調(diào)速器試驗指導(dǎo)書

-.z調(diào)速器試驗指導(dǎo)書目錄1概述 12依據(jù)標準 13調(diào)速系統(tǒng)模型及根本參數(shù) 24測試儀器 35試驗準備 36試驗容及方法 46.1靜態(tài)試驗 4試驗條件 4控制方式切換試驗 4機頻斷線模擬試驗 5靜特性試驗 5永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp校驗 6人工頻率死區(qū)校驗 8調(diào)節(jié)參數(shù)〔bt、Td〕的校驗 9調(diào)節(jié)參數(shù)〔Tn〕的校驗 10接力器最短關(guān)閉與開啟時間測定 11接力器反響時間常數(shù)Ty測定 126.2空載試驗 136.3負載試驗 146.3.1試驗條件 14一次調(diào)頻響應(yīng)時間測試 14一次調(diào)頻動作死區(qū)測試 15跟蹤網(wǎng)頻試驗 16甩負荷試驗 177試驗組織與分工 178試驗平安措施及平安考前須知 189試驗方案時間及參加人員 19-.z1概述為保證電網(wǎng)及發(fā)電機組平安運行，使并網(wǎng)運行機組隨時適應(yīng)電網(wǎng)負荷和頻率的變化，提高電能質(zhì)量及電網(wǎng)頻率的控制水平，就必須充分發(fā)揮發(fā)電機組一次調(diào)頻能力，依照?南方區(qū)域電廠并網(wǎng)運行管理假設(shè)干指導(dǎo)意見?和?****發(fā)電機組一次調(diào)頻運行管理規(guī)定〔試行〕?〔以下簡稱為?規(guī)定?〕的要求，并根據(jù)?DL/T496-2001水輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置調(diào)整試驗導(dǎo)則?等相關(guān)標準，通過對****1號機組進展一次調(diào)頻試驗，檢驗機組一次調(diào)頻功能，并在確保機組平安穩(wěn)定運行的前提下，優(yōu)化一次調(diào)頻運行參數(shù)，以滿足系統(tǒng)對其一次調(diào)頻性能的要求，同時進展參數(shù)辨識研究試驗，建立與實際調(diào)節(jié)系統(tǒng)相吻合的仿真模型，滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算的要求。通過現(xiàn)場試驗到達?規(guī)定?中所要求的一次調(diào)頻試驗機組應(yīng)該到達的技術(shù)指標如下：1〕機組一次調(diào)頻的頻率死區(qū)控制在±0.034Hz以；2〕機組的永態(tài)轉(zhuǎn)差率一般為3％～4％；3〕水電機組參與一次調(diào)頻的負荷調(diào)整幅度不應(yīng)加以限制；4〕AGC與一次調(diào)頻能夠協(xié)調(diào)工作，不相矛盾；5〕機組調(diào)速器轉(zhuǎn)速死區(qū)小于0.04％；6〕響應(yīng)行為：①本電站屬于額定水頭在50米及以上的水電機組，按規(guī)定其一次調(diào)頻負荷響應(yīng)滯后時間應(yīng)小于3s②當(dāng)電網(wǎng)頻率變化超過機組一次調(diào)頻死區(qū)時，機組一次調(diào)頻的負荷調(diào)整幅度應(yīng)在45s到達一次調(diào)頻的最大負荷調(diào)整幅度的70％；③在電網(wǎng)頻率變化超過機組一次調(diào)頻死區(qū)時開場的60秒，機組實際出力與機組響應(yīng)目標偏差的平均值應(yīng)在理論計算的調(diào)整幅度±3％以。2依據(jù)標準2.1?水輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置調(diào)整試驗導(dǎo)則?〔DL/T496-2001〕2.2?水輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置技術(shù)規(guī)程?〔DL/T563-2004〕2.3?水輪機調(diào)速器與油壓裝置技術(shù)條件?〔GB/T9652.1-2007〕2.4?水輪機調(diào)速器與油壓裝置試驗驗收規(guī)程?〔GB/T9652.2-2007〕2.5?中國南方電網(wǎng)同步發(fā)電機原動機及調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)測試與建模導(dǎo)則?〔Q/CSG11402-2021〕3調(diào)速系統(tǒng)模型及根本參數(shù)1〕PID調(diào)節(jié)器圖1PID調(diào)節(jié)器仿真模型2〕機械液壓系統(tǒng)模型圖2機械液壓系統(tǒng)仿真模型3〕根本參數(shù)型號BLW〔S〕T-PLC制造廠家四創(chuàng)測頻方式殘壓+齒盤調(diào)節(jié)規(guī)律PID機械/液壓轉(zhuǎn)換裝置伺服比例閥〔主用〕+數(shù)字球閥〔備用〕PID調(diào)節(jié)參數(shù)及整定圍永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp＝0～10％〔分辨率1%〕暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bt＝0～200％〔分辨率1%〕積分時間常數(shù)Td＝1～20s〔分辨率1s〕加速度時間常數(shù)Tn＝0～3s〔分辨率0.1s〕主要調(diào)節(jié)性能測頻精度≤0.0015Hz靜特性轉(zhuǎn)速死區(qū)i*＜0.02%空載頻率擺動值≤±0.15％〔即±0.075Hz〕甩大于25%額定負荷不動時間：≦0.2s4測試儀器測點名稱安裝部位儀器名稱型號精度備注

