一種大型汽輪機容積時間常數(shù)測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力電網(wǎng)穩(wěn)定分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型汽輪機容積時間常數(shù)測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了維持電網(wǎng)穩(wěn)定，為電網(wǎng)供電的汽輪機發(fā)電機需要具備頻率調(diào)節(jié)能力，當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時，發(fā)電機組立刻通過汽輪機調(diào)速系統(tǒng)反向調(diào)節(jié)機組功率，達(dá)到穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的目的。大型汽輪機是指200MW以上采用一次再熱循環(huán)的汽輪發(fā)電機組，汽輪機由I個高、中壓合缸、I個或2個低壓缸構(gòu)成，如圖1所示，鍋爐來主蒸汽進(jìn)高壓缸后經(jīng)再熱器至中壓缸，最后經(jīng)過低壓缸。從汽輪機調(diào)門改變后蒸汽流動過程來看，汽輪機調(diào)門至高壓缸之間存在導(dǎo)汽管，高壓缸排汽至中壓缸進(jìn)汽之間存在冷段再熱蒸汽管、再熱器和熱段再熱蒸汽管，以及中壓缸排汽至低壓缸進(jìn)汽之間存在低壓聯(lián)通管。正是由于中間蒸汽室的存在，在汽輪機調(diào)門開啟或關(guān)閉調(diào)節(jié)發(fā)電機功率時，調(diào)門動作后蒸汽經(jīng)過汽輪機各缸使機組出力發(fā)生變化的過程存在一個響應(yīng)時間，該時間影響到了電網(wǎng)穩(wěn)定性仿真計算的精確性，因而在汽輪機調(diào)速系統(tǒng)仿真模型建立過程中，必須通過試驗測試汽輪機容積時間常數(shù)。
[0003]大型汽輪機參與電網(wǎng)一次調(diào)頻過程中，由于機組容量大、蒸汽參數(shù)等級高，汽輪機容積的存在，汽輪機各缸對發(fā)電機組功率的調(diào)節(jié)節(jié)奏并不一致，使得發(fā)電機組參與電網(wǎng)一次調(diào)頻過程中出現(xiàn)過調(diào)、調(diào)節(jié)量不足、以及調(diào)節(jié)過程不穩(wěn)定等現(xiàn)象。大型汽輪機容積時間常數(shù)測試一方面提高了電網(wǎng)穩(wěn)定性仿真計算的精確性，另一方面也可以作為大型機組一次調(diào)頻控制參數(shù)整定的參考依據(jù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供了一種大型汽輪機容積時間常數(shù)測試系統(tǒng)，以實現(xiàn)大型汽輪機容積時間常數(shù)的現(xiàn)場精確實測，滿足電網(wǎng)穩(wěn)定計算分析的需要，為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種大型汽輪機容積時間常數(shù)測試系統(tǒng)，包括切換開關(guān)按鈕、測量裝置、數(shù)據(jù)采集模塊，試驗功能模塊，執(zhí)行機構(gòu)、負(fù)荷指令模塊和汽輪機發(fā)電機組，所述測量裝置與數(shù)據(jù)采集模塊電氣連接和汽輪機發(fā)電機組連接，所述汽輪機發(fā)電機組通過執(zhí)行機構(gòu)與切換開關(guān)按鈕的第一端子串聯(lián)電氣連接，切換開關(guān)按鈕的第二端子與負(fù)荷指令模塊通信連接，切換開關(guān)按鈕的第三端子與實驗功能模塊通信連接；
[0006]所述試驗功能模塊包括試驗切換按鈕、開位測試擋、關(guān)位測試擋，初始位擋、突開測試擋和突關(guān)測試擋，所述試驗切換按鈕的第一端子與切換開關(guān)按鈕的第三端子通信連接，所述開位測試擋與試驗切換按鈕的第二端子通信連接，關(guān)位測試擋與試驗切換按鈕的第三端子通信連接，初始位擋與試驗切換按鈕的第四端子通信連接，突開測試擋與試驗切換按鈕的第五端子通信連接，突關(guān)測試擋與試驗切換按鈕的第六端子通信連接；
[0007]所述汽輪機發(fā)電機組包括再熱式蒸汽鍋爐、高中壓缸，以及與高中壓缸通過聯(lián)動軸子相連的第一低壓缸、第二低壓缸和發(fā)電機，所述再熱式蒸汽鍋爐通過在主蒸汽管上設(shè)置的若干個并聯(lián)的高壓調(diào)門經(jīng)過導(dǎo)汽管與高中壓缸中的高壓缸連通，再熱式蒸汽鍋爐還通過在熱段再熱蒸汽管上設(shè)置兩個中壓調(diào)門，然后與高中壓缸的中壓缸連通，所述高中壓缸的高壓缸輸出的蒸汽通過冷段再熱蒸汽管冷段再熱蒸汽管反饋輸入至再熱式蒸汽鍋爐進(jìn)行再次加熱后通過熱段再熱蒸汽管輸送至高中壓缸的中壓缸，所述高中壓缸的中壓缸一路蒸汽輸出通過低壓連通管分別與第一低壓缸和第二低壓缸連通；
[0008]需要了解的是由于高壓調(diào)門后至汽輪機高壓缸有導(dǎo)汽管，其中，高中壓缸還包括高壓缸和中壓缸，高壓缸排汽經(jīng)冷段再熱蒸汽管、熱段再熱蒸汽管，中壓缸排汽經(jīng)低壓連通管，正是由于這些中間容積腔室的存在，使汽輪機發(fā)電機組的高壓缸調(diào)門開啟或關(guān)閉時，在調(diào)門動作后因蒸汽經(jīng)過這些中間容積腔室使發(fā)電機組出力發(fā)生變化的過程存在一個響應(yīng)時間，該響應(yīng)的時間影響到了電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)，因此設(shè)置測量裝置、數(shù)據(jù)采集模塊，試驗功能模塊進(jìn)行測試汽輪機發(fā)電機組各容積時間常數(shù)，可有效地分析出機組對電網(wǎng)穩(wěn)定性影響；
