水輪機(jī)調(diào)節(jié)及輔助設(shè)備課件

第一章概述第一節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)水力發(fā)電生產(chǎn)過程：第一章概述第一節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)和途徑一、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的必要性用電負(fù)荷是隨時(shí)變化的電能無法大量儲(chǔ)存電能生產(chǎn)必須滿足電能品質(zhì)的要求大電網(wǎng)：f=50±0.2HzV=Ve±(5~10%)Ve

小電網(wǎng)：f=50±0.5HzV=Ve±(5~10%)Ve會(huì)導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)速——頻率、電壓變化第一章概述第一節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)和途徑二、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)

根據(jù)負(fù)荷的變化，不斷調(diào)整水輪機(jī)的輸入功率，保證機(jī)組的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定是水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本任務(wù)。第一章概述第一節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)和途徑三、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的途徑和方法機(jī)組轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程途徑方法通過人工手動(dòng)方式或水輪機(jī)調(diào)速器自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)第一章概述第一節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)和途徑四、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)和基本要求特點(diǎn)：操作力大；影響因素多，動(dòng)作過程複雜；功能多。調(diào)速器不僅能維持機(jī)組轉(zhuǎn)速不變，而且還是機(jī)組主要控制設(shè)備之一。機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)、並網(wǎng)和加減負(fù)荷等操作也是調(diào)速器的主要功能。近代大型電液調(diào)速器，又有許多附加功能，如：有功功率的成組調(diào)節(jié)，按有差特性分配各機(jī)組之間的負(fù)荷，按水位調(diào)節(jié)，按開度調(diào)節(jié)以及卡普蘭機(jī)組的波動(dòng)控制等。水輪機(jī)調(diào)速器同時(shí)還是安全監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分之一，當(dāng)發(fā)生電氣事故引起發(fā)電機(jī)突然跳閘以後，調(diào)速器可以及時(shí)地將水輪機(jī)關(guān)閉，防止事態(tài)擴(kuò)大。一旦事故消除，調(diào)速器又能迅速起動(dòng)機(jī)組，增加了備用機(jī)組快速投入的靈活性。結(jié)構(gòu)類型多。第一章概述第一節(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)和途徑四、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)和基本要求基本要求：及時(shí);

準(zhǔn)確;

平穩(wěn)。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理一、人工調(diào)節(jié)分析基本過程：觀察；分析決策；功率放大；執(zhí)行；對(duì)執(zhí)行結(jié)果的反復(fù)觀察。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理二、直接作用式調(diào)速系統(tǒng)離心擺的力學(xué)特性在工作範(fàn)圍內(nèi)的任意轉(zhuǎn)速下，重塊離心力FL與滑套所受的彈力FT總能使離心擺處於動(dòng)態(tài)平衡?；椎奈恢肔與離心擺的轉(zhuǎn)速n呈現(xiàn)出一種線性比例關(guān)係。因此，離心擺可以用於測量機(jī)組轉(zhuǎn)速，同時(shí)將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成位移。調(diào)速系統(tǒng)基本工作過程由離心擺測量轉(zhuǎn)速並轉(zhuǎn)換成A點(diǎn)位移；杠桿AOB將A點(diǎn)位移傳遞到B點(diǎn)；B點(diǎn)帶動(dòng)閘門控制流量。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理二、直接作用式調(diào)速系統(tǒng)存在問題操作力??；靜態(tài)轉(zhuǎn)速偏差大。結(jié)論不能用第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理三、具有液壓放大機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)此為解決前述系統(tǒng)操作力小的問題而提出。液壓放大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)工作設(shè)想第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理三、具有液壓放大機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)工作過程分析第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理三、具有液壓放大機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)工作過程分析結(jié)論該系統(tǒng)雖然具有強(qiáng)大的操作力，但是其工作過程是不穩(wěn)定的。仍須改進(jìn)！第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理四、具有硬回饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)此為解決前述系統(tǒng)不穩(wěn)定問題而提出。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理四、具有硬回饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)工作過程分析動(dòng)態(tài)特性——穩(wěn)定第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理四、具有硬回饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)工作過程分析靜態(tài)特性——有差靜特性指標(biāo)——永態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)bp，其值大小決定於DE之長。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理四、具有硬回饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)結(jié)論雖然穩(wěn)定，但是靜態(tài)轉(zhuǎn)速偏差大的問題仍然存在。還須改進(jìn)！第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理五、具有軟回饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)緩衝器基本原理第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理五、具有軟回饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)基本工作原理第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理五、具有軟回饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)動(dòng)、靜特性第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理五、具有軟回饋機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)結(jié)論該系統(tǒng)可以完成水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本任務(wù)。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理六、具有操作控制機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)為完成調(diào)速器的功能而增設(shè)的機(jī)構(gòu)第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理六、具有操作控制機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)（一）轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理六、具有操作控制機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)（一）轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)組成：轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)由杠桿、電動(dòng)機(jī)、減速器、手輪等組成，通過硬回饋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)杠桿起作用。人為搬動(dòng)手輪或使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，都經(jīng)過減速器引起P端上升或下降。而P的升、降將影響桿AOB的穩(wěn)定位置。動(dòng)作原理：設(shè)機(jī)組單機(jī)運(yùn)行，原轉(zhuǎn)速為n0，如使P上升，則O上升，桿AOB將以A為中心反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。配壓閥B升高，接力器開度加大，機(jī)組轉(zhuǎn)速上升?；譇升高，最後，配壓閥回到中間位置時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定下來。與原有狀態(tài)相比，操作的結(jié)果是使機(jī)組轉(zhuǎn)速升高了，如達(dá)到n1。同時(shí)杠桿AOB也穩(wěn)定在新的A端較高的位置。反過來，如果人為使P下降，則會(huì)引起機(jī)組轉(zhuǎn)速降低，如在n2穩(wěn)定下來。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理六、具有操作控制機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)（一）轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)原理分析：上述過程表明，在負(fù)載不變時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)動(dòng)作，可以人為調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速。從調(diào)速系統(tǒng)靜特性來研究，這種人為的升、降轉(zhuǎn)速與接力器原有開度無關(guān)，在任何一個(gè)開度下都可以產(chǎn)生同樣的效果。同時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)作並不改變回饋機(jī)構(gòu)的杠桿比，即不影響調(diào)速系統(tǒng)靜特性的傾斜程度，永態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)bp不變。因此，轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，是使調(diào)速系統(tǒng)靜特性發(fā)生平行移動(dòng)。結(jié)論：轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，是使調(diào)速系統(tǒng)靜特性發(fā)生平行移動(dòng)。其作用是：當(dāng)機(jī)組單機(jī)運(yùn)行時(shí)，可調(diào)整轉(zhuǎn)速；當(dāng)機(jī)組並網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，可調(diào)整機(jī)組出力。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理六、具有操作控制機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)（二）開度限制機(jī)構(gòu)1、組成開度限制機(jī)構(gòu)包括杠桿STU、直角桿IJK，以及與轉(zhuǎn)速調(diào)整相似的控制機(jī)構(gòu)。S端與配壓閥B之間是有間隙的連接。這一套機(jī)構(gòu)可以人為限制接力器的開度，也可以實(shí)現(xiàn)開、停機(jī)操作。2、限制開度作用配壓閥B上升時(shí)，接力器向右移動(dòng)，即加大開度。隨著開度的增加，通過傳動(dòng)桿件造成S下降。S端的下降位移與接力器行程的變化成正比。接力器開大到一定值時(shí)，S端走完原有間隙Δ，將使配壓閥限制在中間位置及以下。此時(shí)配壓閥不能上升，接力器也就不能繼續(xù)開大，其開度就達(dá)到了限制值。限制開度的大小與S和B之間的間隙Δ相對(duì)應(yīng)，這可由人來調(diào)整。搬動(dòng)手輪或使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，都會(huì)經(jīng)過減速器影響T的高、低，即改變間隙己的大小。T上升即已加大，對(duì)應(yīng)限制開度增加，反之則使限制開度減小。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理六、具有操作控制機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)（二）開度限制機(jī)構(gòu)3、開、停機(jī)作用機(jī)組靜止時(shí)，接力器全關(guān)，離心擺滑套處於最低位置，配壓閥在中間位置封閉著油路。人為操作開度限制機(jī)構(gòu)使T上升，則杠桿STU以U為中心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，S的升高勢必提起配壓閥活塞，造成接力器打開導(dǎo)葉，機(jī)組轉(zhuǎn)速將逐漸提高。隨著轉(zhuǎn)速的上升，離心擺滑套也升高，將由桿AOB的轉(zhuǎn)動(dòng)使配壓閥下降；接力器開大時(shí)回饋機(jī)構(gòu)的動(dòng)作也使配壓閥下降；而開限機(jī)構(gòu)杠桿的運(yùn)動(dòng)仍是使配壓閥下移封閉油孔。這樣，人的不斷操作將使接力器不斷開大，機(jī)組轉(zhuǎn)速也逐步上升，最後會(huì)在額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定下來。