發(fā)電機層水輪機調(diào)速器測試系統(tǒng)TG2000下文說明

主接力器行程水輪機層位移傳感器DT-C

現(xiàn)場設(shè)備蝸殼壓力水輪機層壓力變送器麥克MPM4800.2級

發(fā)電機有功功率發(fā)電機層功率變送器FPWK-2010.2級

發(fā)電機定子電流

交流電流變送器FPA0.2級

接力器擺動水輪機層千分表

本試驗主要的試驗儀器為“TG2000系列水輪機調(diào)速器測試系統(tǒng)〞〔以下簡稱TG2000測試儀〕，它包含一臺測試儀和一臺裝有測試系統(tǒng)軟件的便攜式計算機。1路機組頻率輸入，帶隔離，允許輸入圍為0.3V～170VAC，在50Hz附近測頻分辨率為0.0025％。測量精度：50Hz±1Hz，0.004級；50Hz±5Hz，0.006級。1路仿真機組頻率輸出，頻率為1.9～99Hz，峰-峰值不小于26V方波。在50Hz附近發(fā)頻分辨率為0.0025％；發(fā)頻精度在50Hz±5Hz為0.004級。TG2000測試儀的信號發(fā)生器功能模塊，可輸出緩變和階躍的頻率信號，并能夠?qū)Σ杉降碾娋W(wǎng)頻率、機組有功功率、發(fā)電機定子電流、發(fā)電機機端電壓、導(dǎo)葉開度〔或接力器行程〕等信號進展實時錄波、保存，以進展試驗后分析、計算調(diào)速器參數(shù)。5試驗準備5.1

由電廠提供與機組參數(shù)實測試驗相關(guān)的技術(shù)資料，如?調(diào)速器系統(tǒng)用戶手冊及出廠試驗報告?等，并負責(zé)與調(diào)速器生產(chǎn)廠家聯(lián)系到電廠配合試驗工作。5.2

由****公司電力科學(xué)研究院〔簡稱電科院〕編制試驗方案，并保證試驗儀器、儀表合格，測試系統(tǒng)工作正常。5.3

電廠參照電科院編制的試驗方案做好試驗前的準備工作。5.4

電廠應(yīng)有專人參加此次試驗，配合電科院人員的現(xiàn)場工作，并負責(zé)與****公司電力調(diào)度中心溝通協(xié)調(diào)。6試驗容及方法6.1

