汽轮机调节保护系统课件.ppt

1、2345调节保护系统类型调节保护系统类型机械液压调节机械液压调节 由纯机械由纯机械(如杠杆、曲柄、凸轮等如杠杆、曲柄、凸轮等)、液压、液压(错油门、油缸等错油门、油缸等)部件组成。部件组成。系统复杂，驱动力大、控制精度低，维修系统复杂，驱动力大、控制精度低，维修困难，可靠性较差。困难，可靠性较差。数字电液调节数字电液调节 模拟测量、数字控制、液压伺服执行。模拟测量、数字控制、液压伺服执行。系统简单，驱动力大、控制精度高、响应系统简单，驱动力大、控制精度高、响应速度快，可靠性强，维修方便，自动控制水平速度快，可靠性强，维修方便，自动控制水平高。高。6转速调节对象转速调节对象转子的转动方程：转子的

2、转动方程：fgtMMMdtdJ式中：式中：J 汽轮发电机组转子的转动惯量汽轮发电机组转子的转动惯量 转子的旋转角速度转子的旋转角速度 Mt汽轮机蒸汽转矩汽轮机蒸汽转矩 Mg发电机电磁转矩发电机电磁转矩 Mf各种阻力矩各种阻力矩 7XHDEH III 转速调节原理转速调节原理89再热器储存大量蒸汽，在机组甩负荷时再热器储存大量蒸汽，在机组甩负荷时,即使即使高压调门关闭，再热器蒸汽进入汽轮机仍有可高压调门关闭，再热器蒸汽进入汽轮机仍有可能产生严重超速，为此能产生严重超速，为此设置中压调节汽门设置中压调节汽门。为减小中压调门节流损失，通常在机组负荷为减小中压调门节流损失，通常在机组负荷30%30%以

3、上时中压调门全开。以上时中压调门全开。再热器储汽量变化产生的动态滞后，限制了机再热器储汽量变化产生的动态滞后，限制了机组响应外界负荷变化要求的速度，要求组响应外界负荷变化要求的速度，要求高压调高压调门过开或过关门过开或过关，由高压缸增发或少发，由高压缸增发或少发补偿补偿再热再热器动态滞后，提高响应速度。器动态滞后，提高响应速度。采用旁路系统及机炉协调控制采用旁路系统及机炉协调控制CCSCCS。1011XHDEH III 功率调节原理功率调节原理12影响汽机功率的因素：高中压调门开度、初终参影响汽机功率的因素：高中压调门开度、初终参数、中间再热容积的参数；数、中间再热容积的参数；采用功率反馈回路

4、，动态修正调门开度，能有效采用功率反馈回路，动态修正调门开度，能有效提高功率控制速度和精度；然而，在发电机甩负提高功率控制速度和精度；然而，在发电机甩负荷时将荷时将“瞬间反调瞬间反调”，引起汽机超速（，引起汽机超速（OPC）；）；采用功率反馈回路，可降低阀门管理中对线性度采用功率反馈回路，可降低阀门管理中对线性度的要求，降低顺序阀的重叠度；的要求，降低顺序阀的重叠度；采用调节级压力反馈可快速消除主汽压力波动影采用调节级压力反馈可快速消除主汽压力波动影响；但主汽压力波动会引起功率波动，影响功率响；但主汽压力波动会引起功率波动，影响功率控制精度。控制精度。131 1、转速感受机构、转速感受机构 将

5、转速信号转变为一次控制信号将转速信号转变为一次控制信号2 2、中间放大机构、中间放大机构 对一次控制信号放大，作控制运算，输出对一次控制信号放大，作控制运算，输出油动机控制信号油动机控制信号3 3、油动机、油动机 油动机接受控制信号，活塞行走到指定位油动机接受控制信号，活塞行走到指定位置置4 4、配汽机构、配汽机构 将油动机位移转变为汽轮机调门开度将油动机位移转变为汽轮机调门开度14启动装置启动装置转速感受转速感受同步器同步器中间放大中间放大保护系统保护系统油动机油动机配汽机构配汽机构汽轮机汽轮机汽轮机调节保护系统原理性框图汽轮机调节保护系统原理性框图15机械液压调节系统示例一机械液压调节系统

