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?T? ?KPe(k?1)?KI?T?e(j)?KD?e(k?1)?e(k?2)?——②；○1—○2得：?TKD?e(k)?2e(k?1)?e(k?2)??T?u(k)?u(k)?u(k?1)?KP?e(k)?e(k?1)??KI?Te(k)?20．试分析微机调速器三种典型结构框图的特点，重点对机液随动系统加以说明。
数字量综合一级随动系统：导叶位置反馈信号y经A/D采样变为数字信号。在微机内与控制量yc进行综合。
电气量综合一级随动系统：位置反馈信号为接力器位移y,经位移传感器转换为电信号再与D/A送来的控制量yc进行电气量综合。
机械量综合二级随动系统：两个信号综合点：一级电液随动系统，机械液压随动系统。
机械液压随动系统：接力器的位置反馈信号y（机械位移信号），与电液或电机转换的输入信号y1进行机械量综合，其差值驱动接力器关小或开大，构成的随动系统。
21．试述调速器的三种闭环调节模式及其转换过程。
⑴．频率调节模式（转速调节模式）FM：适用于机组空载自动运行，单机带孤立
负荷或机组并入小电网运行，机组并入大电网作调节方式运行；
⑵．开度调节模式YM：是机组并入大电网时主要采用的一种调节模式，主要用于机组带基荷的运行工况。
⑶．功率调节模式PM：是机组并入大电网带基荷运行时，应优先采用的一种调节模式。
转换过程：○1机组开机后进入空载运行，调速器处于“FM”工作； 2.当发电机出口开关闭合时，机○
组并入电网工作，此时调速器可在任意一种模式下工作；
3当调速器在“PM”下工作时，若○
检测出机组功率反馈故障或是人工切换命令，切换至“YM”工作； 4当调速器处于“PM”或“YM”时，○
若电网偏离额定频率过大，且保持一 定时间，自动切换至“FM”工作；
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○5当调速器处于“PM”或“YM”下
换至“FM”工作，使机组运行于空载工况。
带负荷运行时，由于某种故障导致发电机出口开关跳闸，甩负荷，自动切
22．什么是开环开机和闭环开机？各有什么特点？
开环开机：当调速器接到开机命令后将导叶开度以一定速度开至启动开度yst，
保持这一开度不变，待频率升至某设定值f1（45Hz）时，导叶接力器回关至空载开度y0，转入PID调节控制，调速器进入空载运行状态，称此种方式为开环开机。
特点：⑴. yst大，转速上升快，但可能引起开机过程中转速超过额定值；yst小，开机速度慢。
⑵.设定切换点频率过小，延长开机时间；反之，机组转速过分上升。 ⑶.水头高,空载开度小；水头低，空载开度大。为保证合理开机，启动开
度yst和空载开度y0应能根据水头自行修正。 闭环开机：设置开机转速上升期望值作为频率给定，调速系统自始至终处于闭环
调节状态，实际频率依靠调速器闭环调节能力，使机组实际转速上升跟踪期望特性，从而达到适用不同机组的特性，快速而又不过塑的要求，此种方式称为闭环开机。
特点：⑴. 按两端直线规律变化或按指数曲线变化设置开机的期望频率给定曲
线；
⑵. 适应不同机组特性，达到快速而不过速的要求。 23．目前调速器液压放大系统中常采用哪些电液转换装置？
电液转换器伺服系统（电液随动系统） 电液比例伺服系统 电机式伺服系统 电磁换向阀伺服系统（数字式伺服系统）
24．已知调速器框图求传递函数，画出阶跃响应曲线，注明调节参数和该曲线的关系。 我放弃了
25．已知水轮机的力矩方程、流量方程和引水系统方程，试画出方框图，并推导简化条件下的水轮机传递函数。
dx机组运动方程：Ta?mt?mg0?egx ①；