反過來，若在機(jī)組運(yùn)行過程中人為使T下降，則會(huì)強(qiáng)制配壓閥下移，不斷減小接力器開度，直至完全關(guān)閉，從而完成停機(jī)操作。第一章概述第二節(jié)自動(dòng)調(diào)速器的組成原理七、水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速器水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)第一章概述第三節(jié)雙調(diào)節(jié)調(diào)速器原理一、轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)雙調(diào)節(jié)調(diào)速器第一章概述第三節(jié)雙調(diào)節(jié)調(diào)速器原理二、衝擊式水輪機(jī)雙調(diào)節(jié)調(diào)速器第一章概述第四節(jié)調(diào)速器的分類和標(biāo)準(zhǔn)系列一、調(diào)速器的分類

1．按構(gòu)成情況分類由調(diào)速器主要元件的結(jié)構(gòu)型式不同，可以分為機(jī)械液壓和電氣液壓兩大類。前者完全由機(jī)械元件構(gòu)成；而後者有一部分元件用了電子回路，由電氣部分和液壓操作部分共同組成。

2．按輸出動(dòng)作分類（1）單調(diào)節(jié)調(diào)速器。只有一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出一個(gè)調(diào)節(jié)動(dòng)作。如用於混流式、軸流定槳式水輪機(jī)的調(diào)速器。（2）雙調(diào)節(jié)調(diào)速器。具有兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出兩個(gè)互相配合的調(diào)節(jié)動(dòng)作。如用於軸流轉(zhuǎn)槳式及水鬥式水輪機(jī)的調(diào)速器。第一章概述第四節(jié)調(diào)速器的分類和標(biāo)準(zhǔn)系列一、調(diào)速器的分類

3．按工作容量分類調(diào)速器的工作容量是指接力器在額定油壓下走全行程所能作的功。它也表明了主要元件的尺寸大小。調(diào)速器按工作容量不同分為：（1）特小型調(diào)速器。工作容量345～2940Nm（35～300kgm）。（2）小型調(diào)速器。工作容量2940～9810Nm（300～1000kgm）。（3）中型調(diào)速器。工作容量14715～29430Nm（1500～3000kgm）。（4）大型調(diào)速器。工作容量大於29430Nm（3000kgm）中小型調(diào)速器在型號(hào)中用數(shù)字表明其工作容量大小（kgm）。大型調(diào)速器由於工作容量很大，則用數(shù)字標(biāo)明主配壓閥的上閥盤直徑大?。╩m）

4．按調(diào)節(jié)過程的動(dòng)作規(guī)律分類當(dāng)調(diào)速器的構(gòu)成，特別是回饋元件不同時(shí)，其動(dòng)作過程的規(guī)律會(huì)不同。按動(dòng)作規(guī)律的情況可分為：比例規(guī)律（P型）調(diào)速器；比例一積分規(guī)律（PI型）調(diào)速器；比例—積分—微分規(guī)律（PID型）調(diào)速器。第一章概述第四節(jié)調(diào)速器的分類和標(biāo)準(zhǔn)系列二、我國調(diào)速器型號(hào)編制方法根據(jù)部標(biāo)(JB2832-79）規(guī)定：調(diào)速器的型號(hào)由三部分代號(hào)組成，其間以“—”分開。第一部分表示調(diào)速器的基本特徵和類型，用中文拼音的字首表達(dá)。第二部分表示大、中、小型，如前所述用數(shù)字表達(dá)。第三部分以數(shù)字表示調(diào)速器的額定工作油壓。當(dāng)額定工作油壓為2.5MPa(2.5X106Pa)及以下時(shí)不標(biāo)注。調(diào)速器型號(hào)排列順序如下：

1—大型無代號(hào)；中小型與油壓裝置組合在一起，代號(hào)y；特小型通流式結(jié)構(gòu)，代號(hào)T；

2—機(jī)械液壓無代號(hào)；電氣液壓代號(hào)D；

3—單調(diào)節(jié)無代號(hào)；雙調(diào)節(jié)代號(hào)S；

4—調(diào)速器基本代號(hào)T；

5—調(diào)速器工作容量(N·m)；或主配壓閥直徑，mm；

6—改型標(biāo)記，經(jīng)改型的用A、B等標(biāo)明；

7—調(diào)速器額定工作油壓，大於2.5MPa的才標(biāo)注，單位MPa。第一章概述第四節(jié)調(diào)速器的分類和標(biāo)準(zhǔn)系列三、我國調(diào)速器的標(biāo)準(zhǔn)系列

型式類別容量序號(hào)型譜系列入譜產(chǎn)品代用產(chǎn)品通流式機(jī)調(diào)單調(diào)整式特小型1234TT-350TT-750TT-1500TT-3000TT-350YTT-350YTT-750YTT-1500YTT-3000TT-1500TT-3000TT-750壓力油罐式機(jī)調(diào)單調(diào)整式小型567YT-3000YT-6000YT-10000YT-3000YT-6000YT-10000中型89YT-18000YT-30000GT-15000CT-40大型1011T-80T-100T-100電調(diào)單調(diào)整式中型1213YDT-18000YDT-30000YDT-10000AYDT-30000AYDT-18000A大型141516DT-80DT-100DT-150DT-100,150機(jī)調(diào)雙調(diào)整式大型171819ST-80ST-100ST-150ST-100,150電調(diào)雙調(diào)整式大型20212223DST-80DST-100DST-150DST-200DST-100DST-150第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第一節(jié)油壓裝置一、油壓裝置的作用和分類油壓裝置是供給調(diào)速器操作所需壓力油的設(shè)備，也可為蝴蝶閥、球閥等液壓操作系統(tǒng)提供壓力油。作為能源設(shè)備，油壓裝置必須儲(chǔ)備足夠的能量，確保在任何情況下調(diào)速器的工作容量大於水輪機(jī)需要的調(diào)速功。所提供的壓力油不僅數(shù)量、壓力應(yīng)滿足工作需要，而且油質(zhì)也應(yīng)符合技術(shù)要求。油壓裝置按佈置方式不同分為組合式和分離式兩大類。前者壓力油罐安裝在回油箱上，結(jié)構(gòu)緊湊但維修較難，適用於中、小型水電站。後者壓力油罐與回油箱彼此獨(dú)立，可分別佈置在不同地方，多用於大、中型水電站。

第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第一節(jié)油壓裝置一、油壓裝置的作用和分類我國的油壓裝置已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，油壓裝置的型號(hào)由三部分代號(hào)組成：第一部分為類型代號(hào)，用中文拼音的字首表達(dá)，YZ為分離式，HYZ為組合式；第二部分以分?jǐn)?shù)形式表達(dá)壓力油罐的容積和個(gè)數(shù)，分子的數(shù)字為壓力油罐總?cè)莘e（m3字母為產(chǎn)品改進(jìn)標(biāo)記，無字母為基本型。分母的數(shù)字為壓力油罐個(gè)數(shù)，無分母則表示只有一個(gè)壓力油罐；第三部分用數(shù)字表達(dá)額定油壓(MPa)，無數(shù)字則額定油壓為2.5MPa第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第一節(jié)油壓裝置二、YT小型調(diào)速器油壓裝置的組成與原理組成：回油箱、油泵、補(bǔ)氣閥、安全閥、中間油罐、壓力油罐等。常用30號(hào)透平油作工作介質(zhì)。第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第一節(jié)油壓裝置二、YT小型調(diào)速器油壓裝置的組成與原理基本工作原理：正常情況下，壓力油罐中存有三分之一的油，並保持額定壓力。油壓下降一定值後油泵將回油箱中的油加壓經(jīng)補(bǔ)氣閥組、中間油罐輸送至壓力油罐。達(dá)到壓力上限後，油泵停止工作。若油泵故障不能停止，壓力繼續(xù)上升，安全閥動(dòng)作油泵輸出的油直接送至回油箱。第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第一節(jié)油壓裝置二、YT小型調(diào)速器油壓裝置的組成與原理補(bǔ)氣閥工作原理：第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第一節(jié)油壓裝置二、YT小型調(diào)速器油壓裝置的組成與原理自動(dòng)補(bǔ)氣過程第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第二節(jié)離心擺一、離心擺的結(jié)構(gòu)及工作原理

第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第二節(jié)離心擺二、離心擺特性

1.運(yùn)動(dòng)方程——由二階簡化為比例方程

ΔL=100K·x2.工作範(fàn)圍受飛擺限位裝置約束。

3．放大係數(shù)K（mm／％）

放大係數(shù)的倒數(shù)稱為離心擺的單位不均衡度δu。

4．直線性和轉(zhuǎn)速死區(qū)ixF

第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第三節(jié)第一級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)一、第一級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)

第一級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)由引導(dǎo)閥和輔助接力器組成，並與局部回饋杠桿共同工作。

