水輪機調節系統中的調節對象存在哪些特性,其特性參數是什么,各有什么特點? M25P64-VMF6G

   答:水輪機調節系統由調速系統和調節對象所組成。其中,調節對象包括引水系統、水輪機、發電機和電力系統,也稱被控制系統。調節對象的特性對調節系統的調節品質有重要影響。其相應的特性如下。

   (1)引水系統的水流慣性和水擊特性。衡量引水系統的特性參數為水流慣性時間常數飛,它表征了壓力過水系統中,水流慣性的大小和水擊效應的強弱,飛越大,水流慣性越大。其物理意義為:在額定水頭和管道充滿水的情況下,導葉瞬間開啟,流量由零增加到額定流量所需要的時間。由于壓力過水系統各部分的管道截面積可能不一樣,因此飛一般按下式計算,式中L為各管段的長度;△為在額定流量時各管段的流速;Hr為設計水頭。而須注意的是,對反擊式水輪機,壓力過水系統應包括引水管道、蝸殼、轉輪室和尾水管,混流式水輪機轉輪室部分的水流慣性小,可忽略不計。

   (2)水輪機動力矩特性和流量特性。水輪機動力矩是指導葉開度曰為某一值和水頭H不變的情況下,水輪機的旋轉角速度ω與其動力矩Mt之間的變化關系。當導葉開度一定時,即水輪機流量不變時,販隨ω的增大而減小或者Mt隨ω的減小而增大。這種特性對轉速起自平衡作用・對調節過程的穩定性有利。

   (3)發電機負載阻力矩特性。發電機負載阻力矩特性是指所帶負載P為某一值不變的情況下,發電機的旋轉角速度ω與其負載力矩Mg之間的變化關系。當負載一定時,卜鴛呼隨ω的增加而增加或者Vg隨ω的減小而減小。因此它也起著抑制頻率變化的作用,有利于調節過程的穩定。

   (4)水輪發電機組的慣性特性。水輪發電機組的慣性時間常數⒎是一個常數,它反映了機組轉動部分慣性的大小。當發生相同力矩變化(即同樣負載變化)日寸,慣性時間常數幾大的機組,其轉速的波動小,所以其數值大,將有利于調節過程。它表示在額定動力矩作用下,機組轉速由零增至額定轉速所需的時間,其計算表達式為:幾=(Jωr)/M,由于J=(GD2)/(4g),ωr=(π″r)/30,Λ亻fr=Nr/ωr,勇斤以Ta=(GD2″r2)/(365Nr)或(GD2召)/(3580Nr×s),式中365為常數,當GD2的單位為t・m2時取365,單位為kN・m2日寸取3580;GD2為機組飛輪力矩,單位為t・m2或9.8kN・m2;″r為機組的額定轉速,√min;Nr為機組的額定功率,kW。以上一些特性對調節系統來說,一般是不能改變的,只能說明調節對象特性對調節系統動態品質影響的好壞,并將其作為選擇調速器調節參數的基本依據。