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水輪機調速器及機組輔助設備仿真試驗儀

時間：2022-11-06

中試控股技術研究院魯工為您講解：水輪機調速器及機組輔助設備仿真試驗儀

ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統

ZSTG2000水輪機調速器仿真測試儀，別名：水輪機調速系統仿真測試儀。英文名（Hydraulic Turbinegovernor Simulationtester）是中試控股針對于水力發電調速系統、水力發電自動準同期系統特性檢測與華中科技大學聯合開發的一種綜合性測試平臺，儀器可以完成水輪機調速系統的空載擺動、空載擾動、甩負荷、不動時間，調速器靜特性，接力器開關規律、仿真開/關機支持，頻率死區測量、負荷響應試驗和跟蹤電網一次調頻等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，ZSTG2000水輪機調速器仿真測試儀還可以做通用錄波器和頻率發生器使用，并且系統采樣頻率可以達到4KHZ，這大大拓寬了儀器的使用范疇，增強了儀器的靈活性。
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統內部集成了5種不同類型的水輪機組模型，儀器可以執行這些模型的仿真功能，使之與調速器構成閉環系統，使調速器在沒有與真實機組連接的情況下也可以很方便的完成動態檢測。
水輪機調速器是水輪發電機組非常重要的輔助控制設備之一。它的運行品質的好壞直接決定了機組的安全和穩定運行。降低水輪機調速器的故障率是提高機組運行可靠性的最行之有效的手段。

始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

1.1 ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統簡介
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統是湖北中中試針對于水力發電調速系統、水力發電自動準同期系統特性檢測而開發的一種綜合性測試平臺，中試控股儀器可以完成水輪機調速系統的空載擺動、空載擾動、甩負荷、不動時間，調速器靜特性，接力器開關規律、仿真開/關機支持，頻率死區測量、負荷響應試驗和跟蹤電網一次調頻等試驗項目,自動生成各種類型的試驗報告，ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統還可以做通用錄波器和頻率發生器使用，并且系統采樣頻率可以達到4KHZ，這大大拓寬了儀器的使用范疇，增強了儀器的靈活性。
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統內部集成了5種不同類型的水輪機組模型，中試控股儀器可以執行這些模型的仿真功能，使之與調速器構成閉環系統，使調速器在沒有與真實機組連接的情況下也可以很方便的完成動態檢測。
1.2ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統特性和技術參數
1.2.1 軟件系統
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統具有功能強大的軟件系統，在保證儀器能夠方便完成各種試驗的同時，大大提高了儀器的靈活性和通用性。儀器的軟件系統的主要特性可概括如下：
1儀器能夠自動生成WORD試驗報告，Excel試驗報告
2 試驗報告對曲線進行自動標識，使試驗報告制作完全自動化
3 所有采樣通道的名稱和單位都可以重新定義
4 各種試驗的試驗環境設置和儀器設置自動保存
5 內置混流式，軸流轉漿式，沖擊式，貫流式和非線性5種機組模型，滿足不同類型調速器的仿真支持
6 自動計算各種試驗的試驗參數
7 簡單方便的通道濾定方式
8 中試控股使用U盤或移動硬盤等存儲設備方便的導出試驗數據
9 實時繪制試驗曲線，并且提高多種曲線分析工具，使用戶可以對曲線進行任意縮放和定位操作
10 Windows XPE操作系統，可以實現軟件系統自我保護與恢復，防止病毒攻入與侵蝕
11 采用防抖動處理，避免用戶錯誤操作
12 對輸入信號進行實時監測，及時自動切除超過量程范圍的輸入信號，保護信號采集通道和儀器
1.2.1 ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統硬件系統
ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統硬件系統特性和技術參數如下：
1> 8路低電壓／電流模擬量采集，電壓和電流可以任意轉換，電壓輸入范圍-10V~10V，電流輸入范圍-20mA~20mA，10%~100%滿量程采樣誤差小于0.2%
2> 2路頻率測量通道，45HZ~55HZ范圍，頻率分辨率為0.001HZ，測量誤差小于0.001HZ，測頻電壓輸入范圍0.5V~110V
3> 2路無源節點開關量測量通道
4> 2路有源節點開關量測量通道，開關信號輸入電壓范圍12V~220V
5> 8路模擬量采集通道采用隔離采集方式，并且通道和通道之間也相互隔離
6> 2路有源節點開關量測量通道，開關信號輸入電壓范圍12V~220V
7> 1路4-20mA模擬量輸出通道,輸出誤差0.2%
8> 1路頻率輸出通道，頻率分辨率為0.001HZ，45Hz-55Hz范圍內輸出誤差0.001HZ，輸出電壓幅值AC12V
8> 觸摸屏方式實現人機交互
9> 中試控股儀器自帶8G數據存儲空間
10> 12.1寸大彩屏顯示

