水电机组调速器综合测试仪-中试控股

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水电机组调速器综合测试仪

时间：2022-11-06

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：水电机组调速器综合测试仪

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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水轮机调速器作用，类型，工作原理
1、水轮机调速器的作用是通过控制导水叶接力器（桨叶接力器）接力器的操作油量来控制导水叶(桨叶）的开度大小进而控制水轮机过水流量的大小来调整水轮机的转速，也就是调整水轮机的转速的作用。

2、水轮机调速器可按调节对象分为单调节调速器和双调节调速器，即俗称的单调调速器和双调调速器，也可按调节元件分为机械调速器（即ST和T型）、电气调速器（DST型和DT型）、微机调速器（即WST型和WT型）等，还可更细分为离心飞摆的、环喷的、步进电机的、液压阀的、直连的、板式管道无明管的等等。

3、水轮机调速器的工作原理基本上就是将转速信号（机组频率）与电网频率（给定频率）进行对比，根据其差值给予电液转换器一个操作接力器开或关的信号（命令）来控制水轮机过水流量从而调节水轮机转速的作用。

水轮机调速器的基本作用是什么？
调速器的基本作用是：
(l)能自动调节水轮发电机组的转速，使其保持在额定转速允许偏差内运转，以满足电网对频率质量的要求。
(2)能使水轮发电机组自动或手动快速启动，适应电网负荷的增减，正常停机或紧急停机的需要。
(3)当水轮发电机组在电力系统中并列运行时，调速器能自动承担预定的负荷分配，使各机组能实现经济运行。
(4)能满足转桨式、冲击式水轮机双重协联调节的需要。
2．我国反击式水轮机调速器系列型谱中有哪些类型？
反击式水轮机调速器系列型谱中主要包括：
(1)机械液压式单调节调速器。如：T－100、YT－1800、YT一300、YTT－35等。
(2)电气液压式单调节调速器。如：DT-80、YDT－1800等。
(3)机械液压式双调节调速器。如：ST－80、ST-150等。
(4)电气液压式双调节调速器。如：DST-80、DST一200等。
另外，仿前苏联的中型调速器CT－40，重庆水轮机厂生产的中型调速器CT-1500作为系列型谱的代用品，仍在一些小型水电站中使用。
3．调节系统常见故障的主要原因有哪些？
调速器本身以外的原因造成的，大体可归纳为：
(1)水力因素由于引水系统水流的压力脉动或振动而导至水轮机的转速脉动。
(2)机械因素主机本身摆动。
(3)电气因素发电机转子和走子的间隙不均匀，电磁力不平衡，励磁系统不稳而使电压振荡，永磁机制造和安装质量不佳而导致飞摆电源信号的脉动。
由调速器本身原因造成的故障：
在处理这类问题之前，首先应当确定故障的属类，然后再进一步缩小分析和观察的范围，尽快找到故障的结所症在，以便对症下药，迅速排除。
在生产实践中遇到的问题往往很复杂，原因也很多。这就要求除认真掌握调速器的基本原理外，对各种故障的表现形式、检查方法及处理对策等，都应全面地了解。
4．YT系列调速器主要有哪些组成部分？
YT系列调速器主要由以下几部分组成：
(1)自动调节机构包括飞摆与引导阀、缓冲器、永态调差机构、反馈机构的传递杠杆装置、主配压阀、接力器等。
(2)控制机构包括变速机构、开度限制机构、手动操作机构等。
(3)油压设备包括回油箱、压力油箱、中间油箱、螺旋油泵组及其控制用的电接点压力表、补气阀、止回阀、安全阀等。
(4)保护装置包括变速机构与开度限制机构电动机的保护、限位开关、紧急停机电磁阀、油压设备事故低压的压力信号器等。
(5)监视仪表及其他包括变速机构、永态调差机构与开度限制机构指示表、转速表、压力表、漏油器及油管路等。

调速器的基本作用是： (1)能自动调节水轮发电机组的转速，使其保持在额定转速允许偏差内运转，以满足电网对频率质量的要求。 (2)能使水轮发电机组自动或手动快速启动，适应电网负荷的增减，正常停机或紧急停机的需要。 (3)当水轮发电机组在电力系统中并列运行时，调速器能自动承担预定的负荷分配，使各机组能实现经济运行。 (4)能满足转桨式、冲击式水轮机双重协联调节的需要。

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。

1.水轮机调速器的主要任务

电网系统负荷的不断变化，致使电网系统频率会不断变化。水轮机调速器的主要任务是通过调节水轮发电机组的输出功率，维持水轮机组在额定转速。

水轮机随着机组负荷的变化而相应地改变导叶开度（或针阀行程），使机组转速恢复并保持为额定值或某一预定值的过程称为水轮机调节。

根据异步交流电机原理：转速n=60f/P

式中：f——频率；P——磁极对数

据此，转速n与电源频率f成正比，调节机组转速即是调节机组输出频率。

水轮机调节实质上是转速调节，进行这种调节的装置称为水轮机调速器，它是以机组转速的偏差为依据来实现导叶开度的调节。
2.水轮机调速系统的组成
一般由调速柜、接力器、油压装置三部分组成。
2.1调速柜
控制水轮机的主要设备，能感受指令并加以放大，操作执行机构，使转速保持在额定范围内。调速柜还可进行水轮机开机、停机操作，并进行调速器参数的整定。
2.2接力器
调速器的执行机构，接力器控制水轮机调速环（控制环）调节导叶开度，以改变进入水轮机的流量。
2.3油压装置
由压力油罐，回油箱，油泵三部分组成。
压力油罐中1/3是油，2/3为压缩空气，保证油压的稳定，油罐额定油压一般为2.5MPa、4.0MPa。若压力油罐中油位到下限，油压低于额定压力0.2~0.3MPa时，油泵自动工作把回油箱中的油压入压力油罐，罐中油位达到规定位置，压力达到额定油压时，油泵自动关机。为安全设两台油泵，互为备用。
中小型调速器的调速柜、接力器和油压装置组合在一起成为一个整体；大型调速器的调速柜、接力器和油压装置则分开设置。
3.调速器的类型
3.1根据测速元件的不同，调速器可分为机械液压型与电气液压型两大类。
机械液压型控制部分为机械元件（飞摆、杠杆等），操作部分为液压系统；
电气液压型控制部分为测频回路（进行测频、放大、反馈），操作部分为液压系统。
3.2按调节机构数目不同，分为单调节和双调节。
单调节是指以导水机构为唯一调节对象，适用于混流式和轴流定桨式水轮机；
双调节是指具有双重调节对象的调节器，如轴流转桨式水轮机，除调节导水机构外，还调节转轮叶片转角；冲击式水轮机即调节针阀又调节折流器。
3.3按调速器容量大小不同，可分为大型与中小型调速器。
大型调速器的主配压阀直径大于80mm；中型调速器的调速功在10000—30000N˙m；小型调速器的调速功小于10000N˙m。