电站水轮机调速系统

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电站水轮机调速系统

ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统

ZSTG2000水轮机调速器仿真测试仪，别名：水轮机调速系统仿真测试仪。英文名（Hydraulic Turbinegovernor Simulationtester）是中试控股针对于水力发电调速系统、水力发电自动准同期系统特性检测与华中科技大学联合开发的一种综合性测试平台，仪器可以完成水轮机调速系统的空载摆动、空载扰动、甩负荷、不动时间，调速器静特性，接力器开关规律、仿真开/关机支持，频率死区测量、负荷响应试验和跟踪电 一次调频等试验项目,自动生成各种类型的试验 告，ZSTG2000水轮机调速器仿真测试仪还可以做通用录波器和频率发生器使用，并且系统采样频率可以达到4KHZ，这大大拓宽了仪器的使用范畴，增强了仪器的灵活性。

ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统内部集成了5种不同类型的水轮机组模型，仪器可以执行这些模型的仿真功能，使之与调速器构成闭环系统，使调速器在没有与真实机组连接的情况下也可以很方便的完成动态检测。

水轮机调速器是水轮发电机组非常重要的辅 助控制设备之一。它的运行品质的好坏直接决定了机组的安全和稳定运行。降低水轮机调速器的故障率是提高机组运行可靠性的最行之有效的手段。

始于1986年 ? 30多年专业制造 ? 国家电 .南方电 .内蒙电 .入围合格供应商

1.1 ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统简介

ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统是湖北中中试针对于水力发电调速系统、水力发电自动准同期系统特性检测而开发的一种综合性测试平台，中试控股仪器可以完成水轮机调速系统的空载摆动、空载扰动、甩负荷、不动时间，调速器静特性，接力器开关规律、仿真开/关机支持，频率死区测量、负荷响应试验和跟踪电 一次调频等试验项目,自动生成各种类型的试验 告，ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统还可以做通用录波器和频率发生器使用，并且系统采样频率可以达到4KHZ，这大大拓宽了仪器的使用范畴，增强了仪器的灵活性。

ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统内部集成了5种不同类型的水轮机组模型，中试控股仪器可以执行这些模型的仿真功能，使之与调速器构成闭环系统，使调速器在没有与真实机组连接的情况下也可以很方便的完成动态检测。

1.2ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统特性和技术参数

1.2.1 软件系统

ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统具有功能强大的软件系统，在保证仪器能够方便完成各种试验的同时，大大提高了仪器的灵活性和通用性。仪器的软件系统的主要特性可概括如下：

1仪器能够自动生成WORD试验 告，Excel试验 告

2 试验 告对曲线进行自动标识，使试验 告制作完全自动化

3 所有采样通道的名称和单位都可以重新定义

4 各种试验的试验环境设置和仪器设置自动保存

5 内置混流式，轴流转浆式，冲击式，贯流式和非线性5种机组模型，满足不同类型调速器的仿真支持

6 自动计算各种试验的试验参数

7 简单方便的通道滤定方式

8 中试控股使用U盘或移动硬盘等存储设备方便的导出试验数据

9 实时绘制试验曲线，并且提高多种曲线分析工具，使用户可以对曲线进行任意缩放和定位操作

10 Windows XPE操作系统，可以实现软件系统自我保护与恢复，防止病毒攻入与侵蚀

11 采用防抖动处理，避免用户错误操作

12 对输入信 进行实时监测，及时自动切除超过量程范围的输入信 ，保护信 采集通道和仪器

1.2.1 ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统硬件系统

ZSTG2000水轮机调速器和机组同期综合仿真测试系统硬件系统特性和技术参数如下：

1> 8路低电压／电流模拟量采集，电压和电流可以任意转换，电压输入范围-10V~10V，电流输入范围-20mA~20mA，10%~100%满量程采样误差小于0.2%

2> 2路频率测量通道，45HZ~55HZ范围，频率分辨率为0.001HZ，测量误差小于0.001HZ，测频电压输入范围0.5V~110V

3> 2路无源节点开关量测量通道

4> 2路有源节点开关量测量通道，开关信 输入电压范围12V~220V

5> 8路模拟量采集通道采用隔离采集方式，并且通道和通道之间也相互隔离

6> 2路有源节点开关量测量通道，开关信 输入电压范围12V~220V

7> 1路4-20mA模拟量输出通道,输出误差0.2%

8> 1路频率输出通道，频率分辨率为0.001HZ，45Hz-55Hz范围内输出误差0.001HZ，输出电压幅值AC12V

8> 触摸屏方式实现人机交互

9> 中试控股仪器自带8G数据存储空间

10> 12.1寸大彩屏显示

中试控股践行“精细制造，深耕技术”产出优质产品能够在市场中赢得用户信赖,树立中试控股新形象打下了坚实的根底。

图3.13 双线统计

9） 单线的平移

在示波器的右边模板点击单线选择，确定需要操作的曲线，点击曲线平移，则用户在示波器中按下鼠标（或触摸屏压下），然后移动鼠标，曲线会在屏幕上移动与鼠标等值的Y轴距离。

10） 曲线的双线统计

在示波器的右边模板点击单线选择，确定需要操作的曲线，点击开启双线统计，则示波器中会出现红色和蓝色的两条曲线，并且示波器中会给出该曲线划定时间区间内的平均值，最大值，最大值时间，最小值，最小值时间，两根定位线的时间差DT，数值差DV，数值时间变化率DV/DT，以及蓝色曲线对应的T2时间和数值V2. 在进行双线统计分析时，红色曲线T1所对应的数值全部在示波器中的文本框中更新。双线统计图形如图3.13所示

