第五章调速设备优质PPT.ppt

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导叶开度a0、叶片转角。

叶片转角。

冲击式：

喷嘴行程。

v水轮机调节的定义：

水轮机调节的定义：

随着电力系统负荷变化，水轮机相应地随着电力系统负荷变化，水轮机相应地改变导叶改变导叶开度开度（或针阀行程或针阀行程），使机组转速恢复并保持为，使机组转速恢复并保持为额定额定转速转速的过程，称为水轮机调节。

的过程，称为水轮机调节。

调节实质：

调节转速调节转速调节装置：

调速器。

调节装置：

调速系统调速系统水轮机调节的任务：

水轮机调节的任务：

1.随外界负荷的变化，迅速改变机组的出力。

随外界负荷的变化，迅速改变机组的出力。

2.保持机组转速和频率变化在规定范围内，最大偏保持机组转速和频率变化在规定范围内，最大偏差不超过差不超过0.5Hz，大电力系统不超过，大电力系统不超过0.2Hz。

3.启动、停机、增减负荷，对并入电网的机组进行启动、停机、增减负荷，对并入电网的机组进行成组调节成组调节（负荷分配负荷分配），以达到经济合理的运行。

，以达到经济合理的运行。

第二节、调速器的类型第二节、调速器的类型（一一）类型类型1、按调速器元件结构分：

、按调速器元件结构分：

v机械液压机械液压（机调机调）：

信号测量、综合、反馈由信号测量、综合、反馈由机械元机械元件件完成。

完成。

v电气液压电气液压（电调电调）：

电气元件电气元件。

调节性能优良，灵敏。

调节性能优良，灵敏度和精确度高，成本低，便于安装调整。

度和精确度高，成本低，便于安装调整。

v微机调速器微机调速器：

用工业控制用工业控制计算机计算机代替电子调速器，代替电子调速器，赋予了调速器更多的控制功能，性能更优良。

赋予了调速器更多的控制功能，性能更优良。

数字式电液调速器监控系统主界面数字式电液调速器监控系统主界面数字式电液调速器油压装置显示画面数字式电液调速器油压装置显示画面2、按调节机构数分、按调节机构数分单调：

导叶起闭机构，如混流和轴流定浆机组单调：

导叶起闭机构，如混流和轴流定浆机组双调：

两个调节机构双调：

两个调节机构（导叶开度，叶片转置角导叶开度，叶片转置角），ZZ、CJ（针阀、折流板转动）（针阀、折流板转动）3、按大小（容量）、按大小（容量）大型：

操作功大型：

操作功50000Nm以上，活塞直径以上，活塞直径80mm以上以上中型：

操作功中型：

操作功10000Nm50000Nm小型：

操作功小于小型：

操作功小于10000Nm，特小：

小于，特小：

小于3000Nm

（二）调速器工作原理

（二）调速器工作原理调速器的组成及原理图1-离心摆；

2-主配压阀；

3-接力器；

4、5-活塞；

6-节流孔；

7、8、9-变速机构；

10-移动滑块第二节、调速器主要设备及选择第二节、调速器主要设备及选择v组成组成:

调速柜调速柜+油压设备油压设备+接力器。

接力器。

组合式调速器分体式调速器调速柜组成：

调速柜组成：

v测量机构测量机构：

测量机组转速偏差，并把偏差信号转变：

测量机组转速偏差，并把偏差信号转变为位移信号，然后输出。

为位移信号，然后输出。

v放大机构放大机构：

（引导阀引导阀+辅助接力器、主配阀辅助接力器、主配阀+主接力器，主接力器，二级放大二级放大）：

位移变化：

位移变化油压变化。

油压变化。

v执行机构执行机构：

主接力器，控制导叶开度，改变流量：

主接力器，控制导叶开度，改变流量v反馈机构反馈机构：

缓冲器和杠杆机构，当调节完成时，反：

缓冲器和杠杆机构，当调节完成时，反馈信号使调节停止。

馈信号使调节停止。

v油压设备油压设备v作用：

供给压力油，作用：

供给压力油，传递操作力。

由压力传递操作力。

由压力油罐、回油箱、油泵、油罐、回油箱、油泵、输油管、附件等组成。

输油管、附件等组成。

v额定工作油压：

低油额定工作油压：

低油压，压，2.5MPa；

高油；

高油压，压，4.0MPa。

v接力器：

执行元件接力器：

执行元件油压装置油压装置二二调速器系列选择调速器系列选择

（一）调速器系列

（一）调速器系列（反击式水轮机反击式水轮机）第一部分：

基本特性和类型第一部分：

基本特性和类型大型：

无代号；

大型：

中小型带油压装置：

Y；

特小：

T机械液压：

机械液压：

电动调节：

D单调：

单调：

双调：

S调速器：

调速器：

T第二部分：

工作容量第二部分：

工作容量中小型调速器中小型调速器9.81N.m；

大型指主配阀直径；

大型指主配阀直径（mm）第三部分：

额定油压第三部分：

额定油压2.5MPa不加注释不加注释例：

例：

YT300中型、带油压装置、机调、额定油压中型、带油压装置、机调、额定油压2.5MPa，工，工作容量作容量3009.81NmDST100A40大型、电气液压、双调节调速器；

主配阀直径大型、电气液压、双调节调速器；

主配阀直径100mm，额定油压，额定油压40kg/cm2（4.0MPa），A是第一次是第一次改型后产品改型后产品A、B、C为改型次数，系列型谱见表为改型次数，系列型谱见表51。

