西华大学：《水轮机调节及辅助设备》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 概述（主讲：余波、林其玉、熊朝坤）

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第一节水轮机调节的任务 水力发电生产过程: 电网 压力引水 功率励磁 发电机 整流调节 水库 屏 器 L=0 机械液 水轮机 压执行 机构 调速器 尾水

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第一节 水轮机调节的任务 水力发电生产过程： 调 速 器 机械液 压执行 机构 励磁 调节 器 功率 整流 屏 L=0 发电机 尾水 压力引水 水库 道 电网 水轮机

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第一节水轮机调节的任务和途径 水轮机调节的必要性 米用电负荷是随时变化的 米电能无法大量储存 会导致机组转速—频率、电压变化 米电能生产必须满足电能质量的要求 大电网:f=50±02Hzv=ve±(5-10%)Ve 小电网:f=50±05HzV=Ve±(5~10%

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第一节 水轮机调节的任务和途径 一、水轮机调节的必要性 ❊用电负荷是随时变化的 ❊电能无法大量储存 ❊电能生产必须满足电能质量的要求 大电网：f=50±0.2Hz V=Ve±(5~10%)Ve 小电网：f=50±0.5Hz V=Ve±(5~10%)Ve 会导致机组转速——频率、电压变化

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第一节水轮机调节的任务和途径 水轮机调节的任务 米根据负荷的变化,不断调整水轮机的输入功率,保证机组的转速稳定是水轮 调节的基本任务

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第一节 水轮机调节的任务和途径 二、水轮机调节的任务 ❊ 根据负荷的变化，不断调整水轮机的输入功率，保证机组的转速稳定是水轮 机 调节的基本任务

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第一节水轮机调节的任务和途径 水轮机调节的途径和方法 米机组转子运动方程 M-M dt 米途径 Mo=roHn M:nHn 米方法 Q=f(ao) 通过人工手动方式或水轮机调速器自动方式实现

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第一节 水轮机调节的任务和途径 三、水轮机调节的途径和方法 ❊ 机组转子运动方程 ❊ 途 径 ❊ 方 法 通过人工手动方式或水轮机调速器自动方式实现 Mt Mg dt d J = −   QH Mt = ( ) a0 Q = f Mt  = QH

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第一节水轮机调节的任务和途径 四、水轮机调节的特点和基本要求 特点: 米操作力大 米影响因素多,动作过程复杂; 米功能多。调速器不仅能维持机组转速不变,而且还是机组主要控制设备之 机组的启动、停机、并网和加减负荷等操作也是调速器的主要功能。近代大型电 液调速器,又有许多附加功能,如:有功功率的成组调节,按有差特性分配各机 组之间的负荷,按水位调节,按开度调节以及卡普兰机组的波动控制等。水轮机 调速器同时还是安全监控系统的执行部分之一,当发生电气事故引起发电机突然 跳闸以后,调速器可以及时地将水轮机关闭,防止事态扩大。一旦事故消除,调 速器又能迅速起动机组,增加了备用机组快速投入的灵活性。 米结构类型多

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第一节 水轮机调节的任务和途径 四、水轮机调节的特点和基本要求 特点： ❊ 操作力大； ❊ 影响因素多，动作过程复杂； ❊ 功能多。调速器不仅能维持机组转速不变，而且还是机组主要控制设备之一。 机组的启动、停机、并网和加减负荷等操作也是调速器的主要功能。近代大型电 液调速器，又有许多附加功能，如：有功功率的成组调节，按有差特性分配各机 组之间的负荷，按水位调节，按开度调节以及卡普兰机组的波动控制等。水轮机 调速器同时还是安全监控系统的执行部分之一，当发生电气事故引起发电机突然 跳闸以后，调速器可以及时地将水轮机关闭，防止事态扩大。一旦事故消除，调 速器又能迅速起动机组，增加了备用机组快速投入的灵活性。 ❊结构类型多

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第一节水轮机调节的任务和途径 四、水轮机调节的特点和基本要求 基本要求 米及时; 米准确 米平稳

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第一节 水轮机调节的任务和途径 四、水轮机调节的特点和基本要求 基本要求： ❊ 及时; ❊ 准确; ❊ 平稳

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第二节自动调速器的组成原理 人工调节分析 2 水流 基本过程 水轮机 发电机 电(用户) 米观察; 米分析决策 手动调速器 表计f 米功率放大; 米执行; 手 脑 眼 米对执行结果的反复观察

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第二节 自动调速器的组成原理 一、人工调节分析 基本过程： ❊ 观察； ❊ 分析决策； ❊ 功率放大； ❊ 执行； ❊ 对执行结果的反复观察

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第二节自动调速器的组成原理 直接作用式调速系统 离心摆的力学特性 在工作范围内的任意转速下,重块离心力FL与滑套所受的弹力F总能使离心 摆处于动态平衡。滑套的位置L与离心摆的转速n呈现出一种线性比例关系。 因此,离心摆可以用于测量机组转速,同时将转速转换成位移 调速系统基本工作过程 米由离心摆测量转速并转换成A点位移; 米杠杆AOB将A点位移传递到B点; 米B点带动闸门控制流量

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第二节 自动调速器的组成原理 二、直接作用式调速系统 离心摆的力学特性 在工作范围内的任意转速下，重块离心力FL与滑套所受的弹力FT总能使离心 摆处于动态平衡。滑套的位置L与离心摆的转速n呈现出一种线性比例关系。 因此，离心摆可以用于测量机组转速，同时将转速转换成位移。 调速系统基本工作过程 ❊由离心摆测量转速并转换成A点位移； ❊杠杆AOB将A点位移传递到B点； ❊B点带动闸门控制流量

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第二节自动调速器的组成原理 直接作用式调速系统 存在问题 米操作力小; 米静态转速偏差大 结论 不能用

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第二节 自动调速器的组成原理 二、直接作用式调速系统 存在问题 ❊操作力小； ❊静态转速偏差大。 结 论 不能用

水轮机调节 或助被各西华大学能源与环镜学院 第一章概述 第二节自动调速器的组成原理 具有液压放大机构的调速系统 此为解决前述系统操作力小的问题而提出。 液压放大系统结构 系统工作设想 L4S oh 一回油 压力油 关导叶

西华大学 能源与环境学院 水轮机调节 及辅助设备 第一章 概 述 第二节 自动调速器的组成原理 三、具有液压放大机构的调速系统 此为解决前述系统操作力小的问题而提出。 液压放大系统结构 系统工作设想