第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第三節(jié)第一級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)二、第一級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)的特性

可簡化為比例環(huán)節(jié)，運(yùn)動(dòng)方程為：

Δs=K1ΔL三、放大係數(shù)K1的調(diào)整通過調(diào)整局部回饋杠桿支點(diǎn)位置來實(shí)現(xiàn)

K1=2、3.3、5.3、8.2第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第四節(jié)第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)一、第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)機(jī)械液壓調(diào)速器的第二級(jí)液壓放大由主配壓閥和主接力器組成。（以YT型調(diào)速器為例）

第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第四節(jié)第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)二、第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)的特性1.運(yùn)動(dòng)方程第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)中，配壓閥偏離中間位置的行程相對(duì)值u與接力器的行程相對(duì)值y之間的關(guān)係如圖所示。

由圖可見亦即故將其稱為積分環(huán)節(jié)。第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第四節(jié)第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)二、第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)的特性2.接力器關(guān)閉規(guī)律從全開到全關(guān)的過程中，接力器的移動(dòng)要經(jīng)過起動(dòng)、加速、勻速移動(dòng)和減緩等幾個(gè)階段。（1）接力器不動(dòng)時(shí)間Tq（越小越好）（2）接力器最短關(guān)閉時(shí)Tf（重要，通過控制油的流速調(diào)整）（3）延緩關(guān)閉時(shí)Th（減速，防止接力器撞擊）第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第四節(jié)第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)二、第二級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)的特性3.接力器最短關(guān)閉時(shí)間的調(diào)整（1）用開度限制機(jī)構(gòu)將接力器開到全開位置（一般比100％的行程略小一點(diǎn)）。（2）手動(dòng)或電動(dòng)使緊急停機(jī)電磁閥動(dòng)作，實(shí)行緊急停機(jī)。（3）用碼錶記錄接力器由全行程75％關(guān)至25％的時(shí)間，該時(shí)間的兩倍即是接力器最短關(guān)閉時(shí)間Tf。（4）若測出的Tf值與設(shè)計(jì)值不符，則需改變限位螺母與框架的間隙，上方的間隙決定最短關(guān)閉時(shí)間，而下方的間隙則控制最短開啟時(shí)間。反復(fù)調(diào)、試直到符合設(shè)計(jì)值為止。最短開啟時(shí)間通常用最短關(guān)閉時(shí)間的1～1.5倍。（5）調(diào)試完畢應(yīng)將限位螺母鎖緊，運(yùn)行中不允許鬆動(dòng)。第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第五節(jié)反饋機(jī)構(gòu)一、硬回饋機(jī)構(gòu)（其中局部回饋已歸結(jié)到第一級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)。）實(shí)質(zhì)是一個(gè)杠桿系統(tǒng)——比例環(huán)節(jié)。

Δh=αpΔY

該環(huán)節(jié)的比例係數(shù)即決定了調(diào)速器的永態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)bp第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第五節(jié)反饋機(jī)構(gòu)二、軟回饋機(jī)構(gòu)緩衝裝置的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第五節(jié)反饋機(jī)構(gòu)二、軟回饋機(jī)構(gòu)緩衝裝置的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第五節(jié)反饋機(jī)構(gòu)二、軟回饋機(jī)構(gòu)2.緩衝裝置的運(yùn)動(dòng)方程和回復(fù)特性令主動(dòng)活塞位移為z1；從動(dòng)活塞位移為z2，當(dāng)則從動(dòng)活塞回復(fù)曲線第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第五節(jié)反饋機(jī)構(gòu)二、軟回饋機(jī)構(gòu)3.緩衝時(shí)間常數(shù)Td第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第五節(jié)反饋機(jī)構(gòu)二、軟回饋機(jī)構(gòu)4.暫態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)bt

將軟回饋通道轉(zhuǎn)換成硬回饋模式，由此所產(chǎn)生的靜態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)即是暫態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)bt5.軟回饋通道的運(yùn)動(dòng)方程一、機(jī)械液壓型調(diào)速器調(diào)節(jié)規(guī)律二、各種調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)速器的特性第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第六節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)規(guī)律比例積分型（PI）第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第七節(jié)調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu)一、轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第七節(jié)調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu)二、開度限制機(jī)構(gòu)1.開度限制作用正常運(yùn)行時(shí)開限針塞的中間閥盤高於閥套的中部油孔，引導(dǎo)閥與輔助接力器之間的油路保持暢通。引導(dǎo)閥輸出的油壓控制信號(hào)可到達(dá)輔助接力器。接力器開至一定開度時(shí)，針塞的中閥盤使通向輔助接力器的油孔封閉，此時(shí)無論引導(dǎo)閥窗口開多大，壓力油也無法流向輔助接力器，接力器的開度也就受到限制不能再增大。換句話說開限閥起了限制開度的作用。第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第七節(jié)調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu)二、開度限制機(jī)構(gòu)2.開停機(jī)作用（1）開機(jī)。起動(dòng)前接力器全關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)套在最低位，引導(dǎo)閥輸出壓力油，但開限閥切斷了通往使輔助接力器上腔的油路。人為動(dòng)作電動(dòng)機(jī)或手輪使開限螺母上升，則開限針塞上升，壓力油流入輔助接力器上腔，接力器從全關(guān)逐步開大，機(jī)組起動(dòng)。起動(dòng)過程中輔助接力器的下降、主接力器的開大都經(jīng)過杠桿使開限針塞降低，即傳回與人為動(dòng)作方向相反的回饋位移。由於杠桿的比例特性，使接力器的行程開限螺母上升的距離成正比。轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)。第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第七節(jié)調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu)二、開度限制機(jī)構(gòu)2.開停機(jī)作用（2）停機(jī)。機(jī)組運(yùn)行當(dāng)中如果人為使開限螺母下降（即減小限制開度），在開限針塞中閥盤堵住中間油孔（此時(shí)開度表上兩針重合）以後繼續(xù)使它下降，則會(huì)使輔助接力器經(jīng)開限閥的排油孔排油，造成接力器關(guān)小以至最後完全關(guān)閉。第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第七節(jié)調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu)三、手動(dòng)、自動(dòng)切換閥1.結(jié)構(gòu)

第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第七節(jié)調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu)三、手動(dòng)、自動(dòng)切換閥2.工作原理

第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第七節(jié)調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu)三、手動(dòng)、自動(dòng)切換閥2.工作原理——液壓手動(dòng)系統(tǒng)

第二章機(jī)械液壓調(diào)速器第七節(jié)調(diào)速器的操作控制機(jī)構(gòu)四、緊急停機(jī)電磁閥

第三章電氣液壓調(diào)速器第一節(jié)概述一、電液調(diào)速器的形成和特點(diǎn)隨著電力系統(tǒng)的日益發(fā)展和用電部門對(duì)電能品質(zhì)要求的不斷提高，機(jī)械液壓型調(diào)速器已遠(yuǎn)不能滿足要求。特別是高水頭大容量的水輪發(fā)電機(jī)組及大容量抽水蓄能機(jī)組的出現(xiàn)，對(duì)調(diào)速器提出了更高的要求，PI調(diào)節(jié)規(guī)律的電液調(diào)速器也難於滿足這些要求。因此，國內(nèi)外對(duì)PID電液調(diào)速器的研製發(fā)展迅速。

第三章電氣液壓調(diào)速器第一節(jié)概述一、電液調(diào)速器的形成和特點(diǎn)電液調(diào)速器與機(jī)械液壓型調(diào)速器相比較，有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。以電氣元件代替了機(jī)械元件，這可以大大減少機(jī)械加工的工作量，並降低成本。靈敏度高，調(diào)節(jié)誤差小。電液調(diào)速器的死區(qū)為0.05％～0.1％；而機(jī)調(diào)的死區(qū)為0.15％～0.20％。轉(zhuǎn)速或指令信號(hào)按規(guī)定型式變化，接力器不動(dòng)時(shí)間：電調(diào)不大於0.2s，機(jī)調(diào)不大於0.3s。便於實(shí)現(xiàn)成組調(diào)節(jié)、遙控及電腦控制。特別是在電腦快速深入到國民經(jīng)濟(jì)及人民生活各個(gè)領(lǐng)域的今天，電腦也已開始引入到水電行業(yè)的各個(gè)方面，機(jī)組轉(zhuǎn)速的調(diào)整就是其中的一個(gè)重要方面。而電液調(diào)速器為實(shí)現(xiàn)電腦控制水電站、進(jìn)行調(diào)速器的技術(shù)改造等提供了極為方便的條件。第三章電氣液壓調(diào)速器第一節(jié)概述一、電液調(diào)速器的形成和特點(diǎn)電液調(diào)速器與機(jī)械液壓型調(diào)速器相比較，有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。各種信號(hào)的綜合及各種參數(shù)的調(diào)整均很方便，工況的轉(zhuǎn)換(如空載、負(fù)載參數(shù)的切換)也易於實(shí)現(xiàn)；便於增設(shè)一些輔助性的調(diào)節(jié)回路，以利於改善調(diào)節(jié)品質(zhì)(如微分環(huán)節(jié)、水壓回饋、人工失靈區(qū)回路等)；有利於電站自動(dòng)化、現(xiàn)代化水準(zhǔn)的提高。

