[科普中国]-汽轮机调速器

汽轮机调速器是控制汽轮机输出机械功率的关键设备，是汽轮发电机组控制的重要内容。汽轮发电机调速系统是一个非线性对象，油动机及电液转换器等部件都含有非线性环节，而且汽轮机的运行工况不断变化，有些参数也会随着工况的变化而变化，研究性能优良的调速控制器对于改善电力系统的暂态稳定性十分重要。

简介汽轮发电机调速器是控制汽轮机输出机械功率的关键设备，是汽轮发电机组控制的重要内容。汽轮发电机调速系统是一个非线性对象，油动机及电液转换器等部件都含有非线性环节，而且汽轮机的运行工况不断变化，有些参数也会随着工况的变化而变化，研究性能优良的调速控制器对于改善电力系统的暂态稳定性十分重要1。

汽轮机调速器结构国内外大容量汽轮发电机组普遍采用中间再热器的汽轮机结构，来自锅炉的蒸汽经过主汽门、高压调节门进入高压缸做功。做功后的蒸汽经过再热器再热后，通过中间截止门和中间调节门进入中压缸做功。中压缸出口蒸汽再经过低压缸做功后进入凝汽器。对汽轮机调速器的连续控制是通过汽门开度控制器经电液转换器及中间滑动带动油动机进而控制高压调节汽门来实现的。由于油动机、电液转换器等多个部分都存在非线性环节，因而汽轮机调速器是一个典型的非线性对象。

液压式调速器液压式凋速器是利用机组的转速与进口风压两种脉冲作为凋速信号进行转速耐节。它包括感应机构、放大机构、执行机构、机组启动以后。主轴泵出来的油经过针型调节阀到环行室，再通过阻尼管到排油孔。旋转阻尼排出来的油称为一次油压。输入到双脉冲调节器即为转速信号来源。主油泵出来的油路到注油器。经过注油器喷射到油泵入口。保证油泵入口用量以及油泵入口压力。第二路经过过滤器到等压器保证系统压力的稳定使之不受主油泵出口压力波动的影响。第三路经过危急遮断油门、磁力断路油门到主汽门操纵座，形成机组的自保系统2。

电子调速器w/wB05电子式调速器主要包括：转速控制器、速度控制放大器、执行器。

转速控制器在汽轮机主轴上开一对键槽或装有一个固定齿数的齿轮，它相对于无源磁性接收器(MPU)或临近式探头的相对运动产生速度脉冲信号，此信号传递给速度控制放大器作为机组转速的来源 无源磁性接收器(MPU)测量转速的原理，是通过齿轮的齿相对于MPU 的磁极片的相对运动产生相应的频率信号．MPU 的磁极片与齿轮的距离越近、齿轮转速越高则MPU 的输出频率越高。因此MPU 与齿轮的安装距离推荐值为0.254～1.016mm(0.01～0.04)。当采用适当的距离、固定的齿轮齿数则转速测量能力最小为100Hz；W/W505所接收的频率信号上限必需小于15000Hz。

与MPU不同，临近式探头可以测量非常低的频率信号，它正常工作时输入电压为16～28VDC之间。最小可以感知5Hz的输入频率。不论是采用哪一种探头或两者结合使用的方法测量转速都可以通过编程来计算同一齿轮上测得的转速。此转速信号经过速度传感器传送到速度控制放大器。

速度控制放大器：其作用是将速度控制器传递来的信号经过速度PID(比例、积分、微分)处理，同速度设定值进行比较。从而产生一个送给执行器的输出信号。速度控制放大器还可以接收一个可编程的下降反馈信号，以便提高汽轮机调速系统的稳定性。

执行器：其作用是接收速度放大器的输出信号，调节调速器阀门的开度，以便达到调速的目的。执行器的输出信号受阀门限位器限制，阀门限位器的输出和速度及辅助PID的输出是低信号选择性的，要求最低阀位的PID或限位器控制阀门最大位置。执行器除正常状态下控制机组转速以外。还有保证系统在线维护的功能。当W/W505系统出现故障时阀门限位器可以代替调速器，连续性的输出阀门位置的设定值保证机组在线维护。执行器在机组紧急停机过程中输出信号逐步变化为零，与机组在控制状态下的切断是不同的.当停机信号来自机组的轴位移超限、润滑油压力过低、参考气差压压力过低‘机组超速、级间油气分离器液位过高五项停机自保时，执行器的输出是不同的。

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学