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水電調速系統介紹

點擊次數:1966 更新時間:2022-06-30

調速系統的作用和系統組成

調速系統的作用

調速系統(Governor System)作用是控制水輪機和發電機的轉速(頻率)和有功功率。是水電站中重要的控制系統。

 

 

調速系統的組成

系統組成主要涉及

  • 調速器 governor

  • 水輪機 turbine

  • 發電機 generator

 

調速器 Governor

  • PID 控制器

  • 執行機構 actuator

PID=Proportion-Integration-Differentiation 比例-積分-微分控制器

PID 控制器是一個在工業控制應用中常見的反饋回路部件。這個控制器把收集到的數據和一個參考值進行比較,然后把這個差別用于計算新的輸入值,這個新的輸入值的目的是可以讓系統的數據達到或者保持在參考值。

執行機構是執行PID的輸出運算結果,例如液壓機,伺服電機等

 

水輪機

水輪機是水電站中將水流的動能轉化為機械能的設備。通過水電站的大壩將水流集中,讓水通過水渠管道引至水輪機,沖擊水輪機轉動,并由水輪機帶動與其連接的發電機產生電能。

按照工作原理,大致可分為三類

  • 沖擊式水輪機 impulse turbine      

利用高速水流沖擊水斗或葉片做功

  • 反擊式水輪機 reaction turbine    

 利用水流的壓力和動能來做功

  • 水泵水輪機    

 一種可逆式水輪機,即可做水輪機,也可做水泵,一般用在抽水蓄能電站

 

沖擊式水輪機 impulse turbine

典型代表:Pelton Turbine 佩爾頓式水輪機

利用水動能沖擊水斗來獲得能量。

 

主要部件

  • Nozzle 噴嘴

  • Deflector 變流器/折向器

  • Runner 旋轉輪

  • Jet of water 噴水柱/水槍

  • Bucket or vane 水斗或葉片

  • Braking jet or nozzle 制動噴嘴

  • Spear 長矛:用于控制水流

適合水頭高度最高為2000米,低流量,*水頭。

 

涉及的產品應用

  • Nozzle alignment 噴嘴對中      

噴嘴射出的水柱與水斗之間的對中,利用角位傳感器KINAX采集的信息,通過油壓機或電氣的方式

  • The angle of deflector  折向器的角度    

折向器安裝在噴嘴和旋轉輪之間,用于減少水輪機的輸出,可快速切斷水動能。角位傳感器KINAX系列 用于采集折向角度。

 

反擊式水輪機 reaction turbine

典型代表1:Francis turbine 法蘭西斯式水輪機 混流式:水流徑向流入轉輪,軸向流出。利用水流的壓力和動能來帶動軸上的葉片同心圓轉動來做功。

 

主要部件

  • Stationary Vane 固定葉片

  • Penstock 水渠

  • Guide Vanes 導流葉片

  • Scroll casing 蝸形殼

  • Runner 旋轉輪

  • Draft tube 尾水管

適合水頭高度最高為700米,高流量,高水頭。

 

涉及的產品應用

  • The angle of guide vane 導流葉片的角度      

導流葉片的角度可以調整,用于控制水流大小,進而控制水輪機的表現效率。角位傳感器KINAX系列 可以用于測量葉片角度。

 

反擊式水輪機 reaction turbine

典型代表2:Kaplan turbine 卡普蘭式水輪機

軸流式:水流沿轉輪軸向流入,軸向流出,水流方向始終平行于主軸。水流從水輪機四周水平方向向中心流入,然后轉為向下方向推動轉輪葉片做功。

 

主要部件

  • Runner blades 螺旋槳式刀鋒葉片

  • Guide Vanes 導流葉片

  • Scroll casing 蝸形殼

  • Draft tube 尾水管

 

適合水頭高度最高為80米,高流量,低水頭。

 

涉及的產品應用

The angle of guide vane 導流葉片的角度      

導流葉片的角度可以調整,用于控制水流大小,進而控制水輪機的表現效率。角位傳感器KINAX 可以用于測量葉片角度,輸出信號給控制器。

The angle of runner blade 刀鋒葉片的角度      

刀鋒葉片的角度可以調整,提供良好的控制特性,在不受負載影響的恒定轉速下實現*佳效率。角位傳感器KINAX 可以用于測量葉片角度,輸出信號給控制器。

 

水輪機選型參考

 

發電機

 

涉及的產品應用 Monitoring of frequency and power 發電機的頻率和有功功率監測     發電機端的頻率和有功功率監測數據傳入調速器的PID控制器,與預設好的參考值比較,并不斷地自我學習調整優化。如監測到數據異常,調速器迅速動作調整。多功能電量變送器SINEAX CAM/ DM5系列可監測頻率和有功功率,支持多路模擬量信號輸出。

 

德國GMC-I高美測儀 產品介紹

角位傳感器 KINAX系列

推薦 KINAX WT707/WT717

絕對位置角位變送器,用于惡劣環境,直徑>100mm

  • 適用于現場應用的堅固的單圈或多圈角位變送器

  • 絕對位置角位變送器

  • 堅固耐用,可承受高機械負載

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  • 可編程和不可編程版本

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  • 提供符合海事執行標準版本(GL,LIoyd)

  • 提供耐海水版本

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角位傳感器 KINAX系列

 

多功能電量變送器 SINEAX CAM

  • 支持多種電氣系統

  • 功率不確定度±0.2%

  • 頻率不確定度±0.01Hz

  • 最多支持8路模擬量輸出

  • 支持多種通訊方式

  • 可編程

多功能電量變送器 SINEAX CAM

 

多功能電量變送器 SINEAX DM5系列

  • 支持多種電氣系統

  • 功率不確定度±0.2%

  • 頻率不確定度±0.01Hz

  • 最多支持4路模擬量輸出

  • 支持多種通訊方式

  • 可編程

多功能電量變送器 SINEAX DM5系列

 

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