安裝、調(diào)整、試驗(yàn)、維修均較方便，如某回路出現(xiàn)問題，更換一塊插件便可再投入運(yùn)行。由於機(jī)械液壓操作具有調(diào)節(jié)平穩(wěn)、調(diào)速功較大這一特點(diǎn)，所以在電調(diào)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍保留了機(jī)械液壓操作系統(tǒng)，現(xiàn)在的發(fā)展趨勢是進(jìn)一步提高油壓(目前國內(nèi)已應(yīng)用到4MPa)。

第三章電氣液壓調(diào)速器第一節(jié)概述二、電液調(diào)速器的組成第三章電氣液壓調(diào)速器第二節(jié)測頻回路一、測頻回路的作用及型式測頻回路是電液調(diào)速器的基本環(huán)節(jié)之一，其作用是將機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際頻率準(zhǔn)確及時(shí)地測量出來。一般是把頻率信號(hào)變換成與其成正比的直流電壓，用直流電壓的高低變化來反映輸入信號(hào)頻率的變化。這種變換常稱為頻率——電壓變換（F/V）。

LC測頻回路齒盤測頻回路殘壓測頻回路

隔河巖電廠齒盤測頻示例第三章電氣液壓調(diào)速器第二節(jié)測頻回路一、典型殘壓測頻回路該電路以積體電路N101、N102為主構(gòu)成。

第三章電氣液壓調(diào)速器第二節(jié)測頻回路一、典型殘壓測頻回路1.測頻電路由發(fā)電機(jī)端電壓互感器送來的交流電壓經(jīng)隔離變壓器T101後，送入由R101、C101、R102、C102構(gòu)成的起抗干擾作用的RC濾波電路，再經(jīng)過二極體VD101、VD102雙向限幅送入積體電路N101的輸入端。

N101為專用的頻率—電壓變換電路，當(dāng)輸入頻率為f的交流信號(hào)時(shí)，其輸出為一個(gè)與頻率成正比的直流電壓U，即

U102=K·f

式中，K為與VDW101，102，C104，R104有關(guān)的常數(shù)。

N102為一通用型雙運(yùn)算放大器，構(gòu)成兩級(jí)有源低通濾波放大器。它一方面將N101的輸出電壓中的脈動(dòng)成分削弱，同時(shí)將直流成分適當(dāng)放大，從而在本單元輸出端（N102之10腳）獲得所需電壓值。第三章電氣液壓調(diào)速器第二節(jié)測頻回路一、典型殘壓測頻回路2.測頻電路運(yùn)動(dòng)方程對(duì)於上述電路，測頻回路運(yùn)動(dòng)方程為

ΔU104=Kf·Δf式中，Kf即為測頻回路放大係數(shù)。即

(V/Hz)

Kf的調(diào)整通過RW101完成。測試值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)值。

第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)

此部分電路是PID調(diào)節(jié)器的核心，它分為三部分電路：單元輸入、人工死區(qū)、PID調(diào)節(jié)。第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)一、單元輸入電路該電路的作用是將測頻回路的輸出——代表機(jī)組實(shí)際頻率的電壓（U104）與給定值——來自頻率給定回路或電網(wǎng)測頻回路的電壓輸出，進(jìn)行代數(shù)相加運(yùn)算，並將結(jié)果適當(dāng)放大，得到代表頻率偏差的電壓UΔf——U301。第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)二、人工死區(qū)電路

人工死區(qū)亦稱人工失靈，其意義是人為在機(jī)組靜特性曲線上造成一個(gè)死區(qū)，在此死區(qū)中，調(diào)差率很大，當(dāng)系統(tǒng)頻率在一定範(fàn)圍內(nèi)波動(dòng)，機(jī)組幾乎不參加調(diào)節(jié)，從而起著固定負(fù)荷的作用。這既有利於機(jī)組穩(wěn)定地?fù)?dān)負(fù)基本負(fù)荷，也有利於電力系統(tǒng)的運(yùn)行。對(duì)於電力系統(tǒng)中非調(diào)頻機(jī)組，特別是容量較小的機(jī)組，採用這樣的工作方式，是很有意義的。

第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)二、人工死區(qū)電路

該電路主要由積體電路N302及N308構(gòu)成。N301輸出的頻差信號(hào)電壓UΔf同時(shí)送到N302A，N302B的反相輸入端。它們的同相輸入端則與按鍵開關(guān)SNK301相接。

當(dāng)人工死區(qū)整定為0時(shí)，則兩同相端均接地。N302A和VT301，N302B和VT302分別構(gòu)成兩個(gè)單極性輸出的反相器。當(dāng)UΔf<0時(shí)，N302A輸出正電壓，VT301工作，VT302截止；-UΔf可送到N303，再經(jīng)N303反相，由X302送出UΔf

至PID回路。當(dāng)UΔf>0時(shí)，N302B輸出負(fù)電壓，VT302工作，VT301截止；-UΔf

也可送到N303，再經(jīng)N303反相，由X302送出UΔf

至PID回路。

第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)二、人工死區(qū)電路

當(dāng)人工死區(qū)整定值不為0時(shí)，有一組按鍵開關(guān)將被按下，N302A同相端將得到一個(gè)預(yù)置的負(fù)電壓-U預(yù)置，N302B同相端將得到一個(gè)幅值和前者一樣的預(yù)置正電壓U預(yù)置。在此情況下，當(dāng)|UΔf|<|U預(yù)置|時(shí)，VT301、VT302將均處於截止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)，N303輸入、輸出均恒為0，PID調(diào)節(jié)器將不產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，從而形成“死區(qū)”。當(dāng)|UΔf|>|U預(yù)置|時(shí)，VT301和VT302必有一個(gè)投入工作，將超過預(yù)置電壓部分的頻差電壓送往PID單元，產(chǎn)生調(diào)節(jié)動(dòng)作。為避免人工死區(qū)的存在影響並網(wǎng)前的頻率跟蹤，通過與油開關(guān)同步的繼電器K301接點(diǎn)K301-2，K301-3控制該電路只在並網(wǎng)後才起作用。

第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)三、PID調(diào)節(jié)電路

該單元電路主要由N303～N306等積體電路組成。

第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)三、PID調(diào)節(jié)電路

比例環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)由N303、R331～R333、RWP1、RWP2接點(diǎn)K302-1等組成。這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的反相比例器，而且增益可調(diào)。由反相比例器工作原理知道

U303=-kpU302第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)三、PID調(diào)節(jié)電路

比例環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)由N303、R331～R333、RWP1、RWP2接點(diǎn)K302-1等組成。這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的反相比例器，而且增益可調(diào)。由反相比例器工作原理知道

U303=-kpU302為了運(yùn)行穩(wěn)定、方便，kp

可有兩組整定值：kp1

、kp2。kp1決定於RWP1、R331及R333，調(diào)整RWP1即可調(diào)整kp1。kp2

決定於RWP2、R331及R333，調(diào)整RWP2即可調(diào)整kp2。kp1

與kp2的切換靠與油開關(guān)同步動(dòng)作的繼電器接點(diǎn)K302-1自動(dòng)完成。油開關(guān)閉合前為空載工況，

kp=kp1

，油開關(guān)閉合後為負(fù)載工況，

kp=kp2。第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)三、PID調(diào)節(jié)電路

2.積分環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)由N304、RWI1、RWI2、R334～R336、C303、VDW301等等組成。這是一個(gè)由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的積分電路，所以

式中，ti—積分時(shí)間常數(shù)（秒），通常也使用積分增益Ki(=1/ti)。ti=C303·RWI。

ti

的整定值也有兩個(gè)，由K302-2切換?？蛰d時(shí)為ti1，負(fù)載時(shí)為ti2。

第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)三、PID調(diào)節(jié)電路

3.微分環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)主要由N305、C304、C305、RWD1、RWD2、R338～N340組成。這實(shí)際是一個(gè)RC微分電路與一個(gè)反相比例器串聯(lián)的環(huán)節(jié)。

RC微分電路由C304、C305及RWD組成（兩組）。

反相比例器由R338、R340、N305構(gòu)成。

所以，U305～U302的關(guān)係如下：式中td——微分時(shí)間常數(shù)（秒），也稱為微分增益。

第三章電氣液壓調(diào)速器第三節(jié)人工死區(qū)及PID調(diào)節(jié)三、PID調(diào)節(jié)電路

頻差信號(hào)U302經(jīng)P、I、D三單元處理後，最後由以N306為主構(gòu)成的加法電路綜合起來。在該加法器中，穩(wěn)壓器VDW302也是為防止接力器滯後而設(shè)置的。