6、示例一16机械液压调节系统示例二机械液压调节系统示例二17油动机类型油动机类型18调节汽门调节汽门1920转速传感器转速传感器21额定参数工况下，汽轮机功率、转速之间的关额定参数工况下，汽轮机功率、转速之间的关系，称为调节系统的静态特性。系，称为调节系统的静态特性。将转速感受机构、中间放大机构、配汽机构的将转速感受机构、中间放大机构、配汽机构的静态输入、输出画在一个直角坐标系中，可得静态输入、输出画在一个直角坐标系中，可得调节系统四方图。调节系统四方图。转速升高时，应关小调门，故静态特性曲线的转速升高时，应关小调门，故静态特性曲线的方向是方向是转速升高而负荷减小转速升高而负荷减小。22Pzmn

7、23PPnnnnn00minmax100nnPP转速变化与功率变化的关系：转速变化与功率变化的关系：局部速度变动率局部速度变动率24转速感受、中间放大、配汽机构各环节产生动转速感受、中间放大、配汽机构各环节产生动作迟缓，并逐渐叠加。（摩擦、间隙、盖度）作迟缓，并逐渐叠加。（摩擦、间隙、盖度）定义为相同功率处转速的相对偏差。定义为相同功率处转速的相对偏差。021nnn 迟缓率的危害？迟缓率的危害？功率或频率晃动功率或频率晃动调节系统对迟缓率的最低要求（调节系统对迟缓率的最低要求（0.4%,0.06%）25四、负荷静态频率特性四、负荷静态频率特性负荷的频率特性与负负荷的频率特性与负荷的组成情况有关

8、荷的组成情况有关 ：1 1）电阻设备的功率）电阻设备的功率与频率无关与频率无关2 2）感应电动机功率）感应电动机功率与频率近似成正比与频率近似成正比3 3）有的负载其转矩）有的负载其转矩与转速的平方、三次与转速的平方、三次方成正比方成正比 4 4）该曲线在小范围）该曲线在小范围内可用直线近似内可用直线近似Pf26五、一二次调频五、一二次调频系统的运行频率位于系统的运行频率位于负荷静态频率特性曲负荷静态频率特性曲线和发电机组的负荷线和发电机组的负荷特性曲线的交点特性曲线的交点如果交点恰好在额定如果交点恰好在额定频率点，这时电力系频率点，这时电力系统的有功功率平衡统的有功功率平衡负荷从负荷从P P

9、0 0增加到增加到P P1 1，频率从频率从f f0 0降低到降低到f f1 1二次调频：只需使发二次调频：只需使发电机负荷增加相同幅电机负荷增加相同幅度即可度即可f1P1fPP0f027课堂练习课堂练习某电网由某电网由3台台300MW机组组成，机组组成，3台汽轮机调节系统的台汽轮机调节系统的速度变动率分别为速度变动率分别为3%、4%和和5%。当电网频率为。当电网频率为50Hz时时3台机组发出额定功率。现因外界负荷减小使台机组发出额定功率。现因外界负荷减小使电网频率升高电网频率升高0.1Hz，试问，试问:1）此时电网的总负荷为多少？）此时电网的总负荷为多少？2）各台机组的负荷分配又是怎样？）各

10、台机组的负荷分配又是怎样？考虑实际一次调频框图：考虑实际一次调频框图：281 1、稳定性、稳定性2 2、动态超调量（动态偏差）、动态超调量（动态偏差）3 3、静态偏差、静态偏差4 4、过渡过程时间、过渡过程时间29 汽轮机甩负荷最大飞升转速和过渡过程时间汽轮机甩负荷最大飞升转速和过渡过程时间等指标，主要取决于下列因素：等指标，主要取决于下列因素：1 1、转子时间常数、转子时间常数2 2、蒸汽中间容积时间常数、蒸汽中间容积时间常数3 3、速度变动率、速度变动率4 4、油动机时间常数、油动机时间常数5 5、调节系统迟缓率、调节系统迟缓率30313233电液伺服阀（电液伺服阀（Electro-hydraulic Servo-valves）34电液伺服阀（电液伺服阀（Electro-hydraulic Servo-valves）35363738危急遮断系统危急遮断系统（Emergency Trip System）传感器传感器传感器传感器ETS控制柜（PLC）电磁阀电磁阀显示操作面板