dt取拉式变换整理后得：X(s)?1[Mt(s)?Mg0(s)?egX(s)] ②； Tas水轮机力矩方程mt?eyy?exx?ehh 流量方程q?eqyy?eqxx?eqhh 进行拉式变换，可得：Mt(s)?eyY(s)?exX(s)?ehH(s) ③； Q(s)?eqyY(s)?eqxX(s)?eqhH(s) ④； 再由引水系统传递函数式：H(s)?Gh(s)Q(s) ⑤； 画出各部分方块图组合得水轮机整体方块图：
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eqyMt(s)1?eGh(s)eh?eqh） ?ey水轮机传递函数：Gt(s)? （e?eyY(s)1?eqhGh(s)⑥；
引水系统为刚性水击时，Gh(s)??Tws，传递函数变为：Gt(s)?ey⑦；
额定工况时，有ey=1.0,eh=1.5,eqy=1.0,eqh=0.5，传递函数为：Gt(s)?1?Tws
1?0.5Tws1?eTws
1?eqhTws⑧
26．试分析调速器参数、调节对象参数及运行工况对水轮机调节系统稳定性的影响。
参数：⑴．缓冲时间常数Td和暂态转差系数bt取值越大，系数稳定。Td较大，
bt可较小，反之亦然；
⑵．水流惯性时间常数Tw越大，所需bt和Td亦越大。水流惯性是恶化水轮
机调节系统稳定性的主要因素；
⑶．机械惯性时间常数Ta越大，利于系统稳定，可取较小bt； ⑷．自调整系数en对调节系统稳定有利，bten越大，稳定域向左下角扩展； ⑸．水轮机传递系数（特别是e）对调节系统稳定域有显著影响；
工况：小负荷或空载工况时，水轮机本身有水流不稳定现象，从而可引起调节系统摆动。
机组并联在大电网时，由于其他机组或负荷的惯性和其他机组调速装置的作用，即使切除本机调速器的校正装置，或者参数Td和bt整定的很小，调节系统仍然可能是稳定的
27．在调节系统参数整定时，极点配置法和开环频率特性法采用的最佳准则是什么？
极点配置法：由PI型调速器的水轮机调节系统的开环传函可知，相应的闭环系统有四个极点。一般情况下，有一个极点远离虚轴，对过渡过程形态影响很小。一对共轭负数极点???j?和一个实数极点-p3。为使水轮机调节系统具有较好的阶跃响应过渡过程和设计的简化，可取：p3=α；β=1.73α。
开环频率法：为获得满意的系统动态性能，应是系统的相位裕量Gm在30°~70°之间，增益裕量Pm大于6dB。水轮机调速器的Gm在30°~45°，Pm在6~8dB，当
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Gm=8dB时，有Pm=38.3+50.3Gm-23.7G2m 。在选择合理Pm值，使水轮机调节系统阶
跃响应振荡次数小于1，调节时间最短的过程可看作最佳过程。
28．水轮机调节系统有哪些运行工况？分析它对调节系统参数整定的影响。 ⑴．单机带负荷工况：此工况下，负荷容量小，有时有较大比例的纯电阻性负荷，所以负荷的自调系数eg较小，可能为负。负荷变动相对值较大，水轮机调节系统的稳定性较差。为保证系统稳定，需要整定较大的校正环节参数；
⑵．单机空载工况：水轮机传递系数小。引水系统水流惯性作用小，但有效负荷为零，机械惯性时间和自调整系数完全取决于机组自身。次工况在我国生产实践中被视为对稳定最不利工况；
⑶．并列带负荷工况：此工况较复杂。当电力系统很大时，其惯性也很大，在一台机组出力变动时，系统的频率几乎不变，转速反馈几乎不起作用，调节系统处于开环运行。即使把校正装置参数整定的很低，甚至切除，也不会发生不稳定现象。 综上，水轮机调速器参数整定应既能保证调节系统稳定，又能获得良好动态品质。 29．什么是甩负荷？调节保证计算的任务是什么？
甩负荷：由于各种事故，机组突然与系统解列，把负荷甩掉的情况。 任务：计算出因甩负荷而引起压力上升的过程中最大转速的上升值和最大压力的