P、I、D單元回路的特點(diǎn)是，P、I、D三環(huán)節(jié)各自獨(dú)立設(shè)置並呈並聯(lián)形式，三環(huán)節(jié)輸出由加法電路綜合。這樣雖然使用線性組件稍多，但卻具有概念明確、各環(huán)節(jié)參數(shù)調(diào)整可獨(dú)立進(jìn)行，不互相干擾的優(yōu)點(diǎn)。

第三章電氣液壓調(diào)速器第四節(jié)永態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)電路永態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)電路亦稱調(diào)差回路，其作用是使調(diào)速器具有有差靜特性，以便於機(jī)組並列運(yùn)行時(shí)，能適當(dāng)?shù)姆峙湄?fù)荷。

第三章電氣液壓調(diào)速器第四節(jié)永態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)電路永態(tài)轉(zhuǎn)差係數(shù)電路構(gòu)成及原理

主要由N307，R348，R351，RWbp等組成。在不考慮D5單元的輸出U307時(shí)，該電路完全是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)反相比例電路。其輸入輸出關(guān)係為：

U308=-KbpU306U308再經(jīng)RWbp衰減（分壓）後成為U205與頻給輸出綜合。當(dāng)分壓比為0，即RWbp觸頭位於下極限時(shí)，U205=0，則bp=0。當(dāng)分壓比為1，即RWbp觸頭位於上極限時(shí)，U205=U308，則bp=10%。第三章電氣液壓調(diào)速器第五節(jié)綜合放大及振動(dòng)信號(hào)電路綜合放大回路主要就是完成功率放大的作用。

一、綜合放大部分

此部分電路主要由N401、VT401、VT402、VT403、VT404等組成。N401實(shí)際構(gòu)成一個(gè)加法器，將來自電氣接力器的信號(hào)電壓U306、表示實(shí)際接力器開度的回饋電壓U403及振動(dòng)信號(hào)電壓U402綜合起來。輸入端的二極體VD401～404起雙向限幅作用。

第三章電氣液壓調(diào)速器第五節(jié)綜合放大及振動(dòng)信號(hào)電路綜合放大回路主要就是完成功率放大的作用。

一、綜合放大部分

VT401～VT404組成一個(gè)推挽功放電路。這是一個(gè)準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱電路。它將N401綜合後的電壓進(jìn)行放大送至電液伺服閥的線圈DY。VD405、VD406作克服交越失真用。mA為一個(gè)平衡電流錶，用於監(jiān)視DY中電流大小和方向。第三章電氣液壓調(diào)速器第五節(jié)綜合放大及振動(dòng)信號(hào)電路二、導(dǎo)葉回饋電路

該電路由N402A、RWY、RW402及R418~421等組成。這實(shí)際上是一個(gè)同相比例器。RWY的滑動(dòng)觸頭隨導(dǎo)葉接力器一起運(yùn)動(dòng)，所以，輸入電壓U405的高低即反映了接力器的實(shí)際開度。輸出電壓U403僅僅是U405

的比例。N402A起阻抗匹配作用。

第三章電氣液壓調(diào)速器第五節(jié)綜合放大及振動(dòng)信號(hào)電路三、振動(dòng)信號(hào)回路該電路由N402B、C401~C404、R411~R415、VDW401、VDW402、RW401等組成。這是一個(gè)幅值可調(diào)的移相式正弦波信號(hào)發(fā)生器。它在N402B的回饋支路上設(shè)置了三級(jí)RC網(wǎng)路（串聯(lián)式），從而對(duì)某頻率使輸出電壓超前輸入360o，形成正回饋，造成自激振動(dòng)，從而形成一個(gè)正弦波。DW401—402起限幅作用。

第三章電氣液壓調(diào)速器第六節(jié)功率、頻率給定回路

功率、頻率給定回路的作用和機(jī)調(diào)中轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)的作用是一樣的。不過，在電調(diào)中是作為兩個(gè)電路來分別設(shè)置的。一個(gè)稱為功率給定回路，主要承擔(dān)在機(jī)組並網(wǎng)運(yùn)行時(shí)增減負(fù)荷的作用。另一個(gè)稱為頻率給定回路，主要承擔(dān)機(jī)組單機(jī)運(yùn)行時(shí)改變機(jī)組轉(zhuǎn)速的作用。這裏介紹以8031單片機(jī)為主體構(gòu)成的數(shù)字式功率、頻率給定電路，

第三章電氣液壓調(diào)速器第七節(jié)網(wǎng)頻測量與頻率跟蹤一、網(wǎng)頻測量第三章電氣液壓調(diào)速器第七節(jié)網(wǎng)頻測量與頻率跟蹤二、頻率跟蹤電路第三章電氣液壓調(diào)速器第八節(jié)開停機(jī)電壓回路

第三章電氣液壓調(diào)速器第十一節(jié)電液隨動(dòng)系統(tǒng)一、電液伺服閥DYS-l型雙錐式電液伺服閥

第三章電氣液壓調(diào)速器第十一節(jié)電液隨動(dòng)系統(tǒng)一、電液伺服閥DYH-S型環(huán)噴式電液伺服閥

第三章電氣液壓調(diào)速器第十一節(jié)電液隨動(dòng)系統(tǒng)一、電液伺服閥動(dòng)圈壓差式電液轉(zhuǎn)換器第三章電氣液壓調(diào)速器第十一節(jié)電液隨動(dòng)系統(tǒng)二、塊式直連型機(jī)械液壓系統(tǒng)

第四章微機(jī)調(diào)速器

微機(jī)調(diào)速器和模擬式電液調(diào)速器相比，具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)：便於採用先進(jìn)的調(diào)節(jié)控制技術(shù)，從而保證水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)特性。如：不僅可實(shí)現(xiàn)PID，還可以實(shí)現(xiàn)前饋控制、預(yù)測控制和自適應(yīng)控制等。軟體靈活性大，提高性能和增加功能主要通過軟體來實(shí)現(xiàn)。如機(jī)組的開、停機(jī)規(guī)律的實(shí)現(xiàn)；並網(wǎng)時(shí)除測頻外還有測相位功能等。硬體集成度高，體積小、維護(hù)方便、可靠性高。便於直接與廠級(jí)或系統(tǒng)級(jí)上位機(jī)相連接，實(shí)現(xiàn)全廠的綜合控制，提高水電廠自動(dòng)化水準(zhǔn)。

第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理一、微機(jī)調(diào)速器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理一、微機(jī)調(diào)速器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理二、微機(jī)調(diào)節(jié)器PID控制演算法

位置型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法增量型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法實(shí)用的水輪機(jī)微機(jī)調(diào)節(jié)器PID控制演算法

第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理二、微機(jī)調(diào)節(jié)器PID控制演算法

位置型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法連續(xù)PID演算法數(shù)字PID演算法因?yàn)檎{(diào)節(jié)器輸出的是對(duì)象調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位置值，當(dāng)電腦發(fā)生電源消失故障時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生不必要的錯(cuò)誤動(dòng)作，導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)嚴(yán)重事故，為此，必須考慮電源消失保護(hù)措施。第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理二、微機(jī)調(diào)節(jié)器PID控制演算法

位置型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器框圖第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理二、微機(jī)調(diào)節(jié)器PID控制演算法

增量型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法由於一般電腦控制系統(tǒng)採用穩(wěn)定的等採樣週期T，故在確定了KP、KI、KD後，根據(jù)前後三次測量值即可求出數(shù)字PID調(diào)節(jié)器輸出的增量。第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理二、微機(jī)調(diào)節(jié)器PID控制演算法

增量型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器框圖

第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理二、微機(jī)調(diào)節(jié)器PID控制演算法

實(shí)用的水輪機(jī)微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法為了提高PID調(diào)節(jié)器的抗干擾能力，應(yīng)當(dāng)用實(shí)際微分環(huán)節(jié)取代理想微分環(huán)節(jié)。微分環(huán)節(jié)的微分方程：微分環(huán)節(jié)的差分方程：實(shí)用的位置型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法實(shí)用的增量型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法第四章微機(jī)調(diào)速器第一節(jié)微機(jī)調(diào)速器的基本原理二、微機(jī)調(diào)節(jié)器PID控制演算法

考慮bp的因素後實(shí)用的水輪機(jī)微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法實(shí)用的位置型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法實(shí)用的增量型數(shù)字PID微機(jī)調(diào)節(jié)器控制演算法第四章微機(jī)調(diào)速器第二節(jié)微機(jī)調(diào)速器的硬體和軟體一、微機(jī)調(diào)節(jié)器測頻原理

