時，由于某種故障導(dǎo)致發(fā)電機出口開關(guān)跳閘，甩負荷，自動切22．什么是開環(huán)開機和閉環(huán)開機？各有什么特點？開環(huán)開機：當(dāng)調(diào)速器接到開機命令后將導(dǎo)葉開度以一定速度開至啟動開度y，保持這一開度不變，待頻率升至某設(shè)定值f(45Hz)時，導(dǎo)葉接力器回關(guān)至空載開度y，轉(zhuǎn)入PID調(diào)節(jié)控制，調(diào)速器進入空載運行狀態(tài)，稱此種方式為開環(huán)開機。特點：(1).y大，轉(zhuǎn)速上升快，但可能引起開機過程中轉(zhuǎn)速超過額定值；y小,開機速度慢。 st⑵.設(shè)定切換點頻率過小，延長開機時間；反之，機組轉(zhuǎn)速過分上升。⑶.水頭高,空載開度?。凰^低，空載開度大。為保證合理開機，啟動開度y和空載開度y應(yīng)能根據(jù)水頭自行修正。閉環(huán)開機：設(shè)置開機轉(zhuǎn)速上升期望值作為頻率給定，調(diào)速系統(tǒng)自始至終處于閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)，實際頻率依靠調(diào)速器閉環(huán)調(diào)節(jié)能力，使機組實際轉(zhuǎn)速上升跟蹤期望特性，從而達到適用不同機組的特性，快速而又不過塑的要求，此種方式稱為閉環(huán)開機。特點：(1)?按兩端直線規(guī)律變化或按指數(shù)曲線變化設(shè)置開機的期望頻率給定曲線；(2).適應(yīng)不同機組特性，達到快速而不過速的要求。23．目前調(diào)速器液壓放大系統(tǒng)中常采用哪些電液轉(zhuǎn)換裝置？電液轉(zhuǎn)換器伺服系統(tǒng)(電液隨動系統(tǒng))電液比例伺服系統(tǒng)電機式伺服系統(tǒng)電磁換向閥伺服系統(tǒng)(數(shù)字式伺服系統(tǒng))24．已知調(diào)速器框圖求傳遞函數(shù)，畫出階躍響應(yīng)曲線，注明調(diào)節(jié)參數(shù)和該曲線的關(guān)系。我放棄了25．已知水輪機的力矩方程、流量方程和引水系統(tǒng)方程，試畫出方框圖，并推導(dǎo)簡化條件下的水輪機傳遞函數(shù)。機組運動方程：Tdxadt=m一m一extg0g①取拉式變換整理后得：1X(s)=——[M(s)-M (s)-eX(s)]Tstg0g②；a水輪機力矩方程m=ey+ex+eh流量方程q=ey+ex+ehtyxh qyqxqhTOC\o"1-5"\h\z進行拉式變換，可得：M(s)二eY(s)+eX(s)+eH(s) ③；t y x hQ(s)二eY(s)+eX(s)+eH(s) ④；qy qx qh再由引水系統(tǒng)傳遞函數(shù)式：H(s)二G(s)Q(s) ⑤；h畫出各部分方塊圖組合得水輪機整體方塊圖水輪機傳遞函數(shù):—G(s)二Mt(水輪機傳遞函數(shù):—G(s)二Mt(s)二飛1+eG(s)qhh引水系統(tǒng)為剛性水擊時⑦；G(s)=-Ts，傳遞函數(shù)變?yōu)?hwG(s)二et1-eTsw-y1+eTsqhw；G(G(s)=t1-Tsw 1+0.5Ts額定工況時，有e=1.0,e=1.5,e=1.0,e=0.5,傳遞函數(shù)為:yhqyqh⑧26．試分析調(diào)速器參數(shù)、調(diào)節(jié)對象參數(shù)及運行工況對水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。參數(shù)：⑴?緩沖時間常數(shù)Td和暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)b取值越大，系數(shù)穩(wěn)定。丁。較大，b可較小，反之亦然； 七 "(2).水流慣性時間常數(shù)T越大，所需b和T亦越大。水流慣性是惡化水輪w td機調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素；⑶.機械慣性時間常數(shù)T越大，利于系統(tǒng)穩(wěn)定，可取較小b；at.自調(diào)整系數(shù)e對調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定有利，be越大，穩(wěn)定域向左下角擴展;.水輪機傳遞系數(shù)(特別是e)對調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定域有顯著影響；工況:小負荷或空載工況時，水輪機本身有水流不穩(wěn)定現(xiàn)象，從而可引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動。機組并聯(lián)在大電網(wǎng)時，由于其他機組或負荷的慣性和其他機組調(diào)速裝置的作用，即使切除本機調(diào)速器的校正裝置，或者參數(shù)T和b整定的很小，調(diào)節(jié)系統(tǒng)仍然可能是穩(wěn)定的27.