水轮机调速系统的工作原理

水轮机调节4罗远福上节课知识回顾：1、调速器无反馈系统的工作特性？上节课知识回顾：1、调速器无反馈系统的工作特性？系统负荷降低MtMg----转速升高----离心摆下支持块带动引导阀转动套上移----引导阀中间腔室与排油相通，腔内油压降低----辅助接力器与配压阀活塞上移----压力油进入接力器左腔，同时右腔接通排油----接力器活塞右移关小导叶，减小流量----Mt=Mg----转速停止升高----接力器继续关闭----MtMg----转速降低并等于额定转速----MtMg----转速降低并低于额定转速----离心摆下移……调节使动力矩和阻力矩相平衡时，引导阀针塞、辅助接力器与主配压阀活塞不能及时回到相对中间位置，致使转速反复不停地变化，系统达不到稳定。上节课知识回顾：2、调速器加入硬反馈系统后的工作特性？p00p0当系统负荷降低MtMg----调速系统开始调节----同时反馈系统进行反馈----针塞与转动套回到相对中间位置以上----当Mt=Mg----转动套回到相对中间位置----调节停止，此时的转速是本次调整过程中的最大转速。当系统负荷升高同理。上节课知识回顾：问题：如果系统负荷降低，接力器调节导水机构，还没有使Mt=Mg，硬反馈就使针塞与转动套回到了相对中间位置，调节系统会如何动作？p00p0系统会多次调整，最终停止。上节课知识回顾：结论：有差调节：经过一个调节过程后，机组转速不能回到原来的转速下平衡，而是回到一个新的转速实现平衡。p00p0本节课知识重点：1、调速器加入软反馈系统后的工作特性。2、单调节系统工作过程分析。k一、具有软反馈的调速系统1、系统组成：离心摆（测速元件）、引导阀（放大元件）、辅助接力器与主配压阀（放大元件）、接力器（执行元件）和水轮机（调节对象）、软反馈元件。k2、工作原理①当转速为额定转速时，引导阀与转动套、辅助接力器与配压阀在相对中间位置。k②当转速升高---离心摆下支持块上移--带动引导阀转动套上移--引导阀中间腔室与排油相通，腔内油压下降--辅助接力器与配压阀活塞上移----压力油进入接力器左腔，同时右腔接通排油----接力器活塞右移--关小导叶，减小流量。k当接力器右移时，反馈锥体使杠杆的k端上移--f端下移---缓冲装置主动活塞受向下的力，使从动活塞上移,推动引导阀针塞上移与转动套回到相对中间位置以上，使接力器停止移动。使Mt=Mgk接力器停止移动后，受活塞弹簧及节流孔排油的作用，主、从动活塞逐渐向中间位置回复，同时使引导阀针塞稍有下移。引导阀针塞下移的结果是什么？k引导阀针塞稍有下移，使导叶进一步关小，使Mt＜Mg，进一步降低转速，这时，离心摆有所下移，带动转动套下移，使转动套与针塞回到相对中间位置，使得已上升了的转速降低。k②转速降低过程?3、与无反馈系统的区别？（1）从接力器的动作情况分析（图）（2）从动力矩及转速的变化分析（图）结论：不管是负荷增加使转速下降还是负荷减少使转速上升，经过系统调整后，机组能基本恢复到原来的额定转速并相对稳定下来，即实现无差调节。无差调节：不论机组负荷增加还是减少，调节后的稳定转速都保持不变。总结：调速系统中，为了具有稳定性，必须引入反馈环节；引入硬反馈环节，系统存在有差调节；引入软反馈环节，系统可实现无差调节。因这两种反馈均有它们自身的优点，所以在实际系统中，一般2种反馈均同时采用，以实现系统的更好的调节品质。三、总结1、调速系统是如何引入软反馈与硬反馈的？引入后起到了什么作用、存在什么问题？作业：第三节水轮机调速系统的工作原理1、什么是单调节调速系统？2、系统组成：离心摆、引导阀、辅助接力器与主配压阀、主接力器、反馈锥体、调差机构P16、转速调整机构P17、硬反馈杠杆、缓冲装置（软反馈元件）。3、系统工作过程：（机组单机运行，额定转速为n0）第一阶段:见书P10图1-11当负荷降低，Mt＞Mg使转速上升，离心摆下支持块上移，带动引导阀转动套上移，引导阀中间腔室与排油相通，腔内油压下降，辅助接力器与配压阀活塞上移，压力油进入接力器左腔，同时右腔接通排油，接力器活塞右移，关小导叶，减小流量。第二阶段：反馈部分动作（1）硬反馈部分（先于软反馈动作）：辅助接力器与主配压阀活塞上移时，带动反馈杠杆e端上移，d端下移，带动c端下移，a端上移，带动引导阀针塞上移；作用：使辅助接力器上油口停止排油，主配压阀活塞停止上移（此时接力器的状态？）。由于在此调节过程中导叶开度不断关小，并使Mt＜Mg，转速经历加速-停止加速-减速过程，由n1逐渐下降。（2）软反馈部分（在硬反馈动作一定时间后动作）：主接力器向右关闭，反馈锥体右移----使反馈框架顺时针转动，m点上移，带动g点上移，f点下移，缓冲装置主动活塞下移，从动活塞上移，带动引导阀针塞上移。在软、硬反馈部分的共同作用下，引导阀针塞与转动套恢复相对中间位置以上，封住相关油口，最终使主接力器停止右移。此时仍然是：Mt＜Mg第三阶段：转速下降，引导阀转动套随之下移，此时，缓冲阀上下腔油压在节流孔作用下已达平衡，从动活塞在自身弹簧回复力作用下向下回中，通过连杆作用，带动引导阀针塞下移，与转动套回到相对中间位置。但由于所有环节都没有使接力器左移（即增加水轮机有效进水流量），因此：机组转速继续降低……进入下一个调节周期第四阶段：转速逐渐趋近于额定，系统基本稳定运行。转速或频率在规定的额定范围内波动。单调节调速系统工作原理当负荷突然增加的过程？三、总结1、调速系统是如何引入软反馈与硬反馈的？引入后起到了什么作用、存在什么问题？作业：第三节水轮机调速系统的工作原理1、什么是双调节调速系统？转桨式水轮机的双调节系统转速升高过程：转桨式水轮机的双调节系统转速降低过程：●水斗式水轮机的调节水斗式水轮机，因引水管较长，当负荷下降时，喷针阀关闭动过快，管道会发生水锤，为此，采用折向板和喷针阀双调节，减负荷时，先快速关小折向板，再缓慢关闭喷针阀。折向器：位于喷嘴和转轮之间，当水轮机突减负荷时，折向器迅速地使喷向水斗的射流偏转。此时喷针将缓慢地关闭到与新负荷相适应位置。当喷针稳定在新位置后，折向器又回到射流原来位置，准备下一次动作。转速升高过程：转速降低过程：