水轮机调节的基本概念

　　参数变化时，原来相应固定的输出量就会变化了；所以，采用开环控制管理系统是不可能构成

　　对系统的控制作用(转速(频率)给定、机组功率给定、接力器开度给定等)有着直接的影响， 一般称其为反馈作用(Feedback effect)；所以，水轮机调节系统是一个闭环系统，水轮机控 制系统(调速器)自身也是一个闭环系统。输入信号与反馈信号之差称之为误差，误差信号施 加在控制器的输入可以减少系统的误差，并使系统的输出量趋于给定值。所以，闭环系统 就是利用反馈来减小系统的误差。当然，对于一个闭环控制(调节)系统来说，系统的稳定性 (Stability)始终是一个重要问题。除去稳定问题之外，闭环控制(调节)系统的动态过程及动态 品质(性能)也是比开环系统复杂的多；因为，闭环控制(调节)系统动态稳定时，还可能出现 动态过程中超调或衰减振荡(Damply oscillation)现象。

　　态)而产生偏差，进入动态，所谓动态系统 的稳定性，就是指当上述扰动消失后或者

　　到新的平衡状态(静态)的性能。如果系统 能够恢复到平衡状态，则系统是稳定的；

　　J dt Mt Mg 式中：J——机组转动部分的惯性矩（kg·m2）； —n—机组转动角

　　速度（rad/s）；n——机组转动速度r/min）；Mt—30—水轮机转矩 （N·m）； Mg——发电机负荷阻力矩（负载转矩）（N·m）。 上式清楚地表明，水轮发电机组是转速对力矩的积分环节，机

　　水轮机调节系统的结构如图所示。其工作过程为：测量元件把机组 转速n（频率f）、功率Pg、水头H、流量Q等参量测量出来，与给定信号 和反馈信号综合后，经放大校正元件控制执行机构，执行机构操纵水轮 机导水机构和桨叶机构，同时经反馈元件送回反馈信号至信号综合点。

　　: 开环系统 众所周知，如果系统的输出量对系统的输入 (控制)作用没有影响，则这

　　个系统是开环系统(Open loop system)。因此，对应于一个输入(控制)量，便有一个相应固

　　定的输出量与之对应，系统的控制精度取决于系统参数的校准；但是，当系统出现扰动或

　　用，或给定信号变化时，系统将出现相应的运动，经过一段时间后，在 新的条件下进入了新的稳定状态。从原稳定状态到新稳定状态的运动过 程,就称为水轮机调节系统和水轮机控制管理系统的动态。系统动态不稳定 时，则出现等幅振荡或发散振荡，系统不能正常工作、没有稳定状态； 所以，一个动态系统是稳定的，是对闭环动态系统的最基本要求。

　　o 1.水轮机调节系统 o 2.水轮机调节的任务 o 3.水轮机调节系统的特点 o 4.水轮机调速器(水轮机控制管理系统) o 5.水轮机微机调速器的原理图 o 6.水轮机微机调速器机械液压系统图 o 7.静态特性 o 8. 动态特性

　　会速导(频致率机)偏组转差速；(频在率以)后相对的于分额析定中值可持以dd续t 看升0到高，或由降低于，水从轮M而t发出M电现g机转组具有

　　的环节传。递系数的特性，使得水轮发电e机t 组转ex 速对力矩是一个一阶惯性

　　制的系统，它包括水轮机、引水和泄水系统、装有电压调 节器的发电机及其所并入的电网。

　　水轮机控制管理系统和被控制管理系统组成的闭环系统。 随动系统 servo-system:自动跟踪控制装置输出，并转换、 放大的位置反馈控制管理系统。

　　式中：Q——通过水轮机的流量（m3/s）；H——水轮机净水头（m）； η ——水轮机效率；

　　——水的密度g/m3）。 所以，在一定的机组工况下，只有调节流量Q和效率

　　测被控参量（转速、功率、水位、流量等）与给定参量的偏 差，并将它们按一定特性转换成主接力器行程偏差的一些设 备所组成的系统。

　　水轮机调节系统和水轮机控制系统在工作过程中，有两种工作状态： 静态（稳定状态）和动态（瞬变状态）。

　　调节系统的静态又称为稳定状态:稳定状态 (steady state)是指机