調(diào)速器在水輪發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用

韓青峰

摘 要：為了能夠更好的利用水輪發(fā)電機(jī)組，解決由于外在因素而造成的不理想狀態(tài)，需要對(duì)調(diào)速器在水輪發(fā)電機(jī)組中的作用進(jìn)行分析，從而避免在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生問(wèn)題。本文將從水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的作用、水輪機(jī)調(diào)速器的工作原理以及多項(xiàng)式工程法在水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速器中的作用三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行闡釋。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)；調(diào)速器；多項(xiàng)式工程法；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

由于水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速器在工作中會(huì)受到很多外界因素的影響，由于這些因素的存在而導(dǎo)致原有調(diào)速器的參數(shù)發(fā)生改變，從而會(huì)影響到調(diào)速器的運(yùn)行效能，最終也會(huì)影響整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)的工作效率。要想提高水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效果，只有分析和調(diào)整調(diào)速器在整個(gè)發(fā)電機(jī)組中的作用和效果才能夠從根本上來(lái)改善發(fā)電機(jī)組的效用，同時(shí)，將多項(xiàng)式工程法這種方式應(yīng)用到調(diào)速器的運(yùn)行工作之中，這對(duì)于提高整個(gè)調(diào)速器抵抗外界干擾的功能以及水輪發(fā)電機(jī)組的功率是非常明顯的，而且這種方式能夠有效的調(diào)高整個(gè)水電站的供電的質(zhì)量。

2水輪發(fā)電機(jī)組中調(diào)速器的作用

就我國(guó)的現(xiàn)有情況來(lái)說(shuō)，從各種資源條件的對(duì)比中，大力建設(shè)水電站是最為明智的選擇，可以說(shuō)，水電站的建設(shè)在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中作出了非常重要的貢獻(xiàn)。水電站的電能供應(yīng)不僅能夠保證人們的日常電量的供應(yīng)，同時(shí)還是一種非常清潔的能源，這對(duì)于日益嚴(yán)重的環(huán)境污染的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一種明智之舉。而水電站的要想實(shí)現(xiàn)自身的正常運(yùn)轉(zhuǎn)就不能離開(kāi)水輪發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)是水電站發(fā)電的核心部分，在水電站提供電量時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行對(duì)其電壓和頻率都有著非常重要的影響。

但是，在水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候也需要進(jìn)行一定的有效控制，否則就有可能會(huì)出現(xiàn)由于水輪機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快而出現(xiàn)機(jī)組飛逸的情況，這種狀況對(duì)于水電站來(lái)說(shuō)無(wú)疑是重大的打擊。而一些水電站為了能夠有效的控制水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)安裝了一定的保護(hù)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)在水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快的情況下對(duì)其實(shí)現(xiàn)停機(jī)保護(hù)操作。在這種情況之下，水輪發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行，水電站的電量供應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)供電的不穩(wěn)定，這也會(huì)給水電站造成一定的負(fù)面的效應(yīng)。同時(shí)水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中受到水流的速度和大小的影響，因此，水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和水流的速度是有直接的關(guān)系的，當(dāng)進(jìn)水的速度出現(xiàn)了增快的情況之時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)相應(yīng)的提高，如果轉(zhuǎn)速過(guò)快就會(huì)導(dǎo)致保護(hù)系統(tǒng)的啟動(dòng)，這又需要一定的人員對(duì)進(jìn)水閘來(lái)進(jìn)行調(diào)整，水電站才能夠重新投入使用，這種情況也是會(huì)影響水電站的電量供應(yīng)的穩(wěn)定性的。

3水輪機(jī)調(diào)速器的工作原理

水輪機(jī)調(diào)速器的最大的作用便是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其運(yùn)行轉(zhuǎn)速能夠控制在有效的轉(zhuǎn)速之中，從而能確保水電站的供電的穩(wěn)定情況。水輪發(fā)電機(jī)內(nèi)機(jī)組的電磁極對(duì)數(shù)以及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了水輪發(fā)電機(jī)的電流輸出頻率，在水輪發(fā)電機(jī)中，電磁極的對(duì)數(shù)是一定的，只有有效的控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速才能夠保證水電站的供電的輸出電流頻率是穩(wěn)定的。而由水的密度、運(yùn)行時(shí)的過(guò)水流量以及水輪機(jī)的功效幾方面因素共同影響下的水輪機(jī)的主力矩是影響水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的主要因素，所以，要想調(diào)節(jié)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速就需要改變水輪機(jī)的主力矩，而調(diào)節(jié)水輪機(jī)的主力矩的最好的辦法就是控制發(fā)電機(jī)的過(guò)水的流量。

