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汽輪機組調速器同期試驗仿真測試儀

時間：2022-11-06

中試控股技術研究院魯工為您講解：汽輪機組調速器同期試驗仿真測試儀

ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀

汽輪機調速測試儀是針對于熱電廠電調速系統、熱電廠自動準同期系統特性檢測而開發的一種綜合性測試平臺，儀器可以完成DEH靜特性，轉速死區測量、負荷響應試驗和同期試驗等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，203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。

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

ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀簡介
汽輪機調速測試儀是針對于熱電廠電調速系統、熱電廠自動準同期系統特性檢測而開發的一種綜合性測試平臺，儀器可以完成DEH靜特性，轉速死區測量、負荷響應試驗和同期試驗等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，203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。
ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀特點
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. 自動計算各種試驗的試驗參數
6. 簡單方便的通道濾定方式
7. 使用 U 盤或移動硬盤等存儲設備方便的導出試驗數據
8. 實時繪制試驗曲線，并且提供多種曲線分析工具，使用戶可以對曲線進行任意縮放和定位操作
9. 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
10. 采用防抖動處理，避免用戶錯誤操作
ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀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路方波頻率測量通道，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
5.一路方波信號頻率輸出，45Hz～55Hz 輸出頻率誤差小于 0.001Hz，輸出范圍 1.3～200Hz，一路4-20mA 頻率輸出，輸出頻率范圍可自定義，滿量程誤差小于 0.1%
6.8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
7.1個USB 口用于數據下載或鍵盤，鼠標輸入
8.觸摸屏方式實現人機交互
9.儀器自帶 4G 數據存儲空間
10.12.1 寸大彩屏顯示
ZSTS-203汽輪機調速器仿真測試儀參數
1.8個低電壓輸入通道，信號范圍為-10V~10V，各個通道相互隔離
2.8個弱電流輸入通道，信號范圍為-20mA~20mA，各個通道相互隔離
3.2個方波頻率信號測量通道，輸入電壓范圍 0~110V（有效值），測量范圍 0~1000HZ
4.2個無源節點開關量輸入通道，輸入信號為機械節點
5.2個有源節點開關量輸入通道，輸入信號電壓范圍為 12V~220VDC
6.1個頻率信號輸出通道，輸出頻率信號幅值 AC12V，輸出頻率范圍 1.3Hz~200Hz，45Hz～55Hz 內輸出頻率誤差小于 0.001Hz，全量程內頻率誤差小于 0.005Hz
7.1個4-20mA 頻率輸出，輸出頻率值范圍可自定義，輸出電流誤差小于 0.01mA
注意：接線時請注意面板上信號的輸入輸出范圍

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②程序中的設定的空載開度值偏小，應根據水電站實際空載開度修正