3.10 虚拟键盘

仪器启动时会自动加载虚拟键盘，通过虚拟键盘用户可以实现文字和数据输入等功能，虚拟键盘的按键位置和功能与实际物理键盘一致，当虚拟键盘启动后在屏幕右上角能看到橙色按钮。

点击该按钮时虚拟键盘被展开，点击虚拟键盘的”HIDE”键时，虚拟键盘被隐藏。如果仪器中无橙色方块显示，可以通过仪器主界面的启动虚拟键盘按钮启动键盘。

虚拟键盘的常见操作如下：

1 “HIDE” 隐藏虚拟键盘

2“ENT”回车确认选择

3 “FN”+“EXI”关闭虚拟键盘程序

4“CAP”大写输入锁定

5“<<”和“>>”左移和右移光标

6 “UP”和“DN”上移，下移光标

需要在仪器中输入中文时可以开启手写输入法，在仪器试验选择主菜单打开手写输入快捷菜单，在一起左上角会显示“手写”的橙色小块，按住橙色小块拖动可以改变其位置，单击橙色小块时可以开启和关闭手写键盘。

第四章 试验项目

4.1 空载摆动试验

试验原理与目的：空载摆动试验是指机组在没有带负荷的空载工况运行，记录180S内机组转速波动的最大值。

试验接线：

1）对于非仿真模式：

1> 连接机组频率信 至测试仪“机组频率”测量端子

2> 连接导叶接力器行程信 至测试仪“导叶行程输入”测量端子

3> 若有浆叶接力器行程，则连接浆叶接力器行程信 至“浆叶行程输入”测量端子

2）仪器工作在仿真模式

1> 将仪器的“仿真频率输出”端子连接至调速器机组频率测量输入

2> 连接调速器导叶接力器行程至测试仪“导叶行程输入”测量端子

3> 若有浆叶接力器，则连接浆叶接力器行程信 至“浆叶行程输入”测量端子

试验操作：试验连线完成后，使调速器运行于空载工况，点击软件主界面空载摆动试验出现试验参数设置对话框如图4.1 所示，空载摆动试验可设置的参数只有采样频率，记录时间达到180S时，试验会自动停止，试验完成后，软件自动计算最大波动值。

图4.1 空载摆动试验参数设置

图4.2 空载扰动试验参数设置

4.2 空载扰动试验

试验原理与目的：空载扰动试验记录机组在没有带负荷的空载工况运行时，机组调速系统遇到外加干扰时，自动跟踪干扰信 的能力和速度。

试验连线：空载扰动试验的连线和空载摆动试验相同

试验操作：试验连线完成后，使调速器运行于空载工况，点击软件主界面空载扰动试验出现试验参数设置对话框如图4.2所示，设定采样频率，最长记录时间，干扰施加方式和稳态最大波动，其中稳态最大波动为软件自动判断试验停止的条件。试验启动后，当仪器监测到信 的最大波动小于设定的“稳态最大波动值”并且持续一段时间，试验记录会自动停止。如果试验过程中记录达到了最长记录时间或用户点击了停止试验，则试验也会被停止。试验完成后，软件自动计算超调量，波动次数，稳定时间等参数。

如果是处于非仿真模式，试验过程中仪器运行到达指定起扰时间时会改变“仿真频率输出”端子的频率输出值至扰后频率。对于仿真模式，只能通过调速器面板的频率给定方式加扰，仪器本身不输出扰动，因为仪器只有一个频率输出通道。

4.3甩负荷试验

试验原理与目的：甩负荷试验记录机组在带负荷并列运行时，突然与电 解列，机组转速上升的最大值和机组恢复空载工况的能力和时间，以及在此过程中涡壳中水压的上升过程。

试验连线：

1）对于非仿真模式

1> 连接机组频率信 至测试仪“机组频率”测量端子

2> 连接导叶接力器行程信 至测试仪“导叶行程输入”测量端子

3> 若有浆叶接力器行程，则连接浆叶接力器行程信 至“浆叶行程输入”测量端子

4> 连接断路器信 （指发电系统与电 并列断路器状态）至测试仪“断路器”测量端子。

5> 连接涡壳压力传感器输出至测试仪“涡壳压力输入”测量端子

图4.3 甩负荷试验参数设置

2）仪器工作在仿真模式时

1> 连接测试仪“仿真频率输出”端子至调速器机组频率信 测量输入

2> 连接导叶接力器行程信 至测试仪“导叶行程输入”测量端子

3> 若有浆叶接力器行程，则连接浆叶接力器行程信 至“浆叶行程输入”测量端子

4> 连接断路器信 至测试仪“断路器”测量端子，仿真时的断路器信 仅仅是一个模拟的开关，不是实际的断路器

试验操作：试验连线完成后，使调速器运行于带负荷并列工况，点击软件主界面甩负荷试验出现试验参数设置对话框如图4.3所示，设定采样频率，最长记录时间和稳态最大波动，其中稳态最大波动为软件自动判定试验停止的条件，其原理与空载扰动的最大波动一致。

甩负荷试验完成后仪器自动计算最大频率，波动次数和稳定时间等参数。

4.4不动时间试验

试验原理与目的：不动试验记录机组在带25%负荷并列运行时，突然与电 解列时从定子电流消失至调速器导叶开始调节时刻的时间间隔。