本實用新型涉及水力發(fā)電廠一次調(diào)頻測試技術(shù)，特別涉及一種水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗裝置。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的提高，電網(wǎng)對水力發(fā)電機組一次調(diào)頻功能要求越來越高，對水力發(fā)電機組一次調(diào)頻的測試精度有更高要求。水力發(fā)電廠水輪機調(diào)速器為可編程水輪機調(diào)速器，當(dāng)前因為缺少水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗導(dǎo)則，一次調(diào)頻試驗一直未能規(guī)范測試。為了分析水力發(fā)電機組一次調(diào)頻動態(tài)響應(yīng)過程，驗證機組調(diào)速器系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能完好性、在所設(shè)定調(diào)頻參數(shù)及現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)條件下的一次調(diào)頻能力，由于可編程調(diào)速器不具備頻率信號的模擬功能，用頻率信號發(fā)生器模擬電網(wǎng)頻差，因此，針對水力發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的特點，需要提出對水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗的有效方法的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗裝置，通過使用一個頻率信號發(fā)生器模擬電網(wǎng)頻率，以及使用一個液壓隨動系統(tǒng)來驅(qū)動對誰輪機組水動驅(qū)動開度的調(diào)整來實現(xiàn)水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗?zāi)康摹?/p>

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案是：

一種水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗裝置，包括與水力發(fā)電機組連接的一次調(diào)頻控制回路，一次調(diào)頻控制回路的信號輸入連接水力發(fā)電機組的電力輸出，用于監(jiān)測水力發(fā)電機組電力輸出頻率，一次調(diào)頻控制回路的輸出用于控制水力發(fā)電機組的導(dǎo)葉開度進而調(diào)節(jié)水力發(fā)電機組的功率輸出，其中，所述一次調(diào)頻控制回路的信號輸入通過一個倒相開關(guān)連接一個頻率信號發(fā)生器，當(dāng)需要對水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗時，將倒相開關(guān)斷開與水力發(fā)電機組的電力輸出的連接而連接頻率信號發(fā)生器，所述一次調(diào)頻控制回路的輸出連接一個數(shù)據(jù)分析采集儀，所述數(shù)據(jù)分析采集儀用于監(jiān)測一次調(diào)頻控制回路輸出的導(dǎo)葉開度狀態(tài)。

方案進一步是：所述一次調(diào)頻控制回路包括PID調(diào)節(jié)控制器和液壓隨動控制系統(tǒng)，PID調(diào)節(jié)控制器設(shè)置有一個50赫茲標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器，PID調(diào)節(jié)控制器將50赫茲標(biāo)準(zhǔn)信號與接收的頻率信號發(fā)生器發(fā)出的頻率比較產(chǎn)生的誤差信號轉(zhuǎn)換為導(dǎo)葉開度調(diào)節(jié)信號傳送給液壓隨動控制系統(tǒng)，液壓隨動控制系統(tǒng)直接驅(qū)動控制導(dǎo)葉開度。

方案進一步是：所述切換開關(guān)是電控開關(guān)，在啟動切換開關(guān)與電網(wǎng)頻率變送器輸出閉合的控制回路中設(shè)置有互鎖開關(guān)，當(dāng)切換開關(guān)與頻率信號發(fā)生器接通時，互鎖開關(guān)斷開防止切換開關(guān)與電網(wǎng)頻率變送器連接。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過用頻率信號發(fā)生器模擬電網(wǎng)頻率，對測頻通道進行檢查，對測量通道進行精度測試，同時可以為試驗提供精確的、可連續(xù)改變的頻差信號。通過測量導(dǎo)葉的實際開度來檢查永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)誤差以及導(dǎo)葉動作方向的正確性。使水電機組一次調(diào)頻試驗可以成功的實現(xiàn)，解決了過去水電機組一次調(diào)頻無法進行精確定量測試的問題；解決了水力發(fā)電機組一次調(diào)頻缺乏行之有效的試驗方法的問題。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作一詳細描述。

