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關(guān)于水輪機調(diào)速器的技術(shù)與選型探究的論文
1 前言
近些年來，水輪機被廣泛的應(yīng)用到水力發(fā)電站中，其中水輪機調(diào)速器的多調(diào)節(jié)模式、控制技術(shù)等更是為水電站的發(fā)展帶來極大的推動作用，本文主要對水輪機調(diào)速器的技術(shù)及選型進行研究。
2 水輪機調(diào)速器的技術(shù)研究
2.1 多調(diào)節(jié)模式
多調(diào)節(jié)模式是水輪機調(diào)速器的重要技術(shù)之一，尤其是在當(dāng)前水電站結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的過程中， 整機組的負荷也會發(fā)生改變，在這個過程中多調(diào)節(jié)模式將會發(fā)揮出巨大的作用。 從實際中分析，多調(diào)節(jié)模式的運行并不是針對頻率的調(diào)節(jié)，主要是針對整機組負荷的調(diào)節(jié)， 在調(diào)速器增加負荷方面做出正確的調(diào)節(jié)。 水輪機調(diào)速器在正常運行的情況下，主要分為手動和自動兩種控制方式，手動控制方式主要是在系統(tǒng)故障的情況下而使用的，一般情況下都會采用自動的運行方式，而在自動運行方式之下為了滿足不同的運行要求，也分為開度模式、頻率模式、功率模式等三種模式，開度模式，主要是水輪機組按照給定的開度運行，而且，開度模式下一般沒有人工死區(qū)，這樣主要是為了機組在很小的頻率范圍內(nèi)波動，這樣才能確保機組的穩(wěn)定運行；頻率模式，水路級輪機組主要是按照給定的頻率運行，而且在該模式下也無人工死區(qū)，同時在水輪機組并網(wǎng)前，調(diào)速器應(yīng)以頻率模式運行；功率模式，主要以給定的功率運行，而在該運行模式下，是有人工死區(qū)的。 以上所提到的三種模式是水輪機調(diào)速器技術(shù)的重要組成部分， 具體的應(yīng)用要結(jié)合實際情況來定，這樣才能充分體現(xiàn)出各個運行模式的優(yōu)勢。
2.2 控制技術(shù)研究
控制技術(shù)是水輪機調(diào)速器技術(shù)的重要組成部分，主要分為開機控制、導(dǎo)葉控制等兩方面。 開機控制主要是設(shè)置兩個啟動開度，①為相應(yīng)水龍頭下的空載開度值，②為相應(yīng)水龍頭下的空載開度的 150%,在水輪機調(diào)速器接收到開機命令的情況下，將會從第二個啟動開度，并逐漸提升水輪機組的轉(zhuǎn)速，直到轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速 90%Nr 的情況下，將會開啟第一啟動開度，從而實現(xiàn)對頻率的跟蹤功能，使水輪機組的轉(zhuǎn)速逐漸接近系統(tǒng)的頻率，將準備并網(wǎng)發(fā)電。 當(dāng)然，開機控制運行的過程中，需要注意應(yīng)根據(jù)運行工況來整定導(dǎo)葉開啟的拐點、斜率、啟動開度等聯(lián)值。 另外，在導(dǎo)葉關(guān)閉的過程中，應(yīng)根據(jù)水輪機組的負荷以及緊急停機時間的水壓特性等進行分析，全面滿足調(diào)保的計算要求，避免或降低水輪機轉(zhuǎn)速上升過高的現(xiàn)象。 在機組低水頭運行的情況下，甩負荷或緊急停機時間來關(guān)閉導(dǎo)葉的時間可能會長，帶動的最大限制負荷開度較大，而在這個過程中的水輪機組的轉(zhuǎn)速就會提升的較高，為了避免轉(zhuǎn)速提升過高對水輪機的使用壽命帶來影響，應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整導(dǎo)葉的關(guān)閉時間，這樣才能將分段關(guān)閉點進行滯后投入，從而有效的保障水輪機組調(diào)速器的運行效率。
3 水輪機調(diào)速器的選型研究
3.1 人機界面
對于水輪機的應(yīng)用極為廣泛，尤其是在水利發(fā)電中占有著舉足輕重的地位，而調(diào)速器的設(shè)置將會對機組的正常運行效率帶來直接的影響，同時也能夠有效的對參數(shù)進行調(diào)節(jié)以及故障的顯示等。 人機界面作為水輪機調(diào)速器的重要組成部分，在對水輪機調(diào)速器進行選型的過程中，應(yīng)將其作為選型的重要參考因素， 由于水輪機調(diào)速器各個廠家設(shè)計的操作顯示模板的不同，而如果選擇不合理的話，就會造成主機外的連接，產(chǎn)生的顯示模板故障率會偏高，不利于水輪機調(diào)速器的正常運行，因此，為了提高水輪機調(diào)速器的使用標準化、可靠性，應(yīng)結(jié)合水輪機調(diào)速器的實際使用情況，適當(dāng)?shù)倪x用人機界面，盡量減少微機輔助電路以及復(fù)雜的連線方式，這樣才能有效的提升水輪機組調(diào)速器的運行效率。
3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是水輪機組調(diào)速器的重要組成部分，水輪機組調(diào)速器的選型應(yīng)將其列入到選型參考標準中。 具體的選擇相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合水輪機組調(diào)速器的實際使用情況來分析，就電站的發(fā)展特點來看， 主要選擇為微機調(diào)節(jié)器和電液隨動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，或是選擇電機伺服裝置+微機調(diào)節(jié)器+機械液壓隨動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等兩種選擇方式。 通過大量的實踐證明，這兩種選擇方式非常適用于電站的水輪機調(diào)速器的使用和運行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選型，對確保系統(tǒng)運行的安全性以及提高水輪機調(diào)速器運行的可靠性、效率性等給予一定的幫助。
3.3 技術(shù)指標
在水輪機調(diào)速器選型的過程中， 需要做好技術(shù)指標的控制，如，轉(zhuǎn)速死區(qū)指標應(yīng)小于 0.08%;機組自動空載頻率的擺動值應(yīng)<士 0.25%;導(dǎo)葉接力器的實踐應(yīng)<0.3s;備用電源的切換，以及手動運行模式和自動運行模式切換時的導(dǎo)水葉開度變化應(yīng)<±1%;在水輪機組穩(wěn)定運行的情況下，導(dǎo)葉波動應(yīng)<±5%等。
因此，水輪機調(diào)速器的選型非常關(guān)鍵，選型過程中必須要結(jié)合實際的使用情況以及各個技術(shù)指標等進行選擇，這樣才能確保水輪機調(diào)速器使用的適宜性。
4 結(jié)語
總之，在水輪機調(diào)速器使用的過程中，需要結(jié)合實際的使用要求來選取適宜的型號， 同時在科技不斷發(fā)展的過程中，應(yīng)對水輪機調(diào)速器技術(shù)展開更深層次的研究和開發(fā)，這樣才能推動水輪機調(diào)速器技術(shù)邁向新的階段，從而為水電站等方面提供高效的運行功效。 通過本文對水輪機調(diào)速器的技術(shù)及選型的研究分析，作者結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗，以及自身對水輪機組調(diào)速器的了解，主要從多調(diào)節(jié)模式和控制技術(shù)，以及人機界面、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標等選型進行分析，希望通過本文的分析，能夠進一步提高水輪機調(diào)速器選型的優(yōu)化，確保運行效率。
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