第四章微機(jī)調(diào)速器第二節(jié)微機(jī)調(diào)速器的硬體和軟體二、微機(jī)調(diào)節(jié)器相差測量原理

當(dāng)DJ與DW同步時(shí)，U，D兩端均輸出高電平；當(dāng)DJ超前DW時(shí)，從U端輸出與相位差成正比的負(fù)脈衝。當(dāng)DJ滯後DW時(shí)，從D端輸出與相位差成正比的負(fù)脈衝。將U，D輸出接至反向器，有相位差時(shí)，就得到正脈衝；將反相後的信號(hào)，一路直接輸入計(jì)數(shù)器，一路與時(shí)鐘fφ相與後輸入計(jì)數(shù)器，用與測頻同樣的方法測得相位差。CPU根據(jù)讀取的計(jì)數(shù)值N，由下式算出相位差值。

第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇一、中小型調(diào)速器選擇的原則（1）根據(jù)水輪機(jī)的出力和水頭等有關(guān)參數(shù)，確定所需調(diào)速功來選擇相應(yīng)容量的調(diào)速器。（2）當(dāng)電站和機(jī)組容量較大，在小電網(wǎng)中擔(dān)任調(diào)頻任務(wù)；或有單機(jī)帶孤立負(fù)載的運(yùn)行方式；對(duì)電能品質(zhì)要求較高；或系統(tǒng)中有較大的衝擊負(fù)載時(shí)；應(yīng)選用調(diào)節(jié)品質(zhì)好，自動(dòng)化程度高的電氣液壓調(diào)速器。（3）當(dāng)機(jī)組引水管道較長，水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw較大（如Tw＞2.5s），以選用電氣液壓調(diào)速器為宜。（4）當(dāng)機(jī)組容量較小，在系統(tǒng)中地位不重要，經(jīng)常承擔(dān)基荷時(shí)，可選用機(jī)械液壓調(diào)速器或電液調(diào)速器。（5）由於調(diào)速器bt、Td及Tn值在很大程度上決定了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，因而選擇調(diào)速器時(shí)，應(yīng)按被控制系統(tǒng)的特性估算bt、Td及Tn值，並使所選調(diào)速器的bt、Td及Tn上限值大於計(jì)算值。第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇一、中小型調(diào)速器選擇的原則（6）選擇調(diào)速器時(shí)應(yīng)考慮到調(diào)速器某些環(huán)節(jié)對(duì)電站其他設(shè)備的要求和影響，如不同的測速方式影響到是否要永磁機(jī)，接力器位移的傳遞方式影響到調(diào)速設(shè)備的佈置等。（7）中小型調(diào)速器接力器最短關(guān)閉時(shí)間Tf一般為2~2.5s，注意調(diào)保計(jì)算的Tf結(jié)果不能小於上述值。（8）注意調(diào)速器各部分的電源要求：測頻信號(hào)源；調(diào)速器操作、工作電源（DC24V、48V、110V、220V，AC110V、220V）；油泵電機(jī)電源（國內(nèi)AC380V，50Hz，國外不同）。（9）注意關(guān)機(jī)方向的要求，便於廠內(nèi)裝配和電站安裝；（10）中小型調(diào)速器調(diào)速軸轉(zhuǎn)角均為45°，注意水機(jī)與調(diào)速器的配合；（11）當(dāng)電站需從YT（YDT）型調(diào)速器油壓裝置向其他設(shè)備供油時(shí)，應(yīng)注意用油量的增加，必要時(shí)可向廠家要求增加壓力油罐容積；（如供給剎車、衝擊式水輪機(jī)噴針接力器）（12）注意電站對(duì)自動(dòng)化水準(zhǔn)的要求。（頻率跟蹤、相角控制、電腦監(jiān)控功能）第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇二、機(jī)組及引水系統(tǒng)有關(guān)時(shí)間常數(shù)機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta

機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta反映機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分慣性的大小，定義為：機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)量矩與額定轉(zhuǎn)矩之比。

（s）式中Jωr——機(jī)組額定轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)量矩kg?m2/sMr——機(jī)組額定轉(zhuǎn)矩N?mGD2——機(jī)組飛輪力矩KN?m2nr——機(jī)組額定轉(zhuǎn)速r/minNr——機(jī)組額定出力kW第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇二、機(jī)組及引水系統(tǒng)有關(guān)時(shí)間常數(shù)水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw

水流慣性時(shí)間常數(shù)反映了引水系統(tǒng)中水流慣性的大小，定義為：在額定工況下，表徵過水管道中水流慣性的特徵時(shí)間。

(s)式中，Li——管段長度（m）

Vi——管段流速（m/s）

g——重力加速度（m/s2）

Hr——設(shè)計(jì)水頭（m）第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇三、調(diào)速功的計(jì)算1.導(dǎo)水機(jī)構(gòu)調(diào)速功的計(jì)算（1）中小型水輪機(jī)調(diào)速功計(jì)算蘇聯(lián)公式封閉式蝸殼K—13.9，明槽式K—22.6德國公式日本公式

K=14.7第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇三、調(diào)速功的計(jì)算1.導(dǎo)水機(jī)構(gòu)調(diào)速功的計(jì)算（2）大型水輪機(jī)導(dǎo)葉接力器調(diào)速功計(jì)算第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇三、調(diào)速功的計(jì)算槳葉接力器調(diào)速功的計(jì)算葉片數(shù)Z=4時(shí)，K=8；Z=5時(shí)，K=8.5；Z=6時(shí)，K=9。第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇三、調(diào)速功的計(jì)算衝擊式水輪機(jī)的調(diào)速功（1）噴針接力器的調(diào)速功（2）折向器接力器調(diào)速功第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第一節(jié)調(diào)速器選擇四、調(diào)速參數(shù)整定值估算斯坦因推薦整定公式對(duì)PI型調(diào)速器：Td=6Tw，bt=2.6(Tw/Ta)；對(duì)PID型調(diào)速器：Td=3Tw，bt=1.5(Tw/Ta)，Tn=0.5Tw；而克裏夫琴科推薦整定公式對(duì)PI型調(diào)速器：Td=(4~5)Tw，bt==(3~4)(Tw/Ta)；對(duì)PID型調(diào)速器：Td=(1~1.5)Tw，bt=(2~2.5)(Tw/Ta)，Tn=Tw；而第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第二節(jié)調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)一、機(jī)組甩負(fù)荷過程和調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)機(jī)組甩負(fù)荷過程調(diào)保計(jì)算的任務(wù)調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)是：根據(jù)水電站過水系統(tǒng)和水輪發(fā)電機(jī)組的特性，合理選擇導(dǎo)葉的關(guān)閉時(shí)間和關(guān)閉規(guī)律，進(jìn)行水壓力變化和機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算，使壓力變化值與轉(zhuǎn)速上升值都在允許範(fàn)圍內(nèi)，並以此結(jié)果指導(dǎo)電站的最終設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定。第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第二節(jié)調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)二、調(diào)節(jié)保證計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算工況一般只針對(duì)機(jī)組甩全負(fù)荷時(shí)的情況進(jìn)行計(jì)算；須對(duì)設(shè)計(jì)水頭下甩額定出力和最大水頭下甩額定出力兩種情況進(jìn)行計(jì)算，取計(jì)算出的最大值作為設(shè)備運(yùn)行的保證值。在前一種工況下，導(dǎo)葉從全開至全關(guān)，關(guān)閉時(shí)間長，因此往往產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)速升高；在後一種工況下，由於相應(yīng)導(dǎo)葉開度較小，導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間短，故轉(zhuǎn)速升高小，而絕對(duì)水壓值往往要大些。設(shè)計(jì)水頭下，發(fā)電機(jī)甩全負(fù)載時(shí)，導(dǎo)葉開度最大，導(dǎo)葉的關(guān)閉時(shí)間則按最短關(guān)閉時(shí)間Tf整定。最大水頭甩全負(fù)載時(shí)，導(dǎo)葉開度較設(shè)計(jì)水頭時(shí)的開度小，此時(shí)的導(dǎo)葉最短關(guān)閉時(shí)間TfH可以近似按開度比例換算，即

第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第二節(jié)調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)二、調(diào)節(jié)保證計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算工況

Tf一般為3～10s；水鬥式水輪機(jī)折向器的關(guān)閉時(shí)間為2～3s，噴針全行程關(guān)閉時(shí)間為20～25s，開啟時(shí)間為10～15s；轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)輪葉關(guān)閉時(shí)間一般為導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間的6倍。在特殊情況下，需進(jìn)行機(jī)組突增負(fù)載調(diào)保計(jì)算時(shí)，若壓力管道採用鋼管，應(yīng)計(jì)算最大壓力下降值，以防止管內(nèi)壓力下降時(shí)鋼管被大氣壓力壓癟。此時(shí)，應(yīng)用最小水頭工況核算引水系統(tǒng)的負(fù)壓。第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第二節(jié)調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)二、調(diào)節(jié)保證計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)水錘壓力上升率ζmax機(jī)組甩去全負(fù)載時(shí)蝸殼末端允許的最大壓力上升率ζmax按下表考慮：第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第二節(jié)調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)二、調(diào)節(jié)保證計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升率β