2）導葉接力器增大不到合理的最大開度

分析：①電氣開限增大不到應有的最大值②導葉反饋調整偏大

處理：①人工設定的水頭值高于實際水頭值，使查表插值得到的電氣開限最大值偏小，應人工設定正確水頭值

②程序中的電氣開度限制最大值的節點值小于應有的值，應修正上述節點值

③導葉反饋調整偏大

3）機組效率降低，運行中振動偏大

分析：①雙調整調速器可能是協聯關系不正常 ②機組運行于氣蝕區

處理：①人工設定的水頭值不等于實際水頭值，使插值得到的協聯關系不正確，應人工設定正確水頭值②避開氣蝕區運行工況。
水輪機調速器分哪幾種類型?
答:水輪機調速器是由實現水輪機調節及相應控制的機構和指示儀表等組成的一個或幾個裝置的總稱,它是水輪機控制設備(系統)的主體,一般認為,它可分為機械液壓調速器、電氣液壓調速器和數字式電液(又稱微機)調速器等幾種。水輪機調速器的品種繁多,分類方法也各有不同,通常的分類歸納如下。
(1)按組成元件分。按調速器組成元件性質的不同,可分為三種:①機械液壓調速器;②電氣液壓調速器;③微機電氣液壓調速器。
(2)按校正方式(即調節規律)分。按調節規律分為PI型調速器和PID型調速器或其他調節規律。
(3)按工作容量分。按工作容量可分為:特小型調速器工作容量小于3kN?m;小型調速器工作容量為3~15krq。m;中型調速器工作容量為15~50krq。m;大、巨型調速器工作容量在50kN?m以上,并按執行元件配壓閥直徑(銣、100、150、~9O0、25Clnlnl)來計算。
(4)按供油方式分。按調速器供壓力油方式的不同分為通流式和壓力油罐式。其中,壓力油罐式調速器,又分為組合式和分離式。組合式主要用于中、小型調速設備,分離式主要用于大、巨型調速設各。
(5)按調節機構數目分。按調節機構數目可分為單調節調速器和雙重調節調速器兩種。
由于水輪機的運行工況有可能隨時偏離設定的工況,所以PID調速器參數的整定對水輪機組的穩定運行十分重要.針對PID調速器調速的水輪機調節系統,從控制理論入手,依據其基本的狀態方程,設定目標函數,利用變分原理通過對水輪機調速器可調參數整定進行分析和相應尋優計算,從而得出一種關于水輪機調節系統在轉速擾動下調速器參數整定的方法和優化計算理論.通過工程算例,說明此種參數整定及尋優方法具有尋優效率高的特點,但缺點是必須構造相應的目標函數并經過較復雜的迭代計算.
世界上第一座抽水蓄能電站于1882年誕生于瑞士，已有100多年的歷史，我國抽水蓄能電站建設起步較晚，第一臺11MW抽水蓄能機組到1968才在崗南水電站投入運行，但我國抽水蓄能發展速度很快，目前已是世界裝機容量最大的國家。下面對抽水蓄能電站機組電設備簡單進行介紹。
1. 發電電動機
發電電動機是既可用做發電機也可用做電動機的同步電機。
作發電機用時，其運行原理如下: 當勵磁繞組通以直流電源后，電機內就會產生磁場。水輪機帶動轉子轉動，則磁場與定子線棒之間有相對運動，就會在定子線棒中感應出交流電勢。這些線棒聯成三相繞組，則可在繞組出線端產生交流電動勢。
作同步電動機運行時，則在定子三相繞組加以交流電，三相交流電流通過定子繞組時就會在電機內產生一旋轉磁場，當轉子上的勵磁繞組加上勵磁電流，旋轉磁場就帶動轉子，并按旋轉磁場的轉速來旋轉。
由于水泵水輪機二種運行工況的水流方向相反，所以發電電動機二種運行工況旋轉方向必須相反。為此應使電動機運行時其旋轉磁場的旋轉方向與發電機運行時的旋轉磁場方面相反，這就需改變三相繞組相序排列，所以發電電動機需加裝相應的換相設備(換相刀閘)。
發電電動機主要由定子、轉子、上機架、下機架、推力軸承、導軸承、制動系統、高壓減載裝置、冷卻系統等部分組成。
2. 水泵水輪機
