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水輪機調節系統與實踐

作者：編者:江竹//李正貴|責編:陳保華//卜旭東
出版社：機械工業
ISBN：9787111795544

出版日期：2025/12/01
裝幀：平裝
頁數：228

人民幣：RMB 59 元售價：元

內容大鋼

水輪機調節系統是一個涉及水力、機械、電氣和控制的多學科耦合系統，其核心任務是維持水輪發電機組轉速（頻率）和功率的穩定，同時響應電網負荷變化。本書主要內容涵蓋水輪機調節系統的基本概念、機械液壓調速器、水輪機電腦控制技術、水輪機調節系統的靜態特性與控制功能、水輪機調節系統數學模型、水輪機調節系統動態特性及智能控制技術在調速器參數優化中的應用與實踐、調節保證計算及實例，以及水輪機調節系統的試驗與故障分析。本書以作者多年從事水輪機調節理論教學及實踐應用的經驗為基礎，注重理論與實踐緊密結合，除了介紹本學科的經典理論、方法外，還介紹了新型控制演算法、調速器控制參數的智能優化演算法等，易於讀者學習並掌握相關理論與技術。
本書可供從事水電控制設備研究、設計、製造、安裝調試與運行的技術人員使用，也可作為能源與動力類專業本科生、動力工程及工程熱物理專業碩士研究生的教材。

作者介紹

編者:江竹//李正貴|責編:陳保華//卜旭東

前言
第1章  概述
  1.1  水輪機調節的任務
  1.2  水輪機調節系統
    1.2.1  水輪機調節系統的結構
    1.2.2  水輪機調節系統的特點
  1.3  自動控制
    1.3.1  數學模型
    1.3.2  瞬態響應與穩態誤差
    1.3.3  頻率特性
    1.3.4  控制系統的穩定性
    1.3.5  根軌跡法
    1.3.6  控制系統校正
第2章  機械液壓調速器
  2.1  測量元件
    2.1.1  離心擺的工作原理
    2.1.2  離心擺的運動方程及傳遞函數
    2.1.3  離心擺的工作參數
  2.2  放大元件
    2.2.1  放大元件的工作原理
    2.2.2  放大元件結構
    2.2.3  放大元件靜態特性
    2.2.4  放大元件動態特性
    2.2.5  放大元件框圖
  2.3  反饋元件
    2.3.1  緩衝器結構
    2.3.2  緩衝器運動方程
    2.3.3  反饋元件運動方程
  2.4  水輪發電機組
  2.5  電液轉換器
  2.6  油壓裝置
    2.6.1  分離式油壓裝置
    2.6.2  組合式油壓裝置
    2.6.3  YT型調速器的油壓裝置
    2.6.4  油壓裝置系列
第3章  水輪機調節系統電腦控制技術
  3.1  電腦控制系統
    3.1.1  電腦控制系統的原理
    3.1.2  一般電腦控制系統的構成
    3.1.3  電腦控制系統的結構
  3.2  微機調速器的工作原理、硬體結構與主要功能
    3.2.1  微機調速器的工作原理
    3.2.2  微機調速器的硬體結構
    3.2.3  微機調速器的主要功能
  3.3  微機調速器的頻率測量
    3.3.1  頻率變送器法
    3.3.2  數字測頻法
    3.3.3  微機調速器對頻率測量的要求
  3.4  微機調速器的調節模式與控制
    3.4.1  微機調速器的調節模式

    3.4.2  微機調速器的開機控制
    3.4.3  微機調速器的停機控制
    3.4.4  微機調速器的併網與並列控制
第4章  水輪機調速器的PID控制與智能控制
  4.1  水輪機調速器的PID控制
    4.1.1  傳統PID控制
    4.1.2  改進PID控制演算法
    4.1.3  水輪機調速器的PID控制結構
    4.1.4  實際水輪機調速器PID控制演算法
  4.2  水輪機調速器的智能控制
    4.2.1  分數理論與分數階PID控制器
    4.2.2  自適應模糊PID控制器
    4.2.3  遺傳演算法及其PID參數整定
    4.2.4  粒子群演算法及其PID參數整定
    4.2.5  灰狼優化演算法及其PID參數整定
第5章  水輪機調節系統工作分析
  5.1  水輪機調節系統的靜態與動態品質指標
  5.2  水輪機調節系統的靜態與動態特性
    5.2.1  調節系統動態特性
    5.2.2  調節系統靜態特性
    5.2.3  調節系統動態特性優化分析
  5.3  機組並列運行靜態分析
    5.3.1  調速機構
    5.3.2  調速器電機
    5.3.3  調速器在電力系統調頻中的作用
第6章  水輪機調節系統數學模型
  6.1  調速器數學模型
  6.2  壓力引水系統數學模型
  6.3  水輪機數學模型
    6.3.1  水輪機的6個傳遞函數
    6.3.2  水輪機力矩與流量特性
  6.4  發電機數學模型
    6.4.1  發電機模型力矩特性
    6.4.2  發電機負載自調節係數
  6.5  水輪發電機組數學模型
    6.5.1  單機運行時水輪發電機組數學模型
    6.5.2  並列運行時水輪發電機組數學模型
第7章  水輪機調節系統動態特性及參數整定
  7.1  水輪機調節系統動態特性
    7.1.1  開環與閉環傳遞函數
    7.1.2  調節系統動態響應特性
    7.1.3  調節系統的靜態記錄
    7.1.4  調節系統的開環動態響應特性
  7.2  水輪機調節系統分析
  7.3  水輪機調節系統參數整定
    7.3.1  極點配置法
    7.3.2  運行工況的影響
    7.3.3  調速器參數整定的簡易估演算法
第8章  調節保證計算及設備選擇
  8.1  調節保證計算的任務

    8.1.1  調節保證計算的任務
    8.1.2  調節保證計算的標準
  8.2  水擊壓力計算
    8.2.1  壓力管道內的水擊現象
    8.2.2  水擊壓力計算
  8.3  轉速上升計算
    8.3.1  轉速上升公式推導
    8.3.2  轉速上升公式參數確定
    8.3.3  示例
    8.3.4  推薦公式
  8.4  改善大波動過渡過程的措施
    8.4.1  增加機組的GD2
    8.4.2  設置調壓室
    8.4.3  裝設調壓閥
    8.4.4  改變導葉關閉規律
    8.4.5  裝設爆破膜
  8.5  調節保證計算實例與分析
    8.5.1  調節保證計算步驟
    8.5.2  調節保證計算實踐
  8.6  調節設備選擇計算
    8.6.1  接力器選擇計算及接力器的選擇
    8.6.2  調速器的選擇
    8.6.3  油壓裝置的選擇
    8.6.4  調速器選型計算實例
第9章  水輪機調節系統試驗與故障分析
  9.1  水輪機調節系統的主要試驗
    9.1.1  概述
    9.1.2  試驗操作
  9.2  水輪機調節系統故障分析
    9.2.1  故障處理的基本要求
    9.2.2  常見故障分類
    9.2.3  水輪機調節系統的異常運行方式
    9.2.4  調速器控制系統常見故障容情方式
    9.2.5  常見故障分析及處理方法
    9.2.6  機組空載運行常見故障
    9.2.7  機組併網運行中負荷顛
    9.2.8  運行中機組自行增負荷
    9.2.9  機組併網運行時接力器和出力擺動
    9.2.10  機組空載運行時接力器波動或抖動
    9.2.11  增減負荷不正常
    9.2.12  甩負荷異常
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