附圖說明

圖1 為實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

一種水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗裝置，如圖1所示，包括與水力發(fā)電機組1連接的一次調(diào)頻控制回路2，一次調(diào)頻控制回路的信號輸入連接一個電網(wǎng)頻率變送器3，電網(wǎng)頻率變送器經(jīng)電力輸出變電站4連接水力發(fā)電機組1，用于監(jiān)測水力發(fā)電機組電力輸出頻率，一次調(diào)頻控制回路的輸出用于控制水力發(fā)電機組的水輪機導(dǎo)葉5的開度進而調(diào)節(jié)水力發(fā)電機組的功率輸出，其中，所述一次調(diào)頻控制回路的信號輸入通過一個切換開關(guān)6連接一個頻率信號發(fā)生器7，當(dāng)需要對水力發(fā)電機組一次調(diào)頻試驗時，將切換開關(guān)斷開與水力發(fā)電機組的電力輸出的連接而連接頻率信號發(fā)生器，所述一次調(diào)頻控制回路的輸出連接一個數(shù)據(jù)分析采集儀8，所述數(shù)據(jù)分析采集儀用于監(jiān)測一次調(diào)頻控制回路輸出的導(dǎo)葉開度狀態(tài)。

實施例中：所述一次調(diào)頻控制回路包括PID調(diào)節(jié)控制器201和液壓隨動控制系統(tǒng)202，PID調(diào)節(jié)控制器設(shè)置有一個50赫茲標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器，PID調(diào)節(jié)控制器將50赫茲標(biāo)準(zhǔn)信號與接收的頻率信號發(fā)生器發(fā)出的頻率比較產(chǎn)生的誤差信號轉(zhuǎn)換為導(dǎo)葉開度調(diào)節(jié)信號傳送給液壓隨動控制系統(tǒng)，液壓隨動控制系統(tǒng)直接驅(qū)動控制導(dǎo)葉開度。

實施例中：所述切換開關(guān)是電控開關(guān)，為了安全操作，在啟動切換開關(guān)與電網(wǎng)頻率變送器輸出閉合的控制回路中設(shè)置有互鎖開關(guān)，當(dāng)切換開關(guān)與頻率信號發(fā)生器接通時，互鎖開關(guān)斷開防止切換開關(guān)與電網(wǎng)頻率變送器連接。

水力發(fā)電機組一次調(diào)頻功能過去是通過可編程水輪機調(diào)速器來實現(xiàn)，由于可編程調(diào)速器不具備頻率信號的模擬功能，在本實施例中：用頻率信號發(fā)生器模擬電網(wǎng)頻率，對測頻通道進行檢查，可以精確的對測量通道進行精度測試，同時可以為試驗提供精確的、可連續(xù)改變的頻差信號，滿足一次調(diào)頻試驗的基本要求。

調(diào)速器（導(dǎo)葉4的調(diào)節(jié)器，是本實施例的一次調(diào)頻控制回路）的永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)是一次調(diào)頻的關(guān)鍵參數(shù)，調(diào)頻性能與其直接相關(guān)。試驗中用頻率信號發(fā)生器模擬電網(wǎng)頻差，對測頻通道進行檢查，記錄測試數(shù)據(jù)并檢查誤差是否滿足規(guī)定要求；調(diào)速器的永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)測試，用頻率信號發(fā)生器模擬電網(wǎng)頻差，從額定參數(shù)（50Hz）分別向增大和減小方向變化，通過導(dǎo)葉的實際開關(guān)來檢查永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)誤差以及導(dǎo)葉動作方向的正確性。記錄測試數(shù)據(jù)并檢查誤差是否滿足規(guī)定要求。本實用新型通過頻率信號發(fā)生器（現(xiàn)場綜合過程校驗儀FLUKE744）模擬電網(wǎng)頻差，使用Dimension 4i數(shù)據(jù)采集器來測量調(diào)速器的永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)以及導(dǎo)葉動作方向的正確性，使水電機組一次調(diào)頻試驗可以成功的實現(xiàn)。

實施例中：通過聯(lián)動試驗確認機組調(diào)速器與監(jiān)控系統(tǒng)間“一次調(diào)頻投入”和“一次調(diào)頻動作”信號傳輸準(zhǔn)確，畫面顯示無誤。

