[发明专利]水电机组调速器接力器不动作时间仿真测试系统及方法

权利要求书

1.一种水电机组调速器接力器不动作时间仿真测试系统，它包括：动态仿真测试机，其特征在于：动态仿真测试机与数据采集设备连接；数据采集设备的信号模拟量输入端口AI1与调速器的导叶开度传感器输出端连接；数据采集设备的数字信号输出端口DO1与调速器的断路器信号端口连接；数据采集设备的频率脉冲信号仿真数据端口Ct1与调速器的机频端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种水电机组调速器接力器不动作时间仿真测试系统，其特征在于：所述数据采集设备为美国NI公司的USB-6343数据采集模块。

3.如权利要求1所述的一种水电机组调速器接力器不动作时间仿真测试系统的测试方法，它包括：

步骤1、开始试验前，使机组处于停机状态，关闭水轮机进水蝴蝶阀或者闸门；蜗壳排水至无水压或与尾水平压；打开调速器操作油源，拔出主接力器锁锭；拆除调速器机频的PT信号线接入Ct1端口的信号；拆除调速器发电机断路器信号线接入DO1端口模拟的发电机出口的断路器信号；

步骤2、开始试验时，Ct1端口给调速器发送50Hz的脉冲信号，DO1端口发送模拟断路器信号闭合；操作调速器进行增加导叶开度，将导叶开度开到25％负荷开度，准备进行不动作时间测试试验；

步骤3、试验准备就绪后，通过在动态仿真测试机界面电机开始试验进行试验过程，试验初期，模拟机组并网状态，Ct1端口给调速器发送50Hz的脉冲频率信号，同时DO1端口发送模拟断路器信号闭合，此时调速器认为机组在并网发电状态下；

步骤4、操作调速器增加导叶开度，将导叶开度开到25％负荷的开度，进行模拟甩25％负荷试验。

4.根据权利要求3所述的一种水电机组调速器接力器不动作时间仿真测试系统的测试方法，其特征在于：所述模拟机组并网时水轮机的主力矩M_t与发电机负载力矩M_g之间是动态平衡的，根据动力学原理，建立运动方程：

机组转速不变，则系统模拟脉冲为默认并网的50Hz；式中J为机组转动部分的转动惯量，ω为机组角速度，转速与频率关系为f(t_i)＝P·ω(t_i)/60，P为磁极对数。

5.根据权利要求3所述的一种水电机组调速器接力器不动作时间仿真测试系统的测试方法，其特征在于：模拟甩25％负荷试验的方法为：

模拟甩负荷时，系统动态仿真测试机发出甩负荷指令，通过通讯端口传入数据采集设备，采集设备的DO1端口发送模拟断路器信号断开，此时发电机负载力矩M_g＝0，动态仿真测试机建立运动方程：

断路器模拟断开后，动态仿真测试机计算求得机组转速上升，则通过通讯模块下发给采集设备，采集设备通过晶振模块及计数器模块的配合，在Ct1端口发出的模拟脉冲频率增大；

式中水轮机的主力矩M_t与导叶开度成比例关系，开度越大则水轮机主力矩越大，仿真系统简化表达为M_t＝F(y(t_i)-y_k)，y_k为空载开度；

整个模拟过程中，动态仿真测试机记录整个过程的导叶开度y(t_i)，记录断路器模拟断开时间，记录整个过程机组模拟频率脉冲信号f(t_i)；

动态仿真测试机计算在机组模拟断路器断开后，机组转速上升超过转速死区时的时间t_o；计算机模拟信号超越转速死区后，调速器导叶开度信号首次动作时间t_d；

最后动态模拟系统测试测量的接力器不动作时间：t_q＝t_d-t_o。