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第五章水轮机的调速设备 水轮机调节的基本定义
一、水轮调节的任务
电力系统负荷变化→:
①电压变化→发电机电压调节系统自动完成调节,使U=U额。
②电流频率f变化,f=pn/60,p不变,故只有调节转速n→f稳定(f=50Hz),由水轮机调速器完成。
水轮机调节的任务:
根据外界负荷的变化,迅速改变机组的出力,以保证机组转速即供电频率恢复或保持在允许范围内,并在机组之间进行负荷分配,以达到经济合理的运行。
二、机组调节的途径
水轮发电机组的运动方程式为:
负荷发生变化时,Mg将变化,但dω/dt应→0,以保证n不变,从而保证f不变,故将调节水轮机的引用流量Q,使Mt = Mg。
当机组相应地减少或增加负荷时,在机组调节流量的短时间Δt内,使转速上升或下降,则转速允许的变化值和Δt的选择由《水电站建筑物》中的调节保证计算来实现。
1、水轮机调节的定义
随着电力系统负荷变化,水轮机相应地改变导叶开度(叶片转角或针阀行程),使机组转速恢复并保持为额定转速(或某一稳定值)的过程。
2、调节流量的途径
①反击式水轮机:
HL、ZD:通过改变导叶开度a0 。
ZZ:改变导叶开度a0和叶片转角φ。
②冲击式水轮机:通过改变针阀行程SM。
3、水轮机调节的实质:转速调节。
喷嘴头
喷嘴口
喷针头
水流
4、水轮机调速器:水轮机调节所用的调节装置称为水轮机调速器。它是以机组转速的偏差为依据进行调节的。
水轮机调节系统的组成:水轮机、导水机构、调速器。
Q
油压活塞
一、调速系统的静特性
导叶开度一定时,调速器在稳定状态下,机组转速与机组所带负荷之间的关系,即出力调节前后机组转速的状态。
1、无差调节:调节前后机组转速不变,如图5-1a,单机运行机组才可能实现。
因多台机组并列运
行时各台机组反应时间
和动作快慢不同。
调节系统的特性
2、有差调节:调节前后机组转速有一小的偏差,如图5-1b。
其调差率表达式为:
nmax-机组最大稳定转速,相应于空载工况;
nmin-机组最小稳定转速,相应于最大负荷工况;
n0-机组额定转速。
实际运行一
般取ep=0~8%。