在調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)整定時，極點配置法和開環(huán)頻率特性法采用的最佳準則是什么？極點配置法：由PI型調(diào)速器的水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開環(huán)傳函可知，相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)有四個極點。一般情況下，有一個極點遠離虛軸，對過渡過程形態(tài)影響很小。一對共軛負數(shù)極點-a土j卩和一個實數(shù)極點-P3。為使水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有較好的階躍響應(yīng)過渡過程和設(shè)計的簡化，可?。簆=a；P=1.73a。3開環(huán)頻率法：為獲得滿意的系統(tǒng)動態(tài)性能，應(yīng)是系統(tǒng)的相位裕量G在30°~70°之間，增益裕量P大于6dB。水輪機調(diào)速器的G在30°~45°，P在6~8dB,當(dāng)mmm

G=8dB時，有P=38.3+50.3G-23.7G2。在選擇合理P值，使水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)階躍響應(yīng)振蕩次數(shù)小于1,調(diào)節(jié)時間最短的過程可看作最佳過程。28．水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)有哪些運行工況？分析它對調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)整定的影響。（1）.單機帶負荷工況：此工況下，負荷容量小，有時有較大比例的純電阻性負荷，所以負荷的自調(diào)系數(shù)e較小，可能為負。負荷變動相對值較大，水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，需要整定較大的校正環(huán)節(jié)參數(shù)；⑵.單機空載工況：水輪機傳遞系數(shù)小。引水系統(tǒng)水流慣性作用小，但有效負荷為零，機械慣性時間和自調(diào)整系數(shù)完全取決于機組自身。次工況在我國生產(chǎn)實踐中被視為對穩(wěn)定最不利工況；⑶.并列帶負荷工況：此工況較復(fù)雜。當(dāng)電力系統(tǒng)很大時，其慣性也很大，在一臺機組出力變動時，系統(tǒng)的頻率幾乎不變，轉(zhuǎn)速反饋幾乎不起作用，調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于開環(huán)運行。即使把校正裝置參數(shù)整定的很低，甚至切除，也不會發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。綜上,水輪機調(diào)速器參數(shù)整定應(yīng)既能保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定，又能獲得良好動態(tài)品質(zhì)。29?什么是甩負荷？調(diào)節(jié)保證計算的任務(wù)是什么？甩負荷：由于各種事故，機組突然與系統(tǒng)解列，把負荷甩掉的情況。任務(wù)：計算出因甩負荷而引起壓力上升的過程中最大轉(zhuǎn)速的上升值和最大壓力的上升值，保證壓力和轉(zhuǎn)速升高值都不超過允許值。什么是剛性水擊與彈性水擊、直接水擊與間接水擊？剛性水擊：假設(shè)水和管壁都是剛性的，對管路按剛體理論分析計算的水擊現(xiàn)象。。彈性水擊：假設(shè)水和管壁均具有彈性，對管路按彈體理論分析計算的水擊現(xiàn)象。。直接水擊：閥門（導(dǎo)葉）關(guān)閉（開啟）時間小于一相長（T=2L/a）而受直接水擊r波影響，稱此種水擊為直接水擊。間接水擊：閥門（導(dǎo)葉）關(guān)閉（開啟）時間大于一相長（T=2L/a）而受直接水擊r波和反射波迭加共同影響，稱此種水擊為間接水擊。什么是升速時間？什么是力矩線性假設(shè)和出力線性假設(shè)？升速時間T：機組甩負荷后自導(dǎo)葉接力器動作到機組轉(zhuǎn)速達最大值所經(jīng)歷的時間。n力矩線性假設(shè)：假定甩負荷后，導(dǎo)葉開始動作到最大轉(zhuǎn)速時刻之間的水輪機力矩2T+Tf