一般情況下，機(jī)組甩去全負(fù)載的β值不宜大於50％，對(duì)併入電網(wǎng)運(yùn)行且占系統(tǒng)容量20％以下的電站，β值可允許為50％～60％，而β值大於60％者應(yīng)有充分的論證。第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算一、壓力管道中的水錘水錘壓力波的傳播與反射在水力學(xué)中，把由於流速急劇變化而引起的水管中壓力大幅度波動(dòng)現(xiàn)象，稱為水錘現(xiàn)象，或簡稱水錘。在水錘現(xiàn)象中，以壓力升高為特徵的水錘叫做正水錘；反之，以壓力降低為特徵的水錘叫做負(fù)水錘。引起水錘的根本原因，就在於水流慣性和壓縮性的相互作用第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算一、壓力管道中的水錘水錘壓力波的傳播與反射T=0~L/a增壓波動(dòng)以速度a沿壓力管向上遊傳播；T=L/a~2L/a減壓波動(dòng)以速度a沿壓力管向下遊傳播；T=2L/a~3L/a減壓波動(dòng)以速度a沿壓力管向上遊傳播；T=3L/a~4L/a增壓波動(dòng)以速度a沿壓力管向下遊傳播；第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算一、壓力管道中的水錘水錘壓力波的傳播與反射水錘波的傳播速度a與管壁材料、管壁厚度、管道直徑及水的彈性模量有關(guān)，其中與管壁材料特性的關(guān)係最為密切。（1）鋼管或鑄鐵管道水錘波速的計(jì)算公式為（2）鋼筋混凝土管道水錘波速的計(jì)算公式為如管道各段的材質(zhì)或其他參數(shù)不同，a可取平均值，平均值計(jì)算公式為第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算一、壓力管道中的水錘直接水錘與間接水錘水錘波在管道內(nèi)往返一次所經(jīng)歷的時(shí)間稱為管道反射時(shí)間或相，用Tr表示，即

閥門瞬間關(guān)閉在實(shí)際的工作中是不存在的，因?yàn)殚y門關(guān)閉總有一個(gè)過程。例如機(jī)組在甩全負(fù)載時(shí)導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間一般為3～8s，如閥門總關(guān)閉時(shí)間Ts很短，或者管道長度L很大。使得Ts≤Tr，則從上游反射的減壓波還未到達(dá)閥門或剛好抵達(dá)閥，閥門處的正水錘波還沒有受到負(fù)水錘的削弱，這樣的水錘稱為直接水錘。如果閥門總關(guān)閉時(shí)間Ts

＞

Tr，則由上游反射回來的減壓波已到達(dá)閥門，部分地抵消了閥門端的水錘壓力，使水錘壓力變化小於直接水錘的壓力變化，這種水錘稱為間接水錘。直接水錘的壓力增值可用水力學(xué)中的儒柯夫斯基公式計(jì)算，即

第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算二、間接水錘的近似計(jì)算

對(duì)閥門（噴針）直線關(guān)閉情況，水錘變化過程線，如圖所示。其中（a）所示水錘變化過程，最大水錘壓力出現(xiàn)在第一相末，這種水錘稱為第一相水錘；而（b）所示的水錘變化過程，水錘壓力逐漸增高，最大水錘壓力出現(xiàn)在末相，故稱為末相水錘。第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算二、間接水錘的近似計(jì)算

1、水錘類型的判斷間接水錘的類型取決於管道特性和閥門關(guān)閉情況第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算二、間接水錘的近似計(jì)算2、間接水錘的近似計(jì)算首相水錘簡化式b.末相水錘簡化式第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算二、間接水錘的近似計(jì)算

3、間接水錘的近似計(jì)算對(duì)於反擊式水輪機(jī)，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正對(duì)混流式水輪機(jī)

A=1.2對(duì)軸流式水輪機(jī)

A=1.4第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算二、間接水錘的近似計(jì)算

4、間接水錘的曲線計(jì)算第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第三節(jié)水錘壓力計(jì)算三、過水壓力系統(tǒng)中水錘壓力的分配

上述水錘計(jì)算公式是按末端閥導(dǎo)出的。在敘述時(shí)只計(jì)入蝸殼的影響，即把導(dǎo)水機(jī)為作為水錘的分界面考慮。目前關(guān)於蝸殼和尾水管對(duì)水錘數(shù)值的影響，尚無定論。但對(duì)河床式電站或壓力管道較短的電站，蝸殼及尾水管的影響是不容忽視的。壓力管道末端的最大壓力上升蝸殼末端的最大壓力上升尾水管內(nèi)的最大壓力下降：在突然關(guān)閉導(dǎo)葉時(shí)，尾水管內(nèi)產(chǎn)生壓力下降，此水錘波也會(huì)在尾水管出口處產(chǎn)生負(fù)反射，並有可能在尾水管進(jìn)口截面形成“回沖”。

曲線1與縱、橫坐標(biāo)所包圍的面積，就是此時(shí)段中水動(dòng)力矩所產(chǎn)生的總能量Es。Es的數(shù)值可由對(duì)曲線1的積分得到（KJ）用曲線2近似代替曲線1第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第四節(jié)轉(zhuǎn)速變化計(jì)算一、轉(zhuǎn)速變化計(jì)算原理目前估算甩負(fù)載過渡過程中機(jī)組最大轉(zhuǎn)速上升的公式很多，均是以機(jī)組運(yùn)動(dòng)方程式為基礎(chǔ)推導(dǎo)出來的。所不同的是採用的假定條件和修正係數(shù)。現(xiàn)介紹其中的一種：假定甩全負(fù)載後，從導(dǎo)葉開始動(dòng)作至最大轉(zhuǎn)速之間，水輪機(jī)出力隨時(shí)間呈直線關(guān)係減至零所求出的基本公式。第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第四節(jié)轉(zhuǎn)速變化計(jì)算一、轉(zhuǎn)速變化計(jì)算原理在Es的作用下，發(fā)電機(jī)角速度由額定角速度ωr升至最大角速度ωmax。發(fā)電機(jī)由於轉(zhuǎn)速升高增加的動(dòng)能為ΔE不考慮水輪機(jī)出力提供的能量Es在轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)的損失，即Es=ΔE，則經(jīng)處理後第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第四節(jié)轉(zhuǎn)速變化計(jì)算二、轉(zhuǎn)速變化實(shí)用計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式在Es的作用下，發(fā)電機(jī)角速度由額定角速度ωr升至最大角速度ωmax。發(fā)電機(jī)由於轉(zhuǎn)速升高增加的動(dòng)能為ΔE公式一公式二公式三第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第五節(jié)調(diào)節(jié)保證計(jì)算的步驟和方法見教材

第五章調(diào)速器選擇和調(diào)節(jié)保證計(jì)算第六節(jié)改善甩負(fù)荷過渡過程的措施一、設(shè)置水阻器（假負(fù)載）二、增加機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量三、設(shè)置調(diào)壓井或調(diào)壓閥四、改變導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第一節(jié)進(jìn)水閥的作用與設(shè)置一、進(jìn)水閥的作用1．為機(jī)組檢修提供安全工作條件2．停機(jī)時(shí)減少機(jī)組漏水量，開機(jī)時(shí)縮短起動(dòng)所需要的時(shí)間3．防止機(jī)組飛逸事故擴(kuò)大第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第一節(jié)進(jìn)水閥的作用與設(shè)置二、設(shè)置進(jìn)水閥的條件（1）聯(lián)合供水方式的電站，應(yīng)在每臺(tái)水輪機(jī)前設(shè)置進(jìn)水閥。（2）單元供水方式的電站（一臺(tái)機(jī)組一根壓力管道),當(dāng)水頭大於120m時(shí)可考慮在每臺(tái)水輪機(jī)前設(shè)置進(jìn)水閥。因?yàn)樗^高時(shí)壓力管道往往較長，而且水輪機(jī)漏水較嚴(yán)重。（3）當(dāng)水頭低於I20m時(shí)，一般不設(shè)進(jìn)水閥，但應(yīng)在進(jìn)水口設(shè)置快速閘門。必要時(shí)，應(yīng)經(jīng)過論證才設(shè)水輪機(jī)進(jìn)水閥。如某些多泥沙河流上的中、低水頭電站，由於進(jìn)水口閘門容易磨損和淤沙，不能保證快速切斷水流，因而也設(shè)置了進(jìn)水閥。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第一節(jié)進(jìn)水閥的作用與設(shè)置三、對(duì)進(jìn)水閥的技術(shù)要求（1）進(jìn)水閥應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，工作可靠而操作方便。（2）應(yīng)有嚴(yán)密的止水裝置，關(guān)閉時(shí)漏水量少。（3）進(jìn)水閥及其操作機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度，應(yīng)能承受各種工況下的水壓力。機(jī)組發(fā)生事故時(shí)能在動(dòng)水中快速關(guān)閉，其關(guān)閉時(shí)間應(yīng)滿足機(jī)組允許的飛逸時(shí)間及水錘壓力要求，一般不大於2min（4）進(jìn)水閥全開時(shí)對(duì)水流的阻力應(yīng)儘量小。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和結(jié)構(gòu)