因此，水輪發(fā)電機(jī)的調(diào)速器的主要作用就是調(diào)節(jié)水輪機(jī)和其配套的引水系統(tǒng)，以通過(guò)改變進(jìn)水的流量來(lái)調(diào)整發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速問(wèn)題。調(diào)速器還可以和計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的更好的控制，這樣不僅能夠保證水輪發(fā)電機(jī)的進(jìn)水水流速度，維持發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)還能夠保證發(fā)電機(jī)的安全性。

先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)運(yùn)用到了調(diào)速器中，這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得我國(guó)水電站的水平得到了大幅度的提升。并且在這項(xiàng)技術(shù)中，調(diào)速器可以和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接使用，通過(guò)遠(yuǎn)程的操作就能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，真正實(shí)現(xiàn)了智能化的發(fā)展?？傊?，提高調(diào)速器在水輪發(fā)電機(jī)中的調(diào)節(jié)作用，能夠更加完善的保障水電站的供電質(zhì)量。

4多項(xiàng)式方程方法在調(diào)速器中的應(yīng)用

水輪發(fā)電機(jī)中的調(diào)速器是利用對(duì)進(jìn)水水流的控制來(lái)調(diào)整水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，這樣就能夠使得水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在正常的水平，同時(shí)還能夠保證水輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定，這樣就能夠更好的保證水電站電量供應(yīng)的穩(wěn)定性。由于水流在流動(dòng)過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些慣性，這種慣性會(huì)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的各個(gè)環(huán)節(jié)和配置上造成參數(shù)的變化，而且這些參數(shù)會(huì)隨著電力系統(tǒng)的負(fù)荷的不同而出現(xiàn)相應(yīng)的改變，這樣又增加了調(diào)速器的對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制造成了一定的困難。所以，要想解決這些問(wèn)題，在設(shè)計(jì)調(diào)速器之時(shí)，就必須要在數(shù)字控制模塊中將可能出現(xiàn)的多種干擾情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，這樣才能夠保證調(diào)速器在使用過(guò)程中即使出現(xiàn)多種狀況也能夠正常的運(yùn)行，這對(duì)保證水輪發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。

首先，要使用傳統(tǒng)的方法對(duì)水輪發(fā)電機(jī)中的調(diào)速器的各種工作情況進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以得出整個(gè)過(guò)程中的相關(guān)的參數(shù)以及調(diào)節(jié)辦法；其次利用多項(xiàng)式方程法多調(diào)速器可能產(chǎn)生的運(yùn)行情況進(jìn)行假設(shè)模擬，將所得的結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)次結(jié)果存在一定的問(wèn)題，那么便該放棄此種結(jié)果；最后，將有意義的方程解析式運(yùn)用到水輪發(fā)電機(jī)的模擬實(shí)驗(yàn)中，將所得的結(jié)果與傳統(tǒng)的控制方法進(jìn)行比較得出，多項(xiàng)式方程法的調(diào)速器具有將強(qiáng)的抗外界干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)本身的工作能力。多項(xiàng)式方程法在調(diào)速器中應(yīng)用不僅吸收了傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又增加了數(shù)值的分析以及輸出的環(huán)節(jié)，減弱了由于各種因素造成的系統(tǒng)參數(shù)的變化對(duì)于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，增強(qiáng)了調(diào)速器的抗干擾的能力，有效保證了發(fā)電站的電量供應(yīng)的穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

水力發(fā)電是目前來(lái)說(shuō)最符合我國(guó)的國(guó)情也最為清潔的一種方式，不僅合理的利用了水流勢(shì)能，并且還有效減緩了我國(guó)的能源壓力，重視水力發(fā)電，保證供電質(zhì)量是我國(guó)水力發(fā)電的重要環(huán)節(jié)。

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