青海大学本科毕业设计：水电厂电气部分二次设计
水轮机的调节系统由被控系统和水轮机调速器两大部分组成，如图，被控系统由压力过水系统、水轮机、发电机和电力负荷组成。调速器一般由转速（和频率）测量机构，调节决策和执行机构三大部分组成。
8.5 水轮机调节系统的特点
水轮机调节系统是一个典型的自动控制系统，它除了一般闭环控制系统的共性外，还有如下特点：
1、其调节机构控制的是巨大的水流，所需的操作力十分巨大，而控制导水开启和关闭的速度又相对快，所以执行机构的操作功率较大。所以，一般采用液压执行机构。
2、水轮机压力过水系统存在着水流惯性，调节水体流量时会发生水锤和水压变化，这种水压变化对转色的影响，正好与调节作用相反。对调节系统的稳定带来不利的影响。
3、导水叶关闭速度和规律有严格限制
导水叶是控制进入水轮机能量的机构。水轮发电机组输出的电能是随机变化的，而且变化较快。为了维持输入量能与输出电能平衡，导叶开启和关闭本应该快速。但是，由于导叶快速关闭会产生过高的水压上升，会导致压力钢管破裂，危机电站安全。过快开启导水叶会在引水管的某些部分产生负压，导致引水管损坏，所以在调速器中必须设臵导水叶关闭和开启速度的调整机构，而且，调速系统投入运行时，首先要将导水叶关闭速度按调节保证计算提供的数据调整好[18]。
8.6 水轮机调速器的工作原理及系统结构
水轮机调节系统由被调节系统和调速器构成，它是一个典型的闭环自动调节系统，为了保证调节系统稳定和有较好的调节品质，调速器必须准确地测量机组转速（和机组频率）偏差，并按偏差地大小和方向产生调节动作，通过执行机构区改变调节机构地开始，调整进入水轮机地流量，达到使转速偏差迅速消除的目的。转速偏差消除了，即系统的输入和输出能量达到了新的平衡。因此，水轮机调速的必须由三大部分构成，即转速测量部分，调节器部分（即产生调节动作的机构）和执行机构。
现在以微机电液调速器为例对水轮机调速器的原理及系统结构进行简单介绍。现代微机电液调速器与电气液压、调速器在系统结构上有很大区别，微机电液调速器也有三部分，即频率测量，调节规律形成和执行机构，一般频率测量和调节规律形成由微型计算机或可编程控制器完成。将这部称电气调节器或微机调节器。测量频率和频差一般用脉冲计数的方法，信号均为数字量，因此，形成比例加积分的调节规律，都是直接对频差信号进比例和积分运算获得。作为微机调速器的执行机构，都是电液随动系统。
现在就电子调节器＋电液随动系统结构做简单介绍，其系统框图如图所示：
这类系统结构的调速器由电子微机调节器和电液随动系统两大部分组成。其主要特点是：系统结构合理，转速死区
30 iX小，其计算公式为：
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8 调速器系统
iX?bp?ia （8-1） 式中bp为调速器的永态转差系数，检验ix时一般bp＝6％ ；ix为电液随动系统的不准确度，一般容易做到0.3％~0.5％。所以这类系统结构的调速器正常情况下ix一般可以大0.02％~0.03％的水平。 机频网频测频PLC运算控制器PID+-Y指令信号综合放大器电液转换Vs位移传感器机械液压系统Vy电子调节器图8-2 水轮机调速器的系统结构电液随动系统 由于采用微机进行PLC运算，其调节规律十分准确。加之电液随动系统导叶位臵反馈采用电气反馈，可以不设臵机械反馈，因此调速器在电站布臵灵活、方便，尤其是大型机组的调速器和一些不便于安装机械反馈的特殊调速器，适合采用这类系统结构。近期出现的“四无”型微机调速器就属于这种系统结构，在这种调速器中，电液随动系统，采用了滚珠螺旋丝杆自动复中装臵和工作在位控方式的交流伺服电机构成的无油“电液转换器”。其动态和静态特性比环喷式电液转换器更好[17]。 水利电力学院
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9 结论
本设计内容为水电厂二次设计，它主要包括四大部分：继电保护系统、发电机励磁系统、直流系统及调速系统，还有保护整定计算。其中继电保护系统包括发电机保护、主变压器保护、线路保护和厂用电的保护等。设计里着重介绍了继电保护部分，其它部分只进行了理论与硬件参数的概述。
发电厂二次系统设计的内容力求概念清楚，层次分明，参考发电厂电气设计工程规范，经过大量翻阅工作，了解设计基本过程，从而进一步知道设计内容的展开。现将自己查阅文献的工作归述为：通过查阅课本和网络资源，了解电力工业的有关政策，技术规程等方面知识，理清自己的设计思路，从而为自己的设计提供有力依据。通过查阅文献，进行论述，提出我的设计思路和具体设计内容，以便于为设计工作提供有理可据的设计参考。通过查阅相关设计规程，了解水电厂二次设计的一般过程和相关设计规程，明白离自己所要设计的内容，清楚了设计任务。
本次毕业设计将是对我三年多学习的一次综合测试，通过这次设计，使我巩固了所学知识，掌握了发电厂二次系统初步设计的过程。在本次设计的过程中，在巩固和加深课本电气专业知识的同时，还学会了很多技能和知识，提高了解决问题的内容。
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9 结论
参考文献
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