水泵水輪機包括水輪機和調速器、球閥等附屬設備和冷卻水系統、高壓氣系統等輔助設備。水泵水輪機本體由以下幾大部件構成：轉輪、主軸密封、水導軸承、導水機構、導葉、水輪機軸、中間軸、蝸殼、座環、頂蓋、底環、尾水管等。
水泵水輪機的水機的調相運行系統分壓水系統、水環排水系統、蝸殼排氣系統和尾水水位測量系統。
水泵水輪機
3.進水主閥
在水輪機過水系統中，裝置在水輪機蝸殼前的閥門統稱水輪機進水主閥。抽水蓄能電站一般都具有水頭高，壓力大的特點，進水主閥一般為過流球形形式，即球閥。進水主閥的作用：
(1) 對于一洞多機岔管引水的水電站，檢修時隔離機組與上游水道，保證機組檢修安全與其它機組正常運行。
(2) 對于高水頭水電站，因其水頭高，壓力大，導葉漏水量大，設置進水主閥可減少能量損失。當機組發生故障時，迅速關閉進水主閥，截斷水流，防止發生飛逸事故。
(3) 對于長引水管道的水電站，因其充水時間長，延長了機組的啟動時間。裝設進水主閥可縮短重新啟動時間，提高機組運行的靈活性和速動性。
(4) 投產初期，用做未投產機組壓力鋼管的堵頭，保證廠房安全。
4.調速器系統
水輪機調節系統是由水輪機調速器和調節對象(包括引水系統、水輪機、發電機及負載)共同組成的。
調節的任務是根據負荷的變化不斷地調節水輪發電機組的有功功率輸出，以維持機組轉速(頻率)在規定范圍內。
對調速器必需的要求是保證調節系統的穩定性和相當好的速度調節過程質量。
近年來，新投產的機組都采用了數字式電液調速器即微機調速器。調節參數的整定和修改都非常方便，運行狀態的查詢和轉換也很靈活。機組的開、停機規律可方便地用軟件程序實現。即停機過程可根據調保計算要求，靈活地實現折線關閉規律；開機過程可根據機組增速及引水系統最大壓力降的具體要求進行設定。而且便于直接與廠級或系統級上位機相連接，實現全廠的綜合控制，提高水電廠的自動化水平。
5.壓縮空氣系統
壓縮空氣系統由空氣壓縮裝置(空氣壓縮機及其輔助設備)、管道系統和測量控制元件三部分組成。
水電站壓縮空氣的使用主要有以下幾個方面：電站油壓裝置壓力油罐充氣，是水輪機調節系統和球閥控制系統的能源；機組停機時的機械制動用氣；機組作調相運行時轉輪室壓水用氣；檢修維護室風動工具及吹污清掃用氣；離相封閉母線的微增壓用氣和水輪機主軸檢修密封供氣等。
按照空壓機出口壓力等級，壓縮空氣系統可分為高壓壓縮空氣系統、中壓壓縮空氣系統和低壓壓縮空氣系統。
6.調相壓水系統
水泵水輪機在抽水之前，機組必須先作抽水調相工況運行。當機組抽水或抽水調相啟動時，需要靠SFC或BACK TO BACK進行逐步拖動，此時，利用壓縮空氣強制壓低轉輪室水位，使轉輪在空氣中旋轉，可以減少阻力，即減少電能的消耗，同時機組的振動也可以相應的減輕，機組轉速能快速達到額定轉速進行同期并網。機組調相運行中，需要轉向抽水時，轉輪室排氣之后打開導葉,工況即可轉換，提高了機組的響應時間。
機組作調相運行時的有功損耗與發無功功率有關，發電調相滿發時，轉輪在水中旋轉約為額定有功功率的15%左右，在空氣旋轉則為4%左右，由此可見，調相壓水的經濟效益是很大的。
機組調相時的壓縮空氣是從專用的氣罐中引來，強制壓低尾水管中的水位。氣罐最小壓力，必須等于轉輪室所要求壓低的水位與下游水位之差。
7. 靜止變頻啟動裝置(SFC)
靜止變頻器起動是利用可控硅變頻裝置(SFC)產生從零到額定頻率的變頻起動電源，將發電電動機起動并同步拖動起來。基本結構主要分為四個部分：靜止變頻器起動適用于容量大、機組臺數多的大型抽水蓄能電站。因變頻器都是靜止元件，維護工作量小，工作可靠性高，設備布置比較靈活，每臺機組可公用一套。
靜態變頻器的主要優點是無級變速、啟動平穩、反應速度快，具有很強的自診斷能力，但其所需控制設備比較復雜，元件質量要求高。
靜止變頻器(SFC)用于機組抽水(抽水調相)工況啟動，主要由輸入單元、變頻單元、輸出單元、控制單元、保護單元及輔助單元幾部分組成。