[发明专利]水轮机调速器主接力器反应时间常数测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于电力系统分析计算的水轮机调速器模型中主接力器反应时间T_y的测试方法。

背景技术

水轮机调速器是水力发电机组最重要的控制部件，主接力器作为调速器的执行机构，主接力器反应时间常数T_y作为执行机构最重要的参数，参数的正确性和准确性直接关系到电力系统仿真计算的结果，要求在模型仿真计算中采用实测值。自90年代以来水轮机调速器发展迅速，各大中型水电厂机组由早期的机械缓冲式调速器更换为微机型调速器，结构一般为微机调节器+执行机构，与机械缓冲式调速器结构相差较大。

目前水轮机调速器主接力器反应时间常数的测试方法有两种：

(1)要求切除主接力器反馈，把主配压阀整定在不同的位置，按开启(关闭)方向逐次使主配压阀从中间位置迅速移动至整定位置，测试主配压阀位移与相应的主接力器相对速度，绘制主阀相对位移与主接力器相对速度的关系曲线。此种方法存在实际操作问题。一方面对于现场调速系统已调试完毕投入运行的机组不宜采用，因为调速器开关机时间已整定，此方法需要频繁调整主配压阀开关机时间调节螺母，在试验后需要重新对开关机时间进行整定，增加了现场工作。另外对于实际目前的微机调速器，切除反馈以后调速器检测不到反馈信息将报反馈故障，即使通过外面输入一个伪反馈信号调速器检测不到变化，也将报伺服故障，调速器将切换至手动运行，不具有实际操作性。

(2)施加其绝对值逐次增加的正负阶跃频率扰动信号，测量频率和主接力器速度的相对值，绘制调速器主接力器相对速度dy/dt与相对频率的关系曲线，对曲线进行拟合，其斜率的倒数即为主接力器反应时间常数T_y的。仿真和参数辨识结果表明此值是不正确的，此方法不适用目前“微机调节器+随动系统”控制结构调速器的参数测试。

因此，需要对测试方法进行改进，改进方法过程简单、具有通用性，并且所测参数值正确。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于水轮机调速器主接力器反应时间常数现场实测的技术方法，解决了目前的水轮机调速器主接力器反应时间常数测试方法不适合现代微机调速器的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

水轮机调速器主接力器反应时间常数仿真方法，按照如下步骤：

(1)在水轮机静止状态情况下，将调速器调节参数设置如下：比例增益系数K_P、微分增益系数K_D置为0，积分增益系数K_I置为1或其它整数，永态转差系数b_p设为0，人工频率死区设置为E_f＝0.0Hz；

(2)在调速器自动方式下，施加其绝对值逐次增加的正负阶跃频率扰动信号(直到调速器主接力器开启和关闭方向上的速度达到最大)，调速器主接力器将匀速开启或关闭，同时主配压阀从中间位置移动至开启或关闭方向的位置，即主接力器速度与主配压阀的位置是一一对应的，记录试验过程中微机调节器输出y_PID、调速器主接力器行程Y、主配压阀行程S；

(3)根据上述步骤(1)和步骤(2)得到的数据，计算方法一：计算试验过程中调速器主接力器相对速度dy/dt，其中主接力器相对行程y＝Y/Y_max，以试验中得到数据(y_PID-y)为横坐标，以dy/dt为纵坐标，绘制曲线，对曲线进行一元线性拟合得到直线方程y₁＝a₁x₁+b₁，其中a₁为直线方程斜率，b₁为直线方程截距，计算主接力器反应时间常数T_y＝1/a₁。