靜態(tài)試驗試驗條件1〕機組靜止，蝸殼未充水，已做好平安隔離措施；2〕調(diào)速系統(tǒng)已按照水輪機調(diào)速器與油壓裝置試驗驗收規(guī)程進展了試驗和調(diào)整，高壓油系統(tǒng)正常，機械鎖定解除，調(diào)速器具備運行條件。控制方式切換試驗1〕試驗方法按圖3接好線，K1斷開，K2合上；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，TG2000測試儀仿真機頻50Hz，bp=4%，bt=28%，Td=7s，Tn=0.1s，Ef=0.2Hz，液壓隨動系統(tǒng)放大倍數(shù)為整定值，退出頻率跟蹤和按水頭限開度；調(diào)速器運行，負載開度調(diào)節(jié)模式，機組模擬并網(wǎng)，開限全開，開度給定為50%。操作調(diào)速器使其在機手動—電手動—自動相互切換，觀察切換前后導(dǎo)葉開度是否穩(wěn)定。2〕試驗記錄序號工程接力器行程〔%〕試驗結(jié)果切換前切換后變化值1自動→電手動

2電手動→自動

3自動→機手動

4機手動→自動

機頻斷線模擬試驗1〕試驗方法按圖3接好線，K1斷開，K2合上；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，TG2000測試儀仿真機頻50Hz，bp=4%，bt=28%，Td=7s，Tn=0.1s，Ef=0.2Hz，液壓隨動系統(tǒng)放大倍數(shù)為整定值，退出頻率跟蹤和按水頭限開度；調(diào)速器運行，負載開度調(diào)節(jié)模式，機組模擬并網(wǎng)，開限全開，開度給定為50%。斷開K2，模擬機頻斷線，觀察調(diào)速器工作情況，有無報警。2〕試驗記錄工程接力器行程〔%〕試驗結(jié)果前后變化量斷開機頻信號

恢復(fù)機頻信號

靜特性試驗1〕試驗方法按圖3接好線，K1斷開，K2合上；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，TG2000測試儀仿真機頻50Hz，bt=5%，Td=1s，Tn=0s，Ef=0Hz，液壓隨動系統(tǒng)放大倍數(shù)為整定值，退出頻率跟蹤和按水頭限開度；調(diào)速器運行，負載開度調(diào)節(jié)模式，機組模擬并網(wǎng)，開限全開，開度給定為50%。分別設(shè)置bp=4%、6%，進入TG2000測試儀靜態(tài)特性試驗界面，設(shè)置好相應(yīng)參數(shù)〔導(dǎo)葉率定關(guān)系、調(diào)速器參數(shù)、試驗點數(shù)、已經(jīng)自動取點時間〕，自動進展開啟和關(guān)閉方向的靜特性試驗，記錄每次頻率升高、降低穩(wěn)定后的頻率值、對應(yīng)的接力器行程，并用千分表記錄接力器的擺動值〔僅記錄頻率升高或降低時接力器相對行程約為20%、50%和80%時3min的擺動值〕。注意：需明確調(diào)速器由負載開度調(diào)節(jié)模式自動切換至負載頻率調(diào)節(jié)模式的條件，以便進展相應(yīng)設(shè)置，以確保試驗過程中調(diào)速器調(diào)節(jié)模式保持不變；由于該調(diào)速器采用控制構(gòu)造自適應(yīng)和參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，故要確保參數(shù)修改的正確性?！苍谡{(diào)速器檢查參數(shù)修改的正確性〕。2〕試驗記錄試驗時，人工設(shè)置的機組水頭H=m；階躍+0.2Hz〔由取點數(shù)確定，取16點時為0.2Hz〕，導(dǎo)葉開度穩(wěn)定時間s。調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置記錄：

