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水輪機調速系統水輪機調速器專業測試儀

時間：2022-11-06

中試控股技術研究院魯工為您講解：水輪機調速系統水輪機調速器專業測試儀

ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統

ZSTG2000水輪機調速器仿真測試儀，別名：水輪機調速系統仿真測試儀。英文名（Hydraulic Turbinegovernor Simulationtester）是中試控股針對于水力發電調速系統、水力發電自動準同期系統特性檢測與華中科技大學聯合開發的一種綜合性測試平臺，儀器可以完成水輪機調速系統的空載擺動、空載擾動、甩負荷、不動時間，調速器靜特性，接力器開關規律、仿真開/關機支持，頻率死區測量、負荷響應試驗和跟蹤電網一次調頻等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，ZSTG2000水輪機調速器仿真測試儀還可以做通用錄波器和頻率發生器使用，并且系統采樣頻率可以達到4KHZ，這大大拓寬了儀器的使用范疇，增強了儀器的靈活性。
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統內部集成了5種不同類型的水輪機組模型，儀器可以執行這些模型的仿真功能，使之與調速器構成閉環系統，使調速器在沒有與真實機組連接的情況下也可以很方便的完成動態檢測。
水輪機調速器是水輪發電機組非常重要的輔助控制設備之一。它的運行品質的好壞直接決定了機組的安全和穩定運行。降低水輪機調速器的故障率是提高機組運行可靠性的最行之有效的手段。

始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

1.1 ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統簡介
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統是湖北中中試針對于水力發電調速系統、水力發電自動準同期系統特性檢測而開發的一種綜合性測試平臺，中試控股儀器可以完成水輪機調速系統的空載擺動、空載擾動、甩負荷、不動時間，調速器靜特性，接力器開關規律、仿真開/關機支持，頻率死區測量、負荷響應試驗和跟蹤電網一次調頻等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統還可以做通用錄波器和頻率發生器使用，并且系統采樣頻率可以達到4KHZ，這大大拓寬了儀器的使用范疇，增強了儀器的靈活性。
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統內部集成了5種不同類型的水輪機組模型，中試控股儀器可以執行這些模型的仿真功能，使之與調速器構成閉環系統，使調速器在沒有與真實機組連接的情況下也可以很方便的完成動態檢測。
1.2ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統特性和技術參數
1.2.1 軟件系統
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統具有功能強大的軟件系統，在保證儀器能夠方便完成各種試驗的同時，大大提高了儀器的靈活性和通用性。儀器的軟件系統的主要特性可概括如下：
1儀器能夠自動生成WORD試驗報告，Excel試驗報告
2 試驗報告對曲線進行自動標識，使試驗報告制作完全自動化
3 所有采樣通道的名稱和單位都可以重新定義
4 各種試驗的試驗環境設置和儀器設置自動保存
5 內置混流式，軸流轉漿式，沖擊式，貫流式和非線性5種機組模型，滿足不同類型調速器的仿真支持
6 自動計算各種試驗的試驗參數
7 簡單方便的通道濾定方式
8 中試控股使用U盤或移動硬盤等存儲設備方便的導出試驗數據
9 實時繪制試驗曲線，并且提高多種曲線分析工具，使用戶可以對曲線進行任意縮放和定位操作
10 Windows XPE操作系統，可以實現軟件系統自我保護與恢復，防止病毒攻入與侵蝕
11 采用防抖動處理，避免用戶錯誤操作
12 對輸入信號進行實時監測，及時自動切除超過量程范圍的輸入信號，保護信號采集通道和儀器
1.2.1 ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統硬件系統
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統硬件系統特性和技術參數如下：
1> 8路低電壓／電流模擬量采集，電壓和電流可以任意轉換，電壓輸入范圍-10V~10V，電流輸入范圍-20mA~20mA，10%~100%滿量程采樣誤差小于0.2%
2> 2路頻率測量通道，45HZ~55HZ范圍，頻率分辨率為0.001HZ，測量誤差小于0.001HZ，測頻電壓輸入范圍0.5V~110V
3> 2路無源節點開關量測量通道
4> 2路有源節點開關量測量通道，開關信號輸入電壓范圍12V~220V
5> 8路模擬量采集通道采用隔離采集方式，并且通道和通道之間也相互隔離
6> 2路有源節點開關量測量通道，開關信號輸入電壓范圍12V~220V
7> 1路4-20mA模擬量輸出通道,輸出誤差0.2%
8> 1路頻率輸出通道，頻率分辨率為0.001HZ，45Hz-55Hz范圍內輸出誤差0.001HZ，輸出電壓幅值AC12V
8> 觸摸屏方式實現人機交互
9> 中試控股儀器自帶8G數據存儲空間
10> 12.1寸大彩屏顯示

中試控股產品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業以及電力工作者信賴的好伙伴。

中試控股踐行“精細制造，深耕技術”產出優質產品能夠在市場中贏得用戶信賴,樹立中試控股新形象打下了堅實的根底。

下面中試控股詳細介紹水輪機狀態監控數據采集發展趨勢研究

水輪機的發展有一百余年的歷史,至今在單機出力、性能、制造工藝等方面都達列了很高的水平.我國水輪機制造僅有三十余年的歷史,雖然目前已能生產大型水輪機,但在機組性能、制造質量和適應各種水頭的水輪機等方面與世界先進水平相比還存在較大差距.本文簡述近年來水輪機的一些主要進展和成就,以期促進我國水輪機的發展.水輪機計算由于電子計算機的應用與計算理論、試驗技術的發展,十幾年來,水輪機的水力計算有了重要進展。對水輪機過流部件進行水力設計、流態分析、水力損失計算后,經模型試驗修改后優選出水輪機過流部件.這是水輪機發展史上的一個變革,促使水輪機研究水平和水力性能有顯著提高。

