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电力技术
水轮机仿真仪
时间:2022-11-06

中试控股技术研究院鲁工为您讲解:水轮机仿真仪


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


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调速器接力器抖动现象分为以下四种情况:



1)由两个因素构成①调速器外部功率较大的电气设备启动/停止 ②调速器外部直流继电器或电磁铁动作/断开


分析:机频与接力器出现抖动调速器受外部干扰


处理:①检查并妥善处理微机调速器的机柜和微机调节器壳体的接地


②外部直流继电器或电磁铁线圈加装反向并接(续流)二极管;接点两端并接阻容吸收器件(100Ω电阻与630V,0.1μF电容器串联)


2)开机过程中,机组转速未达到额定转速,残压过低;或机组空载,未投入励磁;机组大修后第一次开机,残压过低,机频信号出现跳动,接力器跟随抖动


分析:机组频率信号源受干扰


处理:机组频率信号(残压信号和/或齿盘信号)均应采用各自的带屏蔽的双绞线接至微机调速器,屏蔽层应可靠地在一点接地。频率信号线不要与强动力电源线或脉冲信号线平行、靠近布置


3)抖动现象无明显规律,似乎与机组运行振动区、运行人员操作有一定联系


分析:接线松动、接触不良


处理:检查微机调速器接线端子、电液转换器等电/机转换装置、导叶接力器变送器、机组功率变送器、水头变送器及调速器内部接线的连接情况,并加以相应的处理


4)调节器输出作较大幅度变动时主配压阀跳动、油管抖动、接力器运动出现过头现象


分析:导叶接力器反应时间常数Ty值偏小


处理:减小电液(机械)随动系统的放大系数,从而使接力器反应时间常数Ty取较大数值


4、运行中调节模式自动切换


调节模式自动切换现象分为以下两种情况:


1)机组并网运行调速器在功率调节模式下工作,自动切换至开度调节模式下工作


分析:机组功率变送器有故障或断线


处理:检查切换后的开度调节模式下的微机调速器读入的机组功率值,若与机组实际功率有较大差别,与导叶实际开度不相适应,则可确认为机组功率变送器有故障或断线,应检查并排除其故障


2)机组并网运行调速器在功率调节或开度调节模式下工作,自动切换至频率调节模式工作


分析:电网频率变化过大或测频环节有故障


处理:机组并入小电网或带孤立负荷,这种切换是合理的,若电网频率变化过大,不必强行切换至功率调节或开度调节模式下工作。


机组并入大电网,若电网频率十分稳定,则这种切换应足够重视,应观察电网频率变化情况,并检查微机调速器的频率测量及显示结果。可将其切换至开度调节/功率调节模式工作,观察一段时间,以确认频率测量环节的工作是否正常。


5、甩负荷过程中出现的不正常现象


其现象分为以下六种情况:


1)甩100%负荷过程中,导叶接力器关闭到最小开度后,开启过于迟缓,或重启过快,使调节时间过长


分析:PID调节程序中负限幅整定不当


处理:合理设定负限幅值


2)甩>75%额定负荷过程中的水压上升值过大


分析:导叶接力器关闭时间过短


处理:检查是否接力器最短关闭时间过短,若是,按调节保证计算,加长导叶接力器关闭时间值


3)甩>75%额定负荷过程中的机组转速上升值过大


分析:导叶接力器关闭时间过长


处理:检查是否接力器最短关闭时间过长,若是,按调节保证计算,缩短导叶接力器关闭时间


4)甩>75%额定负荷过程中的水压上升和/或机组转速上升值过大


分析:两段关闭特性不合要求


处理: 按调节保证计算,调整两段关机速度及拐点,或重新进行过渡过程仿真计算,寻求合理的两段关闭速度及拐点,重新进行整定


5)甩>25%额定负荷时,导叶接力器的不动时间过长


分析:调速器转速死区ix偏大


处理:①检查并减小机械液压系统死区


②适当增大综合放大系数


③适当加大Tn或KD值


6)机组油开关未动作,仍在“合上”位置,但送给调速器的机组油开关接点断开,导致甩负荷或减负荷


分析:机组油开关接点误动作(断开)


处理:①完善机组二次回路电源接线,防止机组油开关辅助继电器误动作


②微机调速器程序中对油开关辅助接点进行断开延时处理(但应慎重)


6、 与水头有关的故障现象


水头有关的故障现象分为以下三种情况:


1)开机过程中,机组频率到不了额定频率50Hz


分析:空载开度运行值偏小


处理:①人工设定的水头值高于实际水头值,使查表插值得到的空载开度值小于应有的空载开度,需人工设定正确水头值


②程序中的设定的空载开度值偏小,应根据水电站实际空载开度修正


2)导叶接力器增大不到合理的最大开度


分析:①电气开限增大不到应有的最大值②导叶反馈调整偏大


处理:①人工设定的水头值高于实际水头值,使查表插值得到的电气开限最大值偏小,应人工设定正确水头值


②程序中的电气开度限制最大值的节点值小于应有的值,应修正上述节点值


③导叶反馈调整偏大


3)机组效率降低,运行中振动偏大


分析:①双调整调速器可能是协联关系不正常 ②机组运行于气蚀区

 

 

 

 

 

 

 

 

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