中试控股技术研究院鲁工为您讲解：水轮机调速器仿真特性测试仪

ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统

ZSTG2000水轮机调速器仿真测试仪，别名：水轮机调速系统仿真测试仪。英文名（Hydraulic Turbinegovernor Simulationtester）是中试控股针对于水力发电调速系统、水力发电自动准同期系统特性检测与华中科技大学联合开发的一种综合性测试平台，仪器可以完成水轮机调速系统的空载摆动、空载扰动、甩负荷、不动时间，调速器静特性，接力器开关规律、仿真开/关机支持，频率死区测量、负荷响应试验和跟踪电网一次调频等试验项目,自动生成各种类型的试验报告，ZSTG2000水轮机调速器仿真测试仪还可以做通用录波器和频率发生器使用，并且系统采样频率可以达到4KHZ，这大大拓宽了仪器的使用范畴，增强了仪器的灵活性。
ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统内部集成了5种不同类型的水轮机组模型，仪器可以执行这些模型的仿真功能，使之与调速器构成闭环系统，使调速器在没有与真实机组连接的情况下也可以很方便的完成动态检测。
水轮机调速器是水轮发电机组非常重要的辅 助控制设备之一。它的运行品质的好坏直接决定了机组的安全和稳定运行。降低水轮机调速器的故障率是提高机组运行可靠性的最行之有效的手段。

始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

1.1 ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统简介
ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统是湖北中中试针对于水力发电调速系统、水力发电自动准同期系统特性检测而开发的一种综合性测试平台，中试控股仪器可以完成水轮机调速系统的空载摆动、空载扰动、甩负荷、不动时间，调速器静特性，接力器开关规律、仿真开/关机支持，频率死区测量、负荷响应试验和跟踪电网一次调频等试验项目,自动生成各种类型的试验报告，ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统还可以做通用录波器和频率发生器使用，并且系统采样频率可以达到4KHZ，这大大拓宽了仪器的使用范畴，增强了仪器的灵活性。
ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统内部集成了5种不同类型的水轮机组模型，中试控股仪器可以执行这些模型的仿真功能，使之与调速器构成闭环系统，使调速器在没有与真实机组连接的情况下也可以很方便的完成动态检测。
1.2ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统特性和技术参数
1.2.1 软件系统
ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统具有功能强大的软件系统，在保证仪器能够方便完成各种试验的同时，大大提高了仪器的灵活性和通用性。仪器的软件系统的主要特性可概括如下：
1仪器能够自动生成WORD试验报告，Excel试验报告
2 试验报告对曲线进行自动标识，使试验报告制作完全自动化
3 所有采样通道的名称和单位都可以重新定义
4 各种试验的试验环境设置和仪器设置自动保存
5 内置混流式，轴流转浆式，冲击式，贯流式和非线性5种机组模型，满足不同类型调速器的仿真支持
6 自动计算各种试验的试验参数
7 简单方便的通道滤定方式
8 中试控股使用U盘或移动硬盘等存储设备方便的导出试验数据
9 实时绘制试验曲线，并且提高多种曲线分析工具，使用户可以对曲线进行任意缩放和定位操作
10 Windows XPE操作系统，可以实现软件系统自我保护与恢复，防止病毒攻入与侵蚀
11 采用防抖动处理，避免用户错误操作
12 对输入信号进行实时监测，及时自动切除超过量程范围的输入信号，保护信号采集通道和仪器
1.2.1 ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统硬件系统
ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统硬件系统特性和技术参数如下：
1> 8路低电压／电流模拟量采集，电压和电流可以任意转换，电压输入范围-10V~10V，电流输入范围-20mA~20mA，10%~100%满量程采样误差小于0.2%
2> 2路频率测量通道，45HZ~55HZ范围，频率分辨率为0.001HZ，测量误差小于0.001HZ，测频电压输入范围0.5V~110V
3> 2路无源节点开关量测量通道
4> 2路有源节点开关量测量通道，开关信号输入电压范围12V~220V
5> 8路模拟量采集通道采用隔离采集方式，并且通道和通道之间也相互隔离
6> 2路有源节点开关量测量通道，开关信号输入电压范围12V~220V
7> 1路4-20mA模拟量输出通道,输出误差0.2%
8> 1路频率输出通道，频率分辨率为0.001HZ，45Hz-55Hz范围内输出误差0.001HZ，输出电压幅值AC12V
8> 触摸屏方式实现人机交互
9> 中试控股仪器自带8G数据存储空间
10> 12.1寸大彩屏显示

中试控股产品适用性好，实用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企业以及电力工作者信赖的好伙伴。

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专业测试仪器在水力发电现场的工作模式原理框图
 
（3）学校
 
水轮机调速系统专业测试仪器还可以模拟整个发电机组现场运行环境，为高校和职业学校水电站运行课程教学提供一个良好实验平台，通过水轮机调速系统仿真测试仪模拟水电站运行过程中调速器的调节规律、开关机过程、各种事故及其状态等等。
 
3水轮机调速系统测试技术现状
 
3.1测试模式和测试手段
 
在国内，八十年代初期，中国水利水电科学研究院即开始这方面的研究工作，他们提出了"模拟调节对象+真实调速器"的模式。随后，众多的专家学者在水轮机仿真模型的建立，调速器控制策略研究方面进行了广泛的探讨，工程技术人员则在调速器的仿真研究、设计生产以及检修测试方面进行了有益的探索。
 
1989年，孔昭年提出了一种描述水轮机动力学状态的新方法，以适应水轮机调节系统实时仿真需要。该方法的中心思想是以流量特性矩阵与力矩特性矩阵来取代传递系数表征水轮机的流量与力矩特性[3]。1992年，蒋日东在水电机组的控制研究过程中，建立了相应的水电机组仿真模型，随后近20年时间，水轮机专业测试仪器经历了几个大发展阶段。
 
最先出现的测试模式是仿真调节对象+水轮机调速器模式，水轮机调速系统专业测试仪器通过采用数字仿真方法来模拟调节对象，经I/O接口与真实调速器相连，可进行调速器全部静、动态特性试验及调速系统动态试验。它的研制成功，推动了国产调速器调试手段的发展，为水轮机调速器自动测试技术开展提供了良好的开端。
 
1998年以后，华中科技大学率先领导了水轮机调速系统测试技术的新革命，先后以Intel8086芯片和DSP2407芯片为核心，通过RS232串行通讯接口将测试仪与PC机相连，推出了新型的水轮机调速系统仿真测试仪[2]，该类型仪器不仅能以模拟调节对象+调速器模式工作，还能应用于发电现场实现对调速器的静、动态性能进行全程测试、记录、处理、打印保存工作，大大简化了调速系统试验过程和数据处理过程，降低了试验错误几率，提高了试验效率。
 
近两年水轮机调速系统测试技术更是得到了飞速发展，测试仪器出现了很多新的变化，试验仪器的主流配置基本都变成了DSP2812+USB2.0模式，新的测试仪器信号采集和输出通道数量多，速度快，精度高，数据处理变得更加方便，并且试验项目也大大增加，某些试验仪器甚至发展成为了超出了调速系统试验范畴的水电站综合性试验仪器，例如中试和华中科技大学共同研制的新型调速系统仿真测试仪不仅能完成常见的调速系统静、动态试验，还能完成并网同期试验，一次调频试验，甚至故障录波和在线监测等任务。