隨時間呈直線遞減至零。該假定條件下的基本公式：0二c十；2TnGD2n2T二亠；a3580P0出力線性假設(shè)：假定甩負荷后，自導(dǎo)葉開始動作至最大轉(zhuǎn)速之間，水輪機出力隨時間呈直線關(guān)系減至零。該假定條件下的基本公式：i'2T時間呈直線關(guān)系減至零。該假定條件下的基本公式：i'2T+TfAA0= cn+1—1Ta改善大波動過渡過程的措施有哪些？各有什么特點？I?增加機組的GD2:轉(zhuǎn)速較低的水輪發(fā)電機的GD2足夠，轉(zhuǎn)速較高的小型水輪發(fā)電機的GD2小，有時還要增加補充GD2的飛輪；設(shè)置調(diào)壓室：為了減少T,TW3s時可不設(shè)；ww裝設(shè)調(diào)壓閥：對于TW12s的中小型電站可以考慮用調(diào)壓室代替調(diào)壓閥。設(shè)w置調(diào)壓室能減少壓力上升值，但它會影響到調(diào)節(jié)系統(tǒng)小波動的穩(wěn)定性，尤其是T大的情況下，這個問題更突出。w改變導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律：也可達到降低水擊壓力和機組轉(zhuǎn)速升高的目的。目前常在低水頭電站用導(dǎo)葉的二段關(guān)閉來降低最大水擊壓力的上升，或用采用二段關(guān)閉規(guī)律來作為軸流式水輪機防抬機的措施之一。裝設(shè)爆破膜：爆破膜作為調(diào)壓室的機械代替設(shè)備，在小型電站得到應(yīng)用。爆破膜結(jié)構(gòu)簡單，投資少，設(shè)置爆破膜能減小壓力上升值，但它也會影響到調(diào)節(jié)系統(tǒng)小波動的穩(wěn)定性。33．如何來選取中小型調(diào)速器、大型調(diào)速器和油壓裝置的工作容量？說明調(diào)速器及油壓裝置型號中個符號的含義。工作容量：Q中小型調(diào)速器：根據(jù)水輪機有關(guān)參數(shù)確定所需接力器容量來選擇調(diào)速器。Q大型調(diào)速器：以主配壓閥直徑為依據(jù)來選擇。Q油壓裝置：保證系統(tǒng)在正常工作和事故關(guān)閉時有足夠的壓油源:V=（18~20）V+（4:5）V+（9~10）V+3Vo sg sr stsV（V:導(dǎo)葉接力器容積V:槳葉接力器容積V:調(diào)壓閥接力器容積V:主閥接sg sr st sV力器容積）調(diào)速器型號：我國調(diào)速器產(chǎn)品型號有四部分代號組成—調(diào)速器基本特征和類型、容量、額定油壓、制造廠及產(chǎn)品特征。排列形式為①②③④/⑤一⑥—⑦—⑧。一不帶有接力器和壓力罐（無）帶有接力器及壓力罐（Y）,通流式（T）,電動式（D）；一機械液壓型（無）微機電液型（W）；一用于單調(diào)整水輪機（無代號），用于沖擊式水輪機（C）,用于轉(zhuǎn)槳式水輪機（Z）；一調(diào)速器基本代號（T）,操作器（C）,負荷調(diào)節(jié)器（F）；一電氣柜（D）,機械柜（J）；一調(diào)速器容量。帶有接力器和壓力罐的數(shù)字表示接力器容量，N?M；不帶接力器和壓力罐的數(shù)字表示導(dǎo)葉主配壓閥直徑，mm；—額定油壓，Pa；一由各制造廠自行規(guī)定，如產(chǎn)品按統(tǒng)一設(shè)計圖樣生產(chǎn)，可省略。油壓裝置型號：第一部分由字母組成：YZ為分離式，HYZ為組合式；第二部分由數(shù)字分式和字母組成：分式分子表壓力油罐總?cè)莘e，分母表示兩個以上壓力管數(shù)目，無分母表只有一個壓力罐。字母表改型次序；第三部分阿拉伯?dāng)?shù)字表油壓裝置的額定油壓，無數(shù)字者表額定壓力為2.5MPa

1、YT型調(diào)速器主配壓閥單邊遮程為0.2mm,正常工作油壓下限22kg/cm2，接力器活塞直徑170mm,活塞桿直徑50mm,導(dǎo)水機構(gòu)的干摩擦力為1000kg，輔助接力器至引導(dǎo)閥的局部反饋杠桿尺寸如圖所示，試求主配壓閥所造成的轉(zhuǎn)速死區(qū)為多少（以轉(zhuǎn)速變化的相對值表示。？已知飛擺的放大系數(shù)K=0.3mm/%，即ZM*=30mm。（暫態(tài)反饋及解:Po_22Kg/cm2_2.2MP（暫態(tài)反饋及解:Po_22Kg/cm2_2.2MP態(tài)反饋=兀D2141 1引導(dǎo)閥針塞兀D2=兀220.052]=829.38cm2532T 輔助所以配壓閥死區(qū)為AS=2T 輔助所以配壓閥死區(qū)為AS=s-s= 九=0.0219m力器11 12pA0注令圖中尺則■單位為mm主配壓閥解：Po=22Kg/cm2=2.2MPaA=兀D2-兀D2=兀[0.172-0.052]=829.38cm2122T所以配壓閥死區(qū)為AS=s-s=九=0.0219mm11 12pA0AZ二AZ二kAYLlB令A(yù)Yb=1則AZl=kL=詈X侖=°443所以配壓閥死區(qū)對應(yīng)轉(zhuǎn)動套死區(qū)az'二kAS二0.443X0.0219二0.00971mm所以配壓閥死區(qū)對應(yīng)轉(zhuǎn)動套死區(qū)ll轉(zhuǎn)速死區(qū)：An=Z'/Z*=0.00971=3.234X10-4lM302、2、YT-600型調(diào)速器的軟反饋機構(gòu)信號傳遞系統(tǒng)尺寸如下圖所示，試求可調(diào)支點在b=15mm時的暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bt。已知飛擺的放大系數(shù)K=0.3mm/%，即ZM*=30mm。解：k1：主接力器到緩沖杯之間的杠桿傳遞系數(shù)由圖中知158緩沖杯活塞到引導(dǎo)針塞之間的杠桿傳遞系數(shù)x102+17—0.775158+80