實施例中：通過聯(lián)動試驗確認機組監(jiān)控系統(tǒng)送至省調(diào)的“一次調(diào)頻投入” 信號傳輸準(zhǔn)確。

實施例中：在調(diào)速器人機界面上應(yīng)具備以下功能：

（1） 調(diào)速器根據(jù)設(shè)定的一次調(diào)頻死區(qū)，可辨識一次調(diào)頻啟動范圍（50Hz±△f），自動由“負載功率調(diào)節(jié)”或“負載開度調(diào)節(jié)”切換至“負載一次調(diào)頻調(diào)節(jié)”；

（2）“一次調(diào)頻投入”功能投退操作正常；

（3） 一次調(diào)頻的永態(tài)轉(zhuǎn)差率精度bp、比例系數(shù)bt、積分時間Td、微分時間Tn可正常設(shè)定；

（4） 一次調(diào)頻的調(diào)整幅度限制定值（導(dǎo)葉開度限制）可正常設(shè)定；

（5）“一次調(diào)頻動作”信號采集、記錄正確。

實施例中：依據(jù)有關(guān)規(guī)范，將機組一次調(diào)頻死區(qū)設(shè)置為±0.05Hz；機組永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp設(shè)置為4%。除了調(diào)速系統(tǒng)軟件內(nèi)部設(shè)置的人工死區(qū)外，調(diào)速系統(tǒng)的電液轉(zhuǎn)換機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)均會存在一定的不靈敏區(qū)（轉(zhuǎn)速死區(qū)），通過此試驗測試機組調(diào)速系統(tǒng)遲緩率。

一次調(diào)頻靜態(tài)模擬試驗?zāi)康氖牵海?）測試機組頻率精度；（2）測試機組永態(tài)轉(zhuǎn)差率精度；（3）檢查頻差出現(xiàn)后導(dǎo)葉的動作方向是否正確。

調(diào)速系統(tǒng)靈敏度試驗?zāi)康氖牵撼苏{(diào)速系統(tǒng)軟件內(nèi)部設(shè)置的人工死區(qū)外，調(diào)速系統(tǒng)的電液轉(zhuǎn)換機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)均會存在一定的不靈敏區(qū)（轉(zhuǎn)速死區(qū)），通過此試驗測試機組調(diào)速系統(tǒng)遲緩率。

不投功率閉環(huán)和AGC控制時的頻差擾動試驗?zāi)康氖牵涸诒O(jiān)控系統(tǒng)退出功率閉環(huán)控制且監(jiān)控系統(tǒng)側(cè)沒有手動負荷調(diào)整時，監(jiān)控系統(tǒng)對調(diào)速系統(tǒng)不進行干預(yù)調(diào)整，此時如果電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏差需要調(diào)頻時，調(diào)頻功能由調(diào)速器獨立實現(xiàn)。此試驗主要檢查調(diào)速器調(diào)頻的響應(yīng)速度、響應(yīng)幅度、穩(wěn)定時間和穩(wěn)態(tài)值是否滿足要求，同時檢查調(diào)速器和監(jiān)控系統(tǒng)的控制作用是否協(xié)調(diào)。

投功率閉環(huán)時的頻差擾動試驗?zāi)康氖牵喝绻麢C組一次調(diào)頻動作，監(jiān)控系統(tǒng)中調(diào)頻需求量應(yīng)該正確疊加以改變機組出力，不能因為功率自動回路的投入，又將機組實發(fā)功率回調(diào)至機組設(shè)定功率（調(diào)頻作用被抵消）。此試驗主要考察調(diào)速系統(tǒng)調(diào)頻功能與監(jiān)控系統(tǒng)中的功率調(diào)節(jié)功能是否協(xié)調(diào)，同時也考察此方式下機組的一次調(diào)頻動態(tài)響應(yīng)情況是否滿足要求。

投功率閉環(huán)和AGC控制時的頻差擾動試驗?zāi)康氖牵簷C組投入AGC控制，機組應(yīng)該正確響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化進行一次調(diào)頻，正確改變機組出力，不能因為AGC回路的投入將機組功率回調(diào)到AGC給定功率。此試驗主要考察試驗機組投入AGC控制時調(diào)速系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能和監(jiān)控系統(tǒng)中的AGC功能是否協(xié)調(diào)。