[0009]所述測量裝置包括主汽壓力變送器、調(diào)節(jié)級壓力變送器、中壓缸進(jìn)汽壓力變送器、低壓缸進(jìn)汽壓力變送器和位移傳感器，所述主汽壓力變送器設(shè)置在高壓調(diào)門前的主蒸汽管上，所述調(diào)節(jié)級壓力變送器設(shè)置在高中壓缸的高壓缸調(diào)節(jié)級后腔室，中壓缸進(jìn)汽壓力變送器設(shè)置在中壓調(diào)門與熱段再熱蒸汽管連接口的附近，低壓缸進(jìn)汽壓力變送器設(shè)置在低壓缸與低壓連通管連相聯(lián)的附近。所述高壓調(diào)門與位移傳感器機械連接、同步運行，所述主汽壓力變送器、調(diào)節(jié)級壓力變送器)、中壓缸進(jìn)汽壓力變送器、低壓缸進(jìn)汽壓力變送器和位移傳感器分別與數(shù)據(jù)采集模塊電氣連接。
[0010]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)采樣頻率不低于2kHz，且各測試通道為同步采樣。
[0011]優(yōu)選地，所述在主蒸汽管上設(shè)置并聯(lián)的高壓調(diào)門的數(shù)量為四個或六個。
[0012]優(yōu)選地，所述移傳感器的位移量為O?300mm，輸出電壓為-5V?+5V。
[0013]本實用新型中，上述測試系統(tǒng)對N660-24.2/566/566型單軸三缸、四排汽、凝汽式汽輪機進(jìn)行汽輪機容積時間常數(shù)測試；執(zhí)行機構(gòu)是汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)，主要包括伺服卡放大器、電液伺服閥、油動機共同組成一個數(shù)字電液伺服執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對汽輪機的控制，其作用是驅(qū)動控制高壓調(diào)門和中壓調(diào)門的開啟或關(guān)閉，執(zhí)行機構(gòu)的工作狀態(tài)由調(diào)速控制系統(tǒng)決定，即負(fù)荷指令控制系統(tǒng)決定。
[0014]數(shù)據(jù)采集模塊采用尼高利高速數(shù)據(jù)采集儀，其型號為DMENS10N-4i，具有同步記錄的16個輸入通道；每通道記錄的最高速度為200kS/s，每個通道的最高分辯率為24位的數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
[0015]本實用新型具有以下有益效果:
[0016](I)本實用新型通過對試驗?zāi)K和試驗開關(guān)切換進(jìn)行試驗測試，通過對反映汽輪機容積時間常數(shù)的信號進(jìn)行測試與數(shù)據(jù)分析，可以獲得精確的汽輪機容積時間常數(shù)，提了高汽輪機調(diào)速系統(tǒng)測試參數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0017](2)本實用新型可全面、快速地完成汽輪機容積時間常數(shù)的測定，滿足電網(wǎng)穩(wěn)定計算分析需要，在汽輪機調(diào)門開啟或關(guān)閉調(diào)節(jié)發(fā)電機功率時，能快速測定汽輪機各缸使機組的響應(yīng)時間，從而進(jìn)行調(diào)整汽輪機組調(diào)頻控制，保持發(fā)電電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
[0018](3)發(fā)電機組參與電網(wǎng)一次調(diào)頻過程中，快速增減負(fù)荷能力非常強，對于維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定起到了非常積極的作用，避免了出現(xiàn)過調(diào)、調(diào)節(jié)量不足、以及調(diào)節(jié)過程不穩(wěn)定等現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施實例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是現(xiàn)有的一種大型汽輪機發(fā)電機組原理結(jié)構(gòu)意圖。
[0021]圖2是本實用新型一種大型汽輪機容積時間常數(shù)測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。
[0022]圖3是本實用新型一種大型汽輪機容積時間常數(shù)測試系統(tǒng)實驗連接圖。
[0023]附圖中，附圖中，1-主汽壓力變送器，2-調(diào)節(jié)級壓力變送器，3-中壓缸進(jìn)汽壓力變送器，4-低壓缸進(jìn)汽壓力變送器，5-位移傳感器，6-聯(lián)動軸子，7-高中壓缸，8-第一低壓缸，9-第二低壓缸，10-發(fā)電機，11-再熱式蒸汽鍋爐，12-高壓調(diào)門，13-中壓調(diào)門，14-主蒸汽管