bpbtTdTnEf原始值

設(shè)定值4%

6%

永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp校驗1〕試驗方法按圖3接好線，K1斷開，K2合上；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，TG2000測試儀仿真機頻50Hz，bt=5%，Td=1s，Tn=0s，Ef=0Hz，液壓隨動系統(tǒng)放大倍數(shù)為整定值，退出頻率跟蹤和按水頭限開度；調(diào)速器運行，負載開度調(diào)節(jié)模式，機組模擬并網(wǎng)，開限全開，開度給定為50%。分別設(shè)置bp=2%、4%、6%和8%，改變TG2000測試儀仿真頻率信號，測量導(dǎo)葉接力器反響*兩個輸出值Y1、Y2及其對應(yīng)的頻率輸入值f1、f2，按下式計算各刻度下的永態(tài)調(diào)差率：式中：Yma*——接力器最大行程；fr——額定頻率，50Hz。為確保檢驗精度，應(yīng)選擇25%和75%行程位置附近為實測點。2〕試驗記錄調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置記錄：

bpbtTdTnEf原始值

設(shè)定值2%

4%6%8%bp=2%校驗記錄：頻率〔Hz〕50.5050.2549.7549.50開方向?qū)~接力器行程〔%〕

關(guān)方向?qū)~接力器行程〔%〕

bp=4%校驗記錄：頻率〔Hz〕51.0050.5049.5049.00開方向?qū)~接力器行程〔%〕

關(guān)方向?qū)~接力器行程〔%〕

bp=6%校驗記錄：頻率〔Hz〕51.5050.7549.2548.50開方向?qū)~接力器行程〔%〕

關(guān)方向?qū)~接力器行程〔%〕

bp=8%校驗記錄：頻率〔Hz〕52.0051.0049.0048.00開方向?qū)~接力器行程〔%〕

關(guān)方向?qū)~接力器行程〔%〕

數(shù)據(jù)文件名：人工頻率死區(qū)校驗1〕試驗方法按圖3接好線，K1斷開，K2合上；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，TG2000測試儀仿真機頻50Hz，bp=4%，bt=28%，Td=7s，Tn=0.1s，液壓隨動系統(tǒng)放大倍數(shù)為整定值，退出頻率跟蹤和按水頭限開度；調(diào)速器運行，負載開度調(diào)節(jié)模式，機組模擬并網(wǎng)，開限全開，開度給定為50%。分別設(shè)置Ef為0.02%〔±0.01Hz〕、0.04%〔±0.02Hz〕、0.06%〔±0.03Hz〕和0.08%〔±0.04Hz〕，采用圖4所示方法進展校驗，在正和負轉(zhuǎn)速階躍之間變換起始階躍，重復(fù)該試驗，每個死區(qū)設(shè)定值下的完整試驗由4個交替步驟組成，測得DB減去i*即為Ef。圖4Ef設(shè)值校驗2〕試驗記錄調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置記錄：

bpbtTdTnEf原始值

設(shè)定值

0.02%0.04%0.06%0.08%實測頻率死區(qū)：Ef0.02%〔±0.01Hz〕0.04%〔±0.02Hz〕0.06%〔±0.03Hz〕0.08%〔±0.04Hz〕實測值上擾

下擾

數(shù)據(jù)文件名：PID調(diào)節(jié)參數(shù)〔bt、Td〕的校驗1〕試驗方法按圖3接好線，K1斷開，K2合上；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，TG2000測試儀仿真機頻50Hz，bp=0%，bt=28%，Td=7s，Tn=0s，Ef=0Hz，液壓隨動系統(tǒng)放大倍數(shù)為整定值，退出頻率跟蹤和按水頭限開度；調(diào)速器運行，負載開度調(diào)節(jié)模式，機組模擬并網(wǎng)，開限全開，開度給定為50%。采用時域法辨識參數(shù)，即通過TG2000測試儀仿真±0.10Hz、±0.15Hz、±0.20Hz的頻率階躍，記錄調(diào)節(jié)器輸出Ypid信號的相應(yīng)過程〔如5所示〕，每個頻率階躍重復(fù)三次。圖5調(diào)節(jié)器輸出的過渡過程曲線一圖5中OBC為過渡過程曲線，將直線段BC反向延長，與時間軸〔t軸〕交于A點，與yu軸交于D點，則。bt和Td可由下式計算得到：2〕試驗記錄調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置記錄：