水電以其在電力行業調峰的重要作用以及巨大的潛在資源，越來越受到人們的重視。隨著電力市場的發展，提高水電自身的競爭力已成為行業追求的目標。提高水電機組運行穩定性，發展故障診斷相關的研究技術和實測手段，實施狀態檢修，是電力改革的必然要求。

水輪機效率是水輪機運行中最重要的經濟指標之一.如何保證水輪機在運行期間能按其最優的協聯關系運行、最大限度地發揮水輪機效益,是電廠經濟運行的一個重要課題.已投產的大型水輪機發電機組每五年做一輪絕對效率試驗或相對效率試驗是很有必要的。

中試控股開發針對的水輪機、汽輪機、火電機組等不同的發電機機組運行狀態的的實時監控設備——發電機機組綜合特性分析系統。在一些工業化國家,水輪機自動數據采集與處理系統的精度達到:效率試驗總的相對不確定度為士(0 .20~。.30)%;效率試驗的重復性為士(0 .10~0.15)%。為此,要求單項參數的測量精度在士(0 .10~0.20)%以內或更高。國內傳統的人工讀數的目測系統效率測定精度充其量可望達到士(045~、0.50)%,由于隨機誤差較大,測量精度的進一步提高十分困難。盡管這一精度水平最終滿足國際電工委員會(I EC)水輪機模型試驗規程的要求。

該設備適用于水電機組的穩定性試驗，過速及甩負荷試驗，動平衡試驗等各種試驗，能夠自動記錄水電機組的擺渡測試、振動測試及壓力脈動測試，能夠分析得出測試結果。16路及以上，其有源和無源開關量進行轉換，保障數據采集端口軟件內部可調，其中渦流位移傳感器專用有源通道數4路，振動速度傳感器專用有源通道數12路，壓力脈動傳感器專用有源通道數6路，鍵相傳感器專用有源通道2路。

中試控股詳細介紹水電站水輪機的選用及該系列產品設計依賴于模型綜合特性曲線.這些曲線大多以圖形為載體由供貨方提供,在水電站的優化設計中需要對圖中的各種特性以數學方法給以表達以便設計的自動化.以往這類工作均是以人工讀取再錄入計算機,不僅工作量大,繁瑣而且采集誤差也大,難以滿足現代設計要求.據此給出了通過計算機鼠標的點擊自動地獲得圖中特性參數及高精度的曲線模擬方法和按繪圖走筆順序排列紀錄的方法.它滿足為適應個性化需求不斷地提供新的模型轉輪特性曲線所需要的快速處理.另外我們提出的方法還適應于其他各類圖的高速數據采集。

1引言

水輪機調速器是水輪機調節系統的核心組成部分，水輪機調速器調節品質好壞對水輪發電機組運行的安全性、經濟性以及電力系統電能質量和安全具有重大意義，在調速器生產、安裝啟動和大修等環節，都需要對其性能和特性進行全面測試，其試驗包括產品出廠試驗和現場交接驗收試驗。我國國家標準和有關行業標準等對水輪機調速系統及裝置的設計制造、特性指標和測試驗收方法、條件均提出了明確要求。但是如果沒有專業的試驗儀器配合要完成這些試驗是相當有困難的，例如：

（1）新產品在實驗室開發階段，沒有真實發電機組，不能構成閉環系統進行動特性試驗，以確定調速器是否能夠按照正常調節規律運行，直接到工業現場試驗成本極高，并存在很大的安全隱患。

（2）水輪機調速器在出廠時，都要進行出廠檢驗試驗以確定調速器是否能按照正確的規律調節控制水輪機的運行，但是在調速器廠家往往沒有條件構造水力發電現場環境。

（3）在水電站現場，調速器安裝投運和大修時，要對調速系統進行試驗，試驗過程中需要全程記錄，并計算相關參數指標，完成這些工作所需儀器繁多，過程復雜，容易出錯。

（4）要求調速器測試人員有較高的專業知識和豐富的實踐經驗，并且結果處理工作量大，容易帶來誤差。

這些不斷增長的市場需求和近些年新興技術的發展，導致了水輪機調速系統專業測試儀器的產生和快速發展。

2水輪機專業測試儀器應用領域分析

水輪機調速系統專業測試儀器的使用單位主要包括水輪機調速器生產廠家，學校，科研機構，水電站，水電建設單位以及電力科學研究院。測試儀在這些單位的典型應用場景可歸納為以下幾類：

（1）水輪機調速器生產廠家和科研機構

在水輪機調速器廠家和科研機構，調速系統專業測試儀器所承擔的任務主要是仿真發電機組，新的水輪機調速器研制過程中，需要反復試驗，但是在水輪機調速器生產廠家或者科

研機構，往往沒有真實水電站運行環境，那么就需要構造一套能讓水輪機調速器運轉起來的系統。調速系統專業測試儀器能夠滿足這種需求，通過采集水輪機調速器導葉主接力器行程信號，模擬發電機組計算機組頻率，將得到的機組轉速信號輸出至水輪機調速器，讓水輪機調速器像在真實水電站環境一樣正常運轉。此時系統原理框圖如圖1所示，這樣就可以大大方便水輪機調速器的研制開發。