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圖4.4 不動時間試驗參數設置
試驗連線：
1> 連接機組頻率信號至測試儀“機組頻率”測量端子
2> 連接導葉接力器行程信號至測試儀“導葉行程輸入”測量端子
3> 通過儀器所帶附件5A電流傳感器將定子電流信號引至儀器“備用通道”測量端子
試驗操作：試驗連線完成后，使調速器運行于帶25%負荷并列工況，點擊軟件主界面不動時間試驗出現試驗參數設置對話框如圖4.4所示，設定采樣頻率和最長記錄時間。如果試驗過程中記錄達到了最長記錄時間或用戶點擊了停止試驗，則試驗會停止，儀器檢測到定子電流消失后，間隔一定時間后，試驗也會被自動停止，試驗完成后，軟件自動計算不動時間。
不動時間試驗完成后儀器自動計算不動時間，最大頻率，波動次數和穩定時間等參數。
4.5 頻率死區測量
試驗原理與目的：測量調速器的頻率死區值，該頻率死區是調速器設定的頻率死區值和調速器固有測頻死區值之和。
試驗連線：
1> 將儀器的“仿真頻率輸出”端子連接至調速器機組頻率測量輸入
2> 連接調速器導葉接力器行程至測試儀“導葉行程輸入”測量端子
試驗操作：試驗連線完成后，調速器運行于并網穩定運行工況，點擊軟件主界面“頻率死區測量”，出現如圖4.5所示界面，設置頻率變化步長，初始頻率，間隔時間，機組穩態判定條件等參數，啟動試驗。儀器會依據所設定的參數自動改變輸出頻率值，當檢測到調速器接力器動作時，試驗會自動停止。其中工作方式是指頻率輸出波形的式樣。

圖4.5 頻率死區測量參數設置
4.6 負荷響應試驗
試驗原理與目的：調速系統處于并網穩態運行時，在調速器的測頻信號上施加一個頻率擾動信號，并且使擾動后的頻差值大于調速器設定的頻率死區，檢查調速器是否正常啟動一次調頻功能，以及一次調頻過程中的目標功率，功率調節量，90%負荷響應時間，5%目標功率偏差時間，穩定時間等參數，調速器EP值和功率響應時間。

圖4.6負荷響應試驗參數設置
試驗連線：
1> 連接測機組頻率信號至測試儀調速器“機組頻率”測量端子
2> 連接測試儀頻率輸出信號至調速器“機組頻率”測量端子
3> 連接機組功率變送器至測試儀“機組功率輸入”測量端子
試驗操作：試驗連線完成后，調速器運行于并網穩定運行工況，點擊軟件主界面“負荷響應試驗”出現如圖4.6所示界面，設置測頻死區，擾動后頻率以及起擾時間，機組額定功率，穩態判定條件等參數，然后啟動試驗，試驗完成后儀器會自動計算起始功率，目標功率，90%功率響應時間，5%目標功率偏差時間，功率響應滯后時間，調速器實測EP值。負荷調整量等參數。
在沒有進行任何試驗時，ZSTG2000水輪機調速器和機組同期綜合仿真測試系統的頻率輸出是跟隨儀器的測頻通道測量值，因此可以在不進行任何試驗的情況下，將儀器連接至調速系統，完成系統開機，運行和帶負荷的過程，啟動負荷響應試驗后，儀器首先將頻率輸出變成50Hz，然后經過一段時間后輸出頻率變成擾后頻率，此功能可以大大的簡化一次調頻試驗的接線與操作。
4.7 跟蹤電網一次調頻試驗
試驗原理與目的：跟蹤電網一次調頻的原理與目的與負荷響應試驗一致，跟蹤電網一次調頻是在實際運行的電網中人為調高電網頻率，以檢查在此過程中，網內機組的一次調頻性能。
試驗連線：
1> 連接測試儀機組頻率信號至調速器“機組頻率”測量端子
2> 連接導葉接力器行程信號至測試儀“導葉行程輸入”測量端子
3> 連接機組功率變送器至測試儀“機組功率輸入”測量端子
試驗操作：試驗連線完成后，調速器并網穩定運行，點擊軟件主界面跟蹤電網一次調頻試驗，設置采集時間，采樣頻率等參數，儀器自動記錄一次調頻試驗過程，并依據所記錄的數據自動計算試驗結果參數，跟蹤電網一次調頻試驗的參數和負荷響應試驗的結果參數相同，跟蹤電網一次調頻試驗的各參數和負荷響應試驗是一致的。
4.8靜特性試驗
試驗原理與目的：通過記錄調速器在一定頻差值下所對應接力器行程，得到調速器的全開和全關靜態特性曲線，檢查調速器的非線性度和固有頻率死區，以及調速器設定的BP值是否和測量所得一致。
試驗連線：
1> 將儀器的“仿真頻率輸出”端子連接至調速器機組頻率測量輸入
2> 連接調速器導葉接力器行程至測試儀“導葉行程輸入”測量端子
3> 若有漿葉接力器，則連接漿葉接力器行程信號至“漿葉行程輸入”測量端子
試驗操作：使調速器運行于并網工況，點擊軟件主界面“靜特性”試驗選項出現如圖4.7所所示界面，設置頻率變化步長，間隔時間等參數，然后啟動試驗。儀器自動記錄頻差穩態值和行程的對應關系，繪制靜特性曲線，并計算非線性度，固有頻率死區和BP實測值等參數。