第三节、水轮机调速设备的选择第三节、水轮机调速设备的选择v包括：

调速柜、接力器、油压装置包括：

调速柜、接力器、油压装置v中小型调速器是将上面的三部分结合在一起，成为中小型调速器是将上面的三部分结合在一起，成为一个整体设备，以主接力器的工作容量一个整体设备，以主接力器的工作容量（也称为调也称为调速功速功）为表征组成标准系列。

用调速功来进行选择。

为表征组成标准系列。

v对大型调速器，三者是分开的，并且互不配套，需对大型调速器，三者是分开的，并且互不配套，需要分别进行选择。

大型调速器的表征值是主配压阀要分别进行选择。

大型调速器的表征值是主配压阀直径，因此需要先求出主接力器容积，再计算主配直径，因此需要先求出主接力器容积，再计算主配压阀直径。

压阀直径。

1、中小型调速器的选择、中小型调速器的选择v调速功调速功：

接力器活塞上的油压力与其行程的乘积。

：

v反击式水轮机的调速功：

反击式水轮机的调速功：

A=（200250）Q（HmaxD1）1/2Q为最大水头下额定出力时的流量。

为最大水头下额定出力时的流量。

v冲击式水轮机的调速功：

冲击式水轮机的调速功：

A=9.81Z0（d0+d03Hmax/6000）Z0为喷嘴数目为喷嘴数目d0为额定流量时的射流直径。

为额定流量时的射流直径。

2、大型调速器的选择、大型调速器的选择

（1）接力器的选择接力器的选择导叶接力器的选择导叶接力器的选择v通常采用两个接力器操作导水机构通常采用两个接力器操作导水机构v当额定油压为当额定油压为2.5MPa时，时，接力器直径接力器直径ds为：

为：

为计算系数，查表。

b0为导叶高度。

为导叶高度。

v当额定油压为当额定油压为4.0MPa时，接力器直径时，接力器直径ds为：

v由计算的接力器直径，查标准接力器系列表，选用相邻由计算的接力器直径，查标准接力器系列表，选用相邻偏大的直径。

偏大的直径。

v接力器接力器最大行程最大行程Smax可由经验公式求出：

可由经验公式求出：

Smax=（1.41.8）a0maxa0max为水轮机导叶的最大开度，由模型水轮机导为水轮机导叶的最大开度，由模型水轮机导叶最大开度叶最大开度a0Mmax换算得出：

换算得出：

a0max=a0Mmax（D0Z0M/D0MZ0）其中，其中，D0和和Z0分别为水轮机导叶轴心园的直径和分别为水轮机导叶轴心园的直径和水轮机的导叶数目。

水轮机的导叶数目。

v将将Smax的单位转换为的单位转换为m，即可求出两个接力器的总，即可求出两个接力器的总容积：

容积：

转浆式水轮机转轮叶片接力器的计算转浆式水轮机转轮叶片接力器的计算v转浆式水轮机除了选择导叶接力器以外，还要选转浆式水轮机除了选择导叶接力器以外，还要选择转轮叶片接力器择转轮叶片接力器（位于轮毂内部位于轮毂内部）。

v其直径其直径dc、最大行程、最大行程Scmax、容积、容积Vc可按经验公式可按经验公式估算。

估算。

dc=（0.30.45）D1（2.5/P0）1/2Scmax=（0.0360.072）D1Vc=0.25dc2Scmax

（2）主配压阀直径主配压阀直径的选择的选择v通常主配压阀的直径与通向主接力器的油管直径相通常主配压阀的直径与通向主接力器的油管直径相等。

通过主配压阀油管的流量为：

等。

Q=Vs/TsTs为导叶的直线关闭时间。

为导叶的直线关闭时间。

则由管内油的流速则由管内油的流速（45m/s）确定油管直径确定油管直径d。

v大型调速器以主配压阀的直径为表征而组成系列，大型调速器以主配压阀的直径为表征而组成系列，计算出计算出d以后，就可以查表选择调速器型号了。

以后，就可以查表选择调速器型号了。

v对于双调节的转浆式水轮机，通常使转轮叶片的主对于双调节的转浆式水轮机，通常使转轮叶片的主配压阀直径与导水机构的主配压阀直径相等。

配压阀直径与导水机构的主配压阀直径相等。

（3）油压装置的选择油压装置的选择v油压装置的工作容量以压力油罐的油压装置的工作容量以压力油罐的总容积总容积为表征，故首先为表征，故首先应按经验公式求出压力油罐的总容积应按经验公式求出压力油罐的总容积Vk：

Vk=（1820）Vs对于对于HL水轮机水轮机Vk=（1820）Vs+（45）Vc对于对于ZZ水轮机水轮机Vs和和Vc分别为前面计算出的接力器容积。

分别为前面计算出的接力器容积。

v若油压装置需要供给空放阀接力器用油，则若油压装置需要供给空放阀接力器用油，则Vk需要增加需要增加（910）Vt，Vt为空放阀接力器的容积。

为空放阀接力器的容积。

v若油压装置需要供给进水阀接力器用油，则若油压装置需要供给进水阀接力器用油，则Vk需要再增加需要再增加3Vf，Vf为进水阀接力器的容积。

为进水阀接力器的容积。

v计算出压力油罐总容积后，可查表选择油压装置。

计算出压力油罐总容积后，可查表选择油压装置。