bpbtTdTnEf原始值

設(shè)定值

數(shù)據(jù)文件名：PID調(diào)節(jié)參數(shù)〔Tn〕的校驗1〕試驗方法按圖3接好線，K1斷開，K2合上；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，TG2000測試儀仿真機頻50Hz，bp=0%，bt=200%，Td=20s，Tn=0.1s，Ef=0Hz，液壓隨動系統(tǒng)放大倍數(shù)為整定值，退出頻率跟蹤和按水頭限開度；調(diào)速器運行，負載開度調(diào)節(jié)模式，機組模擬并網(wǎng)，開限全開，開度給定為50%。采用時域法辨識參數(shù)，即通過TG2000測試儀仿真±0.10Hz、±0.15Hz、±0.20Hz的頻率階躍，記錄調(diào)節(jié)器輸出Ypid信號的相應(yīng)過程〔如6所示〕，每個頻率階躍重復(fù)三次。圖6調(diào)節(jié)器輸出的過渡過程曲線二Tn可由下式計算得到：或〔忽略τ值〕〔微分衰減時間常數(shù)，改變T1v值后重新測試〕2〕試驗記錄PID數(shù)字調(diào)節(jié)器的采樣周期為τ=ms；微分時間常數(shù)T1v=s。調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置記錄：

bpbtTdTnEf原始值

設(shè)定值

數(shù)據(jù)文件名：接力器最短關(guān)閉與開啟時間測定1〕試驗方法主配壓閥行程限位置于整定值，電轉(zhuǎn)行程限位置于整定值；遠方/現(xiàn)地選擇開關(guān)置于現(xiàn)地，機手動/自動/電手動選擇開關(guān)在自動位置。通過觸摸屏直接設(shè)定導(dǎo)葉開度〔0％&100%〕，由TG2000測試儀記錄接力器動作過程。取接力器由開度75%移動至25％和由開度25%移動至75％所需時間的兩倍作為最短關(guān)閉和開啟時間?！沧⒁猓杭僭O(shè)有分段關(guān)閉裝置，將其退出工作?！?〕試驗記錄最短關(guān)閉時間s最短開啟時間s數(shù)據(jù)文件名：接力器反響時間常數(shù)Ty測定1〕試驗方法按圖3接好線，K1斷開，K2合上；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，TG2000測試儀仿真機頻50Hz，bp=0%，bt=3%，Td=20s，Tn=0s，Ef=0Hz，液壓隨動系統(tǒng)放大倍數(shù)為整定值，退出頻率跟蹤和按水頭限開度；調(diào)速器運行，負載開度調(diào)節(jié)模式，機組模擬并網(wǎng)，開限全開，開度給定為50%。通過TG2000測試儀依次仿真±0.001Hz、±0.005Hz、±0.007Hz、±0.010Hz、±0.015Hz、±0.020Hz、±0.030Hz的頻率階躍，記錄調(diào)節(jié)器輸出、主配壓閥和接力器的響應(yīng)過程，每個頻率階躍重復(fù)三次。2〕試驗記錄調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置記錄：

bpbtTdTnEf原始值

設(shè)定值

數(shù)據(jù)文件名：6.2

空載試驗1〕試驗條件被測試機組各系統(tǒng)及設(shè)備工作正常，具備開機帶額定負荷運行的條件。2〕試驗方法將機頻、調(diào)節(jié)器輸出Ypid信號、接力器行程反響信號和蝸殼壓力信號接入TG2000測試儀，如圖7所示；調(diào)速器自動，退出頻率跟蹤，頻率給定為48Hz。圖7空載試驗接線遠方開機至空載工況，待機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，通過觸摸屏直接設(shè)定，將頻率給定由48Hz改為52Hz，記錄機頻、調(diào)節(jié)器Ypid輸出、主配壓閥行程和接力器行程的過渡過程；待機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，將頻率給定由52Hz恢復(fù)為48Hz，重復(fù)試驗。注意，調(diào)速器空載運行時為頻率調(diào)節(jié)模式。3〕試驗記錄

