本书主要介绍了现代水轮机调速器的结构原理、设备组成和设计,以及系统调试和现场运维等知识要点。本书的重点是立足于调速器的现场实际应用,从水轮机调速器的特点和应用出发,进行分析和总结。结合近十年水轮机调速器设计制造和调试维护的经验,表述了现代水轮机调速器这一重要专业和产品的特点。
近20年来,我国的水电建设突飞猛进,总装机容量和单机规模都呈现□□□□的指数式增长。这期间铸就了很多伟大工程,大中型水电站如雨后春笋般蓬勃而起,也产生了很多新设备和新技术。尤其中国的机电技术、机电装备,完全走在了世界前列。本书在这个背景下,着眼于实际工程应用、实际设备投运和实用运维方法这一角度,以水轮机调速器的原理、设计、调试和维护为轴线,总结了水电站水轮机调速器这一专业和设备的新技术、新设备、新方法。
本书的主要内容如下:第一章介绍了现代水轮机调速器的基本原理和基本任务,以及调速器的结构和组成。鉴于此知识广见于同类书籍之中,多为概括。从调速器的定义和系统完整性出发,针对非专业背景人员,特突出了控制对象水轮机的内容。第二章为水轮机调速器电气控制系统,此部分为调速器的“大脑”,集中了采集、计算、逻辑等核心部分,包含PID控制模型、控制器的设备和软件结构、编程语言;电气部分,还介绍了电气反馈元件以及调速器的控制流程。第三章为水轮机调速器液压系统,此与第二章呼应,为调速器的执行部分。本章有别于其他行业书籍,是从调速器实用的专业培养和技术掌握的角度,大篇幅地介绍了液压元件、液压辅件和高油压系统,比如各类型的液压阀、蓄能、过滤系统、阀门等。此为同类书籍所少见。本章还对油压装置、主配压阀、事故配压阀、分段关闭装置等工程实用设备进行了介绍。第四章为水轮机调速器设计,具体包括主配压阀和事故配压阀设计计算,电气控制系统原理和配置设计,以及系统的电气和液压接口设计。第五章为水轮机调速器调试和试验,为本书的重点内容之一,此部分为行业少见,详细介绍了目前设备出厂测试、现场投运调整和试验以及涉网试验方法。第六章为水轮机调速器常见故障及维护,故障分为电气、机械和系统三个部分,维护方面也从□部和全□两个方面做了翔实论述。文末还就调速器智能化和新技术进行一定的展望。
本书不同于常见的一般的水轮机调速器专著,主要有以下几个特点:
(1)本书较少地收录专业的艰深晦涩的理论和公式,因为这些其他书籍已有,不必重复赘述。主要以实用和技术人员培训的角度,采用通俗易懂的语言,深入浅出地进行说明。
(2)本书涉及的故障均从电厂实际发生,非空想杜撰,摭拾了十余年的案例,十分不易。部分典型故障,为了便于说明,是以整个故障的案例排查过程为专题介绍呈现的。涉及的电厂名字均以拼音缩写出现。
(3)为了启发思考,书中涉及同类知识点的,做了一定的引申发散,以启迪知识的创造性应用和思考。
就职于中国电建集团华东勘测设计研究院,主要从事水力机械、计算流体力学方面的设计、研究及项目管理工作。,陈小翠,河海大学硕士导师。从事水轮机转轮叶片的材料损伤与断裂特性、水轮机自动控制与过度过程等方面的研究工作。
前言
第一章 现代水轮机调速器导论
第一节 调速器的概念及原理
第二节 调速器结构和组成
第三节 调速器分类和新技术发展
第四节 水轮机调速器静态和动态特性
第二章 水轮机调速器电气控制系统
第一节 调速器PID控制模型
第二节 调速器控制器结构
第三节 电气反馈单元
第四节 调速器控制流程
第三章 水轮机调速器液压系统
第一节 液压元件原理及应用
第二节 油压装置及其控制系统
第三节 高油压液压系统
第四节 调速器主配压阀
第五节 事故配压阀和重锤关机阀
第六节 分段关闭装置
第七节 液压辅助系统
第四章 水轮机调速器设计
第一节 主配压阀、事故配压阀设计计算
第二节 油压装置及其附件设计计算
第三节 调速器电气原理设计
第四节 电气控制外部接口设计
第五章 水轮机调速器调试和试验
第一节 调速器厂内检验和调试
第二节 调速器现场投运
第三节 涉网试验
第四节 调速器质量与安全
第六章 水轮机调速器常见故障及维护
第一节 电气常见故障及处理
第二节 机械常见故障及处理
第三节 系统性故障及处理
第四节 调速器液压系统维护
附录 水轮机调速器智能化展望
参考文献