知識點(diǎn)2-調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性改2

重慶電力高等?？茖W(xué)校Copyright2017CQEPCAllRightsReserved調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性電廠汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由多個環(huán)節(jié)組成的復(fù)雜閉環(huán)系統(tǒng)，部件運(yùn)動慣性、油流流動阻力和蒸汽中間容積等的存在，使得調(diào)節(jié)系統(tǒng)由一個穩(wěn)定工況到另一穩(wěn)定工況時經(jīng)歷著復(fù)雜的過渡過程。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性是指調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)從一個穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定狀態(tài)過程中的特性。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性

研究調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的目的：掌握動態(tài)過程中各參數(shù)(如功率、轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)閥開度及控制油壓等)隨時間的變化規(guī)律，并判斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)是否穩(wěn)定，評定調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)以及分析影響動態(tài)特性的主要因素，以便提出改進(jìn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的措施。動態(tài)特性指標(biāo)傳統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的重要指標(biāo)主要有穩(wěn)定性、超調(diào)量、過渡時間。動態(tài)特性指標(biāo)-穩(wěn)定性汽輪機(jī)甩負(fù)荷時轉(zhuǎn)速的幾種過渡過程

運(yùn)行中的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)外界負(fù)荷、蒸汽參數(shù)等發(fā)生變化時，它的輸出量(功率或轉(zhuǎn)速)就發(fā)生變化，如果上述干擾所引起的輸出量的變化隨著時間的推移而能穩(wěn)定在某一個定值（見圖的1、2、3三條曲線）上，則這個調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是動態(tài)穩(wěn)定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)?！?←3←2←1動態(tài)特性指標(biāo)-穩(wěn)定性汽輪機(jī)甩負(fù)荷時轉(zhuǎn)速的幾種過渡過程曲線4的轉(zhuǎn)速(稱為被調(diào)量)隨時間延長變化越來越大，這種系統(tǒng)稱為動態(tài)不穩(wěn)定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程可以是單調(diào)的，也可以是衰減振蕩的，但明顯的振蕩次數(shù)要少于3～5次?！?←3←2←1動態(tài)特性指標(biāo)-超調(diào)量甩全負(fù)荷時轉(zhuǎn)速的過渡過程

轉(zhuǎn)速超調(diào)量：過渡過程中的最大動態(tài)轉(zhuǎn)速與最后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速之差，用Δnmax表示。

在同類型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，速度變動率δ越大，超調(diào)量(相對值)越小，其穩(wěn)定性就越好；但δ越大，甩負(fù)荷后機(jī)組達(dá)到的nmax就越高。

動態(tài)特性指標(biāo)-超調(diào)量甩全負(fù)荷時轉(zhuǎn)速的過渡過程為了保證甩負(fù)荷時不致引起超速保護(hù)裝置動作而停機(jī)，汽輪機(jī)甩全負(fù)荷時，最大動態(tài)轉(zhuǎn)速nmax必須低于超速遮斷裝置的動作轉(zhuǎn)速。機(jī)械超速遮斷裝置的動作轉(zhuǎn)速為（110%～112%）n0，最大動態(tài)轉(zhuǎn)速nmax應(yīng)不超過（107%～109%）n0。動態(tài)特性指標(biāo)-過渡過程時間

過渡過程時間（快速性）：調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動后，從調(diào)節(jié)過程開始到被調(diào)量與新穩(wěn)定值的偏差Δ小于允許值的最短時間。

圖中Δt為機(jī)組甩全負(fù)荷時的過渡過程時間。對甩全負(fù)荷的過渡過程時間Δt一般要求小于5～50s。

由于被調(diào)參數(shù)絕對穩(wěn)定在某一數(shù)值上是不可能的，也是沒有必要的，所以在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中Δ一般取5%，即轉(zhuǎn)速的擺動范圍只要不大于5%，就可認(rèn)為調(diào)節(jié)系統(tǒng)已達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。甩全負(fù)荷時轉(zhuǎn)速的過渡過程影響動態(tài)特性的因素

轉(zhuǎn)子飛升時間常數(shù)Ta

是指轉(zhuǎn)子在額定功率時的蒸汽主力矩MT作用下，轉(zhuǎn)速從零升高到額定值時所需要的時間，用Ta表示。即Ta=Ie(ω0-0)/MTIe----汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量；ω0----額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子的角速度。

Ie越小、MT越大，則Ta越小。結(jié)論：甩負(fù)荷時Ta越小，轉(zhuǎn)子的最大飛升轉(zhuǎn)速越高，且過渡過程的振蕩加劇。隨著機(jī)組容量不斷提高，MT大大增加，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量Ie卻增加不多，使得Ta越來越?。ㄖ行C(jī)組Ta約為11～14s，高壓機(jī)組為7s，中間再熱機(jī)組僅為5～8s）。因此，機(jī)組功率越大，超速的可能性也越大，甩負(fù)荷后控制動態(tài)超速也越困難。中間容積時間常數(shù)Tv汽輪機(jī)的中間容積：是指調(diào)節(jié)汽閥后的蒸汽管道、蒸汽室、通流部分以及抽汽管道和中間再熱管道的蒸汽容積。通常用中間容積時間常數(shù)來表示中間容積貯存蒸汽能力的大小，用Tv表示。即

Tv=Vρv/nGm=V/nGv中間容積V越大，則Tv越大，即中間容積中貯存的蒸汽量越多，甩負(fù)荷時越容易超速。

由于甩同樣負(fù)荷，δ大時，轉(zhuǎn)速變化大，反饋信號強(qiáng)，可使調(diào)節(jié)系統(tǒng)快速動作，所以超調(diào)量小，動態(tài)穩(wěn)定性好,但δ大時，轉(zhuǎn)速靜態(tài)偏差大。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率對穩(wěn)定性和甩負(fù)荷動態(tài)特性均產(chǎn)生不利影響。遲緩率存在時，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速飛升量超過遲緩值后方能使油動機(jī)動作，不僅使動態(tài)飛升轉(zhuǎn)速增加，而且使動態(tài)偏差增大，從而過渡過程的振蕩次數(shù)增多和調(diào)整時間延長，嚴(yán)重可能產(chǎn)生自持振蕩。另一方面，遲緩的存在，也是調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定晃動等動態(tài)故障的重要原因。速度變動率δ和遲緩率ε

是指油動機(jī)滑閥開度為最大時，油動機(jī)處在最大進(jìn)油量條件下走完整個工作行程所需要的時間，用Tm