水電站常用的進(jìn)水閥有蝴蝶閥、閘閥和球閥三種。其中，閘閥用於小機(jī)組上DN可達(dá)350~400。一、蝴蝶閥1．蝴蝶閥的結(jié)構(gòu)組成

蝴蝶閥由閥體、活門、止水結(jié)構(gòu)、旁通閥、空氣閥等部分構(gòu)成。圓筒形的閥體內(nèi)安裝可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的餅形活門，全關(guān)時(shí)活門四周與閥體接觸，切斷水流通路；全開時(shí)活門與水流方向平行，水從活門兩側(cè)繞過，如圖所示。第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用一、蝴蝶閥

2.蝴蝶閥的型式

按裝置方式不同，蝴蝶閥分為臥軸和立軸兩種型式。兩種型式蝴蝶閥運(yùn)行情況均良好，主要由生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)、製造情況決定。立軸蝴蝶閥，操作機(jī)構(gòu)位於閥體頂部，結(jié)構(gòu)上比較緊湊而且占地面積小。操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行維護(hù)和檢修都較方便，還便於防潮。但是，活門軸豎直佈置，底部必須設(shè)推力軸承，其結(jié)構(gòu)複雜還容易被泥沙淤塞，維護(hù)和檢修也較困難。臥軸蝴蝶閥不需要推力軸承，結(jié)構(gòu)相應(yīng)簡單。其操作機(jī)構(gòu)佈置於閥體一側(cè)或兩側(cè)，占地面積大，也不利於檢修。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

一、蝴蝶閥3.蝶閥主要部件閥體與活門軸承密封裝置鎖定裝置第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

一、蝴蝶閥3.蝶閥主要部件密封裝置鎖定裝置第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

二、閘

閥1.閘閥的結(jié)構(gòu)組成由閥體、閥蓋、閘板、操作機(jī)構(gòu)及附屬裝置構(gòu)成。閘閥關(guān)閉時(shí)，閘板的四周與閥體接觸，封閉水流通路。開啟時(shí)，閘板沿閥體中的閘槽上升，直至完全讓出水流通道。全開時(shí)閘閥的水力損失較小。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

二、閘

閥2．閘閥的型式閘閥，按閥桿螺紋和螺母是否與水接觸，分為明桿式和暗桿式。明桿式閘閥，如圖所示。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

二、閘

閥3．閘閥的主要部件

(1）閥體與閥蓋。閥體是閘閥的承重部件，呈圓筒形，水流從其中通過。閥體上部開有供閘板啟、閉的孔口，內(nèi)部留有相應(yīng)的閘槽。全關(guān)時(shí)閘板四周與閘槽接觸以實(shí)現(xiàn)密封。閥蓋安裝在閥體上部，形成空腔以容納升起的閘板。閥體與閥蓋都用鑄造結(jié)構(gòu)，閥蓋頂部閥桿經(jīng)過的孔內(nèi)常設(shè)石棉盤根密封。（2）閘板。閘板按結(jié)構(gòu)不同分為楔式，和平行式兩類。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

三、球

閥

球閥的閥體由兩個(gè)可拆卸的半球構(gòu)成，圓筒形的活門可在閥體內(nèi)作90°旋轉(zhuǎn)。全開時(shí)，活門的過水?dāng)嗝媾c鋼管直通，相當(dāng)於一般管道，幾乎不增加水流阻力。全關(guān)時(shí)，活門旋轉(zhuǎn)90°後，由活門外壁截?cái)嗨?，靠專門的球面密封結(jié)構(gòu)止水，密封性能良好。球閥通常為臥輪裝置型式。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

三、球

閥球閥的密封球閥的密封裝置有單側(cè)和雙側(cè)兩種結(jié)構(gòu)。單側(cè)密封只在下遊側(cè)設(shè)置密封裝置，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，但不便於球閥自身的檢修。雙側(cè)密封在上游側(cè)設(shè)檢修密封，下游側(cè)設(shè)工作密封，必要時(shí)可比較方便地檢修工作密封。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

三、球

閥

三類進(jìn)水閥中，球閥關(guān)閉最嚴(yán)密，水力損失也最小，而且操作力小，但結(jié)構(gòu)最複雜，體積大、造價(jià)高，通常用於高水頭的大中型機(jī)組。閘閥全開時(shí)水力損失小，全關(guān)後密封性能也好，而且不會(huì)因水流衝擊自行開啟，因而不需要鎖錠裝置。但是，閘閥為升降啟閉，所需的操作力大，高度大、自重大，啟閉的時(shí)間較長，通常用於較高水頭的小型機(jī)組，通流直徑一般不大於lm。蝴蝶閥外形尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、操作方便，但是全開時(shí)水力損失大，全關(guān)時(shí)密封性能較差，因此用於較低水頭（200～250m以下）。通流直徑的範(fàn)圍較寬，大、中、小型機(jī)組均可應(yīng)用。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

四、進(jìn)水閥的附屬部件1．旁通管與旁通閥為消除進(jìn)水閥開啟時(shí)活門兩側(cè)的水壓力差，使進(jìn)水閥在靜水中開啟減少所需的操作力。進(jìn)水閥裝有連接上、下游側(cè)的旁通管和旁通閥（個(gè)別直徑很小的除外）。2．空氣閥為防止蝴蝶閥、球閥緊急關(guān)閉時(shí)閥後壓力管道形成真空而遭到破壞，需要向閥後補(bǔ)入空氣。同時(shí)，進(jìn)水閥開啟前閥後充水時(shí)又需要排出空氣。為此在進(jìn)水閥後的壓力管道上設(shè)置空氣閥。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

四、進(jìn)水閥的附屬部件3．伸縮節(jié)

進(jìn)水閥的上游（或下游）側(cè)，壓力鋼管上設(shè)有伸縮節(jié)，既可補(bǔ)償鋼管的溫度變形，又方便進(jìn)水閥的安裝與檢修。

伸縮節(jié)的一般結(jié)構(gòu)如圖所示。伸縮節(jié)與進(jìn)水閥用螺栓連接，伸縮縫中裝有3～4層石棉盤根或橡膠盤根，用壓環(huán)擠緊以防漏水。第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

五、進(jìn)水閥的型號(hào)第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

五、進(jìn)水閥的型號(hào)第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第二節(jié)進(jìn)水閥的型式和作用

五、進(jìn)水閥的型號(hào)第六章水輪機(jī)進(jìn)水閥第三節(jié)進(jìn)水閥的操作方式和操作系統(tǒng)進(jìn)水閥的操作方式手動(dòng)電動(dòng)液動(dòng)第七章水電站油系統(tǒng)第一節(jié)水電站用油及油的性質(zhì)一、電站用油的種類和作用水電站的用油主要分潤滑油和絕緣油兩大類。（一）潤滑油常用的潤滑油有以下幾種：（1）透平油（即汽輪機(jī)油）（2）機(jī)械油（簡稱機(jī)油）（3）壓縮機(jī)油（4）潤滑脂（俗稱黃油）（二）絕緣油（1）變壓器油（2）開關(guān)油第七章水電站油系統(tǒng)第一節(jié)水電站用油及油的性質(zhì)二、油的基本性質(zhì)（一）物理性質(zhì)（二）化學(xué)性質(zhì)（三）電氣性質(zhì)第七章水電站油系統(tǒng)第一節(jié)水電站用油及油的性質(zhì)三、油的劣化根本原因是油被氧化第七章水電站油系統(tǒng)第一節(jié)水電站用油及油的性質(zhì)四、油的淨(jìng)化澄清壓力過濾真空過濾第七章水電站油系統(tǒng)第二節(jié)透平油系統(tǒng)一、油系統(tǒng)的作用和組成1.油系統(tǒng)的作用（1）接受新油，並以自流或以油泵壓送的方法將新油送入貯油桶。（2）貯備淨(jìng)油，以供發(fā)生事故需要更換汙油或正常運(yùn)行補(bǔ)充損耗之用。（3）在設(shè)備大修後或新安裝機(jī)組運(yùn)行前，給設(shè)備充淨(jìng)油。（4）向運(yùn)行設(shè)備添油，補(bǔ)充用油設(shè)備在運(yùn)行中的損耗。（5）檢修時(shí)，通過油泵或自流方式，從設(shè)備中排出汙油並送到油庫的汙油桶（或運(yùn)行油桶）中。（6）將貯存在汙油桶（運(yùn)行油桶）中的汙油通過壓力過濾或真空過濾進(jìn)行淨(jìng)化處理。（7）油的監(jiān)督與維護(hù)。第七章水電站