超調(diào)量波動次數(shù)調(diào)節(jié)時間48→52Hz

52→48Hz

數(shù)據(jù)文件名：6.3

負載試驗試驗條件機組運行正常，調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)穩(wěn)定，各項動態(tài)試驗均已完成，符合規(guī)程要求，具備開機帶額定負荷運行條件。一次調(diào)頻響應(yīng)時間測試1〕試驗方法按圖8接好線，K1閉合，K2斷開；bp=4%，Ef=0.06%，其它參數(shù)保持不變；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，退出頻率跟蹤，退出按水頭限開度功能。圖8頻率階躍響應(yīng)測試接線圖遠方開機，待機組并網(wǎng)后，斷開K1，合上K2；現(xiàn)地操作增、減按鈕，將機組負荷設(shè)置為80MW。通過TG2000測試儀分別于額定網(wǎng)頻根底上施加正負階躍〔±0.1Hz、±0.15Hz、±0.2Hz、±0.25Hz〕和斜坡〔±0.1Hz/10s、±0.15Hz/10s、±0.2Hz/10s〕擾動信號，每個模擬擾動信號持續(xù)150s，記錄機組有功功率、導(dǎo)葉接力器行程和蝸殼壓力的響應(yīng)過程。備注：該項試驗要在最高、額定和最低三個水頭段下重復(fù)進展。2〕試驗記錄調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置記錄：

bpbtTdTnEf原始值

設(shè)定值

試驗記錄表格：擾動頻率(Hz)頻率差△f(Hz)起始功率(MW)擾動穩(wěn)定后功率(MW)功率調(diào)節(jié)量△P(MW)負荷調(diào)節(jié)幅度(%)負荷響應(yīng)滯后時間(秒)負荷調(diào)節(jié)幅度達90%時間(秒)負荷調(diào)整穩(wěn)定時間(秒)階躍+0.10

-0.10

+0.15

-0.15

+0.20

-0.20

+0.25

-0.25

斜坡〔10s〕+0.10

-0.10

+0.15

-0.15

+0.20

-0.20

數(shù)據(jù)文件名：一次調(diào)頻動作死區(qū)測試1〕試驗方法頻率階躍響應(yīng)測試完后，采用校驗人工頻率死區(qū)的方法測定一次調(diào)頻動作死區(qū)，參見6.1.6。2〕試驗記錄一次調(diào)頻動作死區(qū)頻率上擾Hz頻率下擾Hz數(shù)據(jù)文件名：跟蹤網(wǎng)頻試驗1〕試驗方法試驗接線如圖9所示，bp=4%，Ef=0.06%，其它參數(shù)保持不變；調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，退出頻率跟蹤，退出按水頭限開度功能。圖9實際電網(wǎng)頻率變化響應(yīng)測試接線圖遠方開機，機組并網(wǎng)后，現(xiàn)地操作增、減按鈕，將機組負荷設(shè)置為80MW。針對AGC投與不投兩種方式，采用TG2000測試儀分別錄制電網(wǎng)頻率超出一次調(diào)頻死區(qū)后機組有功功率、導(dǎo)葉接力器行程和蝸殼壓力的過渡過程。2〕試驗記錄數(shù)據(jù)文件名：甩負荷試驗1〕試驗方法試驗接線如圖10所示，將調(diào)節(jié)參數(shù)恢復(fù)至設(shè)定值，調(diào)速器現(xiàn)地自動，頻率給定為50Hz，退出頻率跟蹤，退出按水頭限開度功能。圖10甩負荷試驗接線遠方開機，機組并網(wǎng)后，現(xiàn)地操作增、減按鈕，依次將機組負荷設(shè)置為25%、50％、75％和100％額定負荷，而后手動