上升值，保证压力和转速升高值都不超过允许值。 30．什么是刚性水击与弹性水击、直接水击与间接水击？ 刚性水击：假设水和管壁都是刚性的，对管路按刚体理论分析计算的水击现象。。 弹性水击：假设水和管壁均具有弹性，对管路按弹体理论分析计算的水击现象。。 直接水击：阀门(导叶)关闭（开启）时间小于一相长（Tr=2L/a）而受直接水击波影响，称此种水击为直接水击。
间接水击：阀门(导叶)关闭（开启）时间大于一相长（Tr=2L/a）而受直接水击波和反射波迭加共同影响，称此种水击为间接水击。
31．什么是升速时间？什么是力矩线性假设和出力线性假设？
升速时间Tn：机组甩负荷后自导叶接力器动作到机组转速达最大值所经历的时间。
力矩线性假设：假定甩负荷后，导叶开始动作到最大转速时刻之间的水轮机力矩随时间呈直线递减至零。该假定条件下的基本公式：??2GD2n0Ta?；
3580P02Tc?Tnf ；
2Tn出力线性假设：假定甩负荷后，自导叶开始动作至最大转速之间，水轮机出力随时间呈直线关系减至零。该假定条件下的基本公式：??2Tc?Tnf?1?1 。 Ta32．改善大波动过渡过程的措施有哪些？各有什么特点？
I.增加机组的GD2：转速较低的水轮发电机的GD2足够，转速较高的小型水轮发
电机的GD2小，有时还要增加补充GD2的飞轮；
II.设置调压室：为了减少Tw, Tw≤3s时可不设；
III.装设调压阀：对于Tw≤12s的中小型电站可以考虑用调压室代替调压阀。设
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置调压室能减少压力上升值，但它会影响到调节系统小波动的
稳定性，尤其是Tw大的情况下，这个问题更突出。
IV.改变导叶关闭规律：也可达到降低水击压力和机组转速升高的目的。目前常
在低水头电站用导叶的二段关闭来降低最大水击压力的上升，或用采用二段关闭规律来作为轴流式水轮机防抬机的措施之一。
V.装设爆破膜：爆破膜作为调压室的机械代替设备，在小型电站得到应用。爆破膜结构简单，投资少，设置爆破膜能减小压力上升值，但它也会影响到调节系统小波动的稳定性。
33．如何来选取中小型调速器、大型调速器和油压装置的工作容量？说明调速器及油压装置型号中个符号的含义。
工作容量：○1中小型调速器：根据水轮机有关参数确定所需接力器容量来选择调速器。
2大型调速器 ：以主配压阀直径为依据来选择。 ○
3油压装置：保证系统在正常工作和事故关闭时有足够的压油源： ○
Vo=(18~20)Vsg+(4:5)Vsr+(9~10)Vst+3VsV
（Vsg:导叶接力器容积Vsr:桨叶接力器容积Vst:调压阀接力器容积VsV:主阀接力器容积）
调速器型号：我国调速器产品型号有四部分代号组成—调速器基本特征和类型、
容量、额定油压、制造厂及产品特征。排列形式为①②③④/⑤—⑥—⑦—⑧。
①—不带有接力器和压力罐（无），带有接力器及压力罐（Y），通流式（T），电动式（D）；
②—机械液压型（无），微机电液型（W）； ③—用于单调整水轮机（无代号），用于冲击式水轮机（C），用于转桨式水轮机（Z）；
④—调速器基本代号（T），操作器（C），负荷调节器（F）； ⑤—电气柜（D），机械柜（J）；
⑥—调速器容量。带有接力器和压力罐的数字表示接力器容量，N·M；不带接
力器和压力罐的数字表示导叶主配压阀直径，mm； ⑦—额定油压，Pa；
⑧—由各制造厂自行规定，如产品按统一设计图样生产，可省略。 油压装置型号：
第一部分由字母组成：YZ为分离式，HYZ为组合式； 第二部分由数字分式和字母组成：分式分子表压力油罐总容积，分母表示两个
以上压力管数目，无分母表只有一个压力罐。字母表改型次序；
第三部分阿拉伯数字表油压装置的额定油压，无数字者表额定压力为2.5MPa