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電力技術

電站水輪機調速系統

時間：2022-11-06

中試控股技術研究院魯工為您講解：電站水輪機調速系統

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。

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圖3.13 雙線統計
9）單線的平移
在示波器的右邊模板點擊單線選擇，確定需要操作的曲線，點擊曲線平移，則用戶在示波器中按下鼠標（或觸摸屏壓下），然后移動鼠標，曲線會在屏幕上移動與鼠標等值的Y軸距離。
10）曲線的雙線統計
在示波器的右邊模板點擊單線選擇，確定需要操作的曲線，點擊開啟雙線統計，則示波器中會出現紅色和藍色的兩條曲線，并且示波器中會給出該曲線劃定時間區間內的平均值，最大值，最大值時間，最小值，最小值時間，兩根定位線的時間差DT，數值差DV，數值時間變化率DV/DT，以及藍色曲線對應的T2時間和數值V2. 在進行雙線統計分析時，紅色曲線T1所對應的數值全部在示波器中的文本框中更新。雙線統計圖形如圖3.13所示
3.10 虛擬鍵盤
儀器啟動時會自動加載虛擬鍵盤，通過虛擬鍵盤用戶可以實現文字和數據輸入等功能，虛擬鍵盤的按鍵位置和功能與實際物理鍵盤一致，當虛擬鍵盤啟動后在屏幕右上角能看到橙色按鈕。
點擊該按鈕時虛擬鍵盤被展開，點擊虛擬鍵盤的”HIDE”鍵時，虛擬鍵盤被隱藏。如果儀器中無橙色方塊顯示，可以通過儀器主界面的啟動虛擬鍵盤按鈕啟動鍵盤。
虛擬鍵盤的常見操作如下：
1 “HIDE” 隱藏虛擬鍵盤
2“ENT”回車確認選擇
3 “FN”+“EXI”關閉虛擬鍵盤程序
4“CAP”大寫輸入鎖定
5“<<”和“>>”左移和右移光標
6 “UP”和“DN”上移，下移光標
需要在儀器中輸入中文時可以開啟手寫輸入法，在儀器試驗選擇主菜單打開手寫輸入快捷菜單，在一起左上角會顯示“手寫”的橙色小塊，按住橙色小塊拖動可以改變其位置，單擊橙色小塊時可以開啟和關閉手寫鍵盤。
第四章試驗項目
4.1 空載擺動試驗
試驗原理與目的：空載擺動試驗是指機組在沒有帶負荷的空載工況運行，記錄180S內機組轉速波動的最大值。
試驗接線：
1）對于非仿真模式：
1> 連接機組頻率信號至測試儀“機組頻率”測量端子
2> 連接導葉接力器行程信號至測試儀“導葉行程輸入”測量端子
3> 若有漿葉接力器行程，則連接漿葉接力器行程信號至“漿葉行程輸入”測量端子
2）儀器工作在仿真模式
1> 將儀器的“仿真頻率輸出”端子連接至調速器機組頻率測量輸入
2> 連接調速器導葉接力器行程至測試儀“導葉行程輸入”測量端子
3> 若有漿葉接力器，則連接漿葉接力器行程信號至“漿葉行程輸入”測量端子
試驗操作：試驗連線完成后，使調速器運行于空載工況，點擊軟件主界面空載擺動試驗出現試驗參數設置對話框如圖4.1 所示，空載擺動試驗可設置的參數只有采樣頻率，記錄時間達到180S時，試驗會自動停止，試驗完成后，軟件自動計算最大波動值。

圖4.1 空載擺動試驗參數設置

圖4.2 空載擾動試驗參數設置

4.2 空載擾動試驗
試驗原理與目的：空載擾動試驗記錄機組在沒有帶負荷的空載工況運行時，機組調速系統遇到外加干擾時，自動跟蹤干擾信號的能力和速度。
試驗連線：空載擾動試驗的連線和空載擺動試驗相同
試驗操作：試驗連線完成后，使調速器運行于空載工況，點擊軟件主界面空載擾動試驗出現試驗參數設置對話框如圖4.2所示，設定采樣頻率，最長記錄時間，干擾施加方式和穩態最大波動，其中穩態最大波動為軟件自動判斷試驗停止的條件。試驗啟動后，當儀器監測到信號的最大波動小于設定的“穩態最大波動值”并且持續一段時間，試驗記錄會自動停止。如果試驗過程中記錄達到了最長記錄時間或用戶點擊了停止試驗，則試驗也會被停止。試驗完成后，軟件自動計算超調量，波動次數，穩定時間等參數。
如果是處于非仿真模式，試驗過程中儀器運行到達指定起擾時間時會改變“仿真頻率輸出”端子的頻率輸出值至擾后頻率。對于仿真模式，只能通過調速器面板的頻率給定方式加擾，儀器本身不輸出擾動，因為儀器只有一個頻率輸出通道。
4.3甩負荷試驗
試驗原理與目的：甩負荷試驗記錄機組在帶負荷并列運行時，突然與電網解列，機組轉速上升的最大值和機組恢復空載工況的能力和時間，以及在此過程中渦殼中水壓的上升過程。
試驗連線：
1）對于非仿真模式
1> 連接機組頻率信號至測試儀“機組頻率”測量端子
2> 連接導葉接力器行程信號至測試儀“導葉行程輸入”測量端子
3> 若有漿葉接力器行程，則連接漿葉接力器行程信號至“漿葉行程輸入”測量端子
4> 連接斷路器信號（指發電系統與電網并列斷路器狀態）至測試儀“斷路器”測量端子。
5> 連接渦殼壓力傳感器輸出至測試儀“渦殼壓力輸入”測量端子

圖4.3 甩負荷試驗參數設置
2）儀器工作在仿真模式時
1> 連接測試儀“仿真頻率輸出”端子至調速器機組頻率信號測量輸入
2> 連接導葉接力器行程信號至測試儀“導葉行程輸入”測量端子
3> 若有漿葉接力器行程，則連接漿葉接力器行程信號至“漿葉行程輸入”測量端子
4> 連接斷路器信號至測試儀“斷路器”測量端子，仿真時的斷路器信號僅僅是一個模擬的開關，不是實際的斷路器
試驗操作：試驗連線完成后，使調速器運行于帶負荷并列工況，點擊軟件主界面甩負荷試驗出現試驗參數設置對話框如圖4.3所示，設定采樣頻率，最長記錄時間和穩態最大波動，其中穩態最大波動為軟件自動判定試驗停止的條件，其原理與空載擾動的最大波動一致。
甩負荷試驗完成后儀器自動計算最大頻率，波動次數和穩定時間等參數。
4.4不動時間試驗
試驗原理與目的：不動試驗記錄機組在帶25%負荷并列運行時，突然與電網解列時從定子電流消失至調速器導葉開始調節時刻的時間間隔。