水轮机调速系统水轮机调速器专业测试仪-中试控股

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水轮机调速系统水轮机调速器专业测试仪

时间：2022-11-06

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：水轮机调速系统水轮机调速器专业测试仪

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

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下面中试控股详细介绍水轮机状态监控数据采集发展趋势研究

水轮机的发展有一百余年的历史,至今在单机出力、性能、制造工艺等方面都达列了很高的水平.我国水轮机制造仅有三十余年的历史,虽然目前已能生产大型水轮机,但在机组性能、制造质量和适应各种水头的水轮机等方面与世界先进水平相比还存在较大差距.本文简述近年来水轮机的一些主要进展和成就,以期促进我国水轮机的发展.水轮机计算由于电子计算机的应用与计算理论、试验技术的发展,十几年来,水轮机的水力计算有了重要进展。对水轮机过流部件进行水力设计、流态分析、水力损失计算后,经模型试验修改后优选出水轮机过流部件.这是水轮机发展史上的一个变革,促使水轮机研究水平和水力性能有显著提高。

水电以其在电力行业调峰的重要作用以及巨大的潜在资源，越来越受到人们的重视。随着电力市场的发展，提高水电自身的竞争力已成为行业追求的目标。提高水电机组运行稳定性，发展故障诊断相关的研究技术和实测手段，实施状态检修，是电力改革的必然要求。

水轮机效率是水轮机运行中最重要的经济指标之一.如何保证水轮机在运行期间能按其最优的协联关系运行、最大限度地发挥水轮机效益,是电厂经济运行的一个重要课题.已投产的大型水轮机发电机组每五年做一轮绝对效率试验或相对效率试验是很有必要的。

中试控股开发针对的水轮机、汽轮机、火电机组等不同的发电机机组运行状态的的实时监控设备——发电机机组综合特性分析系统。在一些工业化国家,水轮机自动数据采集与处理系统的精度达到:效率试验总的相对不确定度为士(0 .20~。.30)%;效率试验的重复性为士(0 .10~0.15)%。为此,要求单项参数的测量精度在士(0 .10~0.20)%以内或更高。国内传统的人工读数的目测系统效率测定精度充其量可望达到士(045~、0.50)%,由于随机误差较大,测量精度的进一步提高十分困难。尽管这一精度水平最终满足国际电工委员会(I EC)水轮机模型试验规程的要求。

该设备适用于水电机组的稳定性试验，过速及甩负荷试验，动平衡试验等各种试验，能够自动记录水电机组的摆渡测试、振动测试及压力脉动测试，能够分析得出测试结果。16路及以上，其有源和无源开关量进行转换，保障数据采集端口软件内部可调，其中涡流位移传感器专用有源通道数4路，振动速度传感器专用有源通道数12路，压力脉动传感器专用有源通道数6路，键相传感器专用有源通道2路。

中试控股详细介绍水电站水轮机的选用及该系列产品设计依赖于模型综合特性曲线.这些曲线大多以图形为载体由供货方提供,在水电站的优化设计中需要对图中的各种特性以数学方法给以表达以便设计的自动化.以往这类工作均是以人工读取再录入计算机,不仅工作量大,繁琐而且采集误差也大,难以满足现代设计要求.据此给出了通过计算机鼠标的点击自动地获得图中特性参数及高精度的曲线模拟方法和按绘图走笔顺序排列纪录的方法.它满足为适应个性化需求不断地提供新的模型转轮特性曲线所需要的快速处理.另外我们提出的方法还适应于其他各类图的高速数据采集。

1引言

水轮机调速器是水轮机调节系统的核心组成部分，水轮机调速器调节品质好坏对水轮发电机组运行的安全性、经济性以及电力系统电能质量和安全具有重大意义，在调速器生产、安装启动和大修等环节，都需要对其性能和特性进行全面测试，其试验包括产品出厂试验和现场交接验收试验。我国国家标准和有关行业标准等对水轮机调速系统及装置的设计制造、特性指标和测试验收方法、条件均提出了明确要求。但是如果没有专业的试验仪器配合要完成这些试验是相当有困难的，例如：

（1）新产品在实验室开发阶段，没有真实发电机组，不能构成闭环系统进行动特性试验，以确定调速器是否能够按照正常调节规律运行，直接到工业现场试验成本极高，并存在很大的安全隐患。

（2）水轮机调速器在出厂时，都要进行出厂检验试验以确定调速器是否能按照正确的规律调节控制水轮机的运行，但是在调速器厂家往往没有条件构造水力发电现场环境。

（3）在水电站现场，调速器安装投运和大修时，要对调速系统进行试验，试验过程中需要全程记录，并计算相关参数指标，完成这些工作所需仪器繁多，过程复杂，容易出错。

（4）要求调速器测试人员有较高的专业知识和丰富的实践经验，并且结果处理工作量大，容易带来误差。

这些不断增长的市场需求和近些年新兴技术的发展，导致了水轮机调速系统专业测试仪器的产生和快速发展。

2水轮机专业测试仪器应用领域分析

水轮机调速系统专业测试仪器的使用单位主要包括水轮机调速器生产厂家，学校，科研机构，水电站，水电建设单位以及电力科学研究院。测试仪在这些单位的典型应用场景可归纳为以下几类：

（1）水轮机调速器生产厂家和科研机构

在水轮机调速器厂家和科研机构，调速系统专业测试仪器所承担的任务主要是仿真发电机组，新的水轮机调速器研制过程中，需要反复试验，但是在水轮机调速器生产厂家或者科

研机构，往往没有真实水电站运行环境，那么就需要构造一套能让水轮机调速器运转起来的系统。调速系统专业测试仪器能够满足这种需求，通过采集水轮机调速器导叶主接力器行程信号，模拟发电机组计算机组频率，将得到的机组转速信号输出至水轮机调速器，让水轮机调速器像在真实水电站环境一样正常运转。此时系统原理框图如图1所示，这样就可以大大方便水轮机调速器的研制开发。