[发明专利]水轮机电液调节系统转速死区的测试方法

说明书

一种水轮机电液调节系统转速死区的测试方法，步骤为：机组处于发电运行状态：将导叶开度信号、蜗壳水压信号和频率输出信号接入测试仪；通过测试仪发出AHz频率信号阶跃量；记录导叶开度变化曲线、频率变化信号和蜗壳水压信号；查找记录数据求得蜗壳水压变化前导叶开度Y1，蜗壳水压变化时刻导叶开度Y2；关方向导叶开度死区为Y关=Y2‑Y1；通过测试仪发出‑AHz频率信号阶跃量；记录导叶开度变化曲线、频率变化信号和蜗壳水压信号；查找记录数据求得蜗壳水压变化前导叶开度Y3，蜗壳水压变化时刻导叶开度Y4；开方向导叶开度死区为Y开=Y4‑Y3。本试验方法测量机组转速死区是在机组发电状态，不需要在停机无水工况测定转速死区，节约时间的同时增加发电效益。

技术领域

本发明属于水轮机转速死区测试技术领域，特别涉及一种水轮机电液调节系统转速死区的测试方法。

背景技术

随着数字化在水电领域推广，水轮机调速器多采用微机调速器模式。微机调速器精度高，运行速度快，可以快速响应频率变化引起的功率调整。水轮机调节系统的“转速死区”是指调节系统在额定转速附近对转速的不灵敏区。

水轮机调节系统的“转速死区”是评价调节系统性能的关键参数之一，“转速死区”越大水轮机控制系统性能越差。因此GB/9652.1《水轮机调速系统技术条件》要求对于大型调速器转速死区应小于等于0.02％。“转速死区”也导致水轮机控制系统成为非线性系统的因素之一，转速死区增加了控制系统复杂性，从而导致控制系统的准确性降低。在水轮机调速系统建模中“转速死区”是影响建模精度的主要参数之一，转速死区的大小直接影响导叶开度响应的大小，从而影响了功率变化量的大小。因此如何准确的测定转速死区是保证控制系统性能，提高仿真质量的重要技术措施。

目前，水轮机调速器转速死区主要通过静特性试验进行测试，通常安排在机组未充水时进行。如图1所示，静特性试验通过不断增加频率使得接力器向关方向运动，同时记录频率与接力器开度大小；等接力器完全关闭后，减少频率使得接力器向开方向运动，同时记录频率与接力器开度大小。

⑴.永态转差系数bp

⑵.转速死区ix

两条曲线间的纵向最大区间为转速死区，即找出同一接力器开度下最大的频率偏差。但由于试验数据上无同一开度下频率偏差△fmax，有同一频率下的最大的开度偏差△Ymax，通过关系式可得：

通过式(1)、式(2)求得转速死区。

现有转速死区测试技术只能在机组停机后，蜗壳、流道未充水的情况下进行试验，导致试验工况受限制，影响发电效益。现有转速死区测试是在无水状态下进行，不能真实反映机组充水运行后的转速死区。主要原因如图2所示，导叶开度在导叶接力器处测量，因而未考虑连杆拐臂处的死区、未考虑导叶水力矩特性(水流影响)，导致实际运行参数与未充水时参数不同，不能合理反映机组的运行状态，影响机组高效运行。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的水轮机电液调节系统转速死区的测试方法，本试验方法测量机组转速死区是在机组发电状态，不需要在停机无水工况测定转速死区，节约时间的同时增加发电效益。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：

一种水轮机电液调节系统转速死区的测试方法，步骤为：

步骤1，机组处于发电运行状态：在调速器控制柜引出导叶开度信号、蜗壳水压信号和接入频率输出信号；

步骤2，将导叶开度信号、蜗壳水压信号和频率输出信号接入测试仪；

步骤3，通过测试仪发出AHz频率信号阶跃量；

步骤4，记录导叶开度变化曲线、频率变化信号和蜗壳水压信号；