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2009年第6期液压与气动3水轮机调速器研究概述张海明，林义忠，莫代新Sum m aryof H ydro—turbi neG overnor ResearchZH AN GH ai —m i ng，LIN Yi - zhong，M ODai —xi n( 广西大学机械工程学院，广西南宁530004)摘要：水轮机调速器是水电站重要的基础控制设备，对电能品质和电站安全经济运行有直接影响。水轮机调速器的研究对水电事业的发展具有重要的现实意义。该文介绍了水轮机调速器的发展历程、研究现状、目前存在的主要问题及发展趋势。关键词：水轮机；调速器；概述中图分类号：TH l 37文献标识码：B文章编号：1000-4858( 2009) 06-0003-031水轮机调速器的发展及现状水轮机调速器是由实现水轮机调节及相应控制的机构和指示仪表等组成的一个或几个装置的总称，它是水轮机控制系统的主体，它可分为机械液压调速器、电气液压调速器和数字式电液调速器等几种，数字式电液调速器又常称为微机调速器。最早的水轮机调速器都是机械液压调速器，它是随着水电建设发展而在20世纪初发展起来的。它能满足带独立负荷和中小型电网中运行的水轮机发电机组调节的需要，有较好的静态特性和动态品质，可靠性较高。但是，面临大机组、大电网提出的高灵敏度、高性能和便于实现水电站自动化等要求，机械液压调速器固有的采用机械液压方法进行测量、信号综合和稳定调节的功能就显露出明显的缺陷。现在，新建的大型水轮发电机组已经不采用机械液压调速器，只有中小型机组特别是小型机组仍有相当一部分采用机械液压调速器。世界上第一台电气液压型调速器于1944年在瑞士问世。20世纪50年代以后，电气液压调速器获得了较广泛的应用。从采用的元件来看，它又经历了电子管、磁放大器、晶体管、集成电路等几个发展阶段。调节规律由比例积分型( PI) 发展到比例、积分、微分型( PID) 。随着计算机技术的发展，又逐步结合经典、现代及智能等控制理沦。20世纪80年代末期，随着水轮机微机调速器的广泛采用，现在已很少生产电气液压调速器。第一台数字式调速器诞生在20世纪70年代初，到20世纪80年代初世界各国都开始研制微机调速器。瑞典ASEA公司80年代中叶推出的H PC610／620调节器代表了当时国外微机调速器的发展水平，该调速器具有优良的性能和较高的可靠性。在国内华中科技大学和天津水电控制设备厂合作，率先研制成功了适应式变参数微机调速器，于1984年11月在湖南欧阳海水电站进行了试验并投入运行，其后又与有关单位合作，开发生产了双微机单调节微机调速器和双微机双调节微机调速器。进入90年代，在我国新建或更新改造的大、中型水电站中，已普遍采用微机调速器。目前，国际和国内的数字式电液调速器都是采用PID和以PID为基础的适应式变参数调节规律。微机调速器调节规律由PID型发展到多种PID改进型，其发展经历了Z80单板机、单片机、STD总线、PLC、工业PC等微机系列的应用过程，而单板机、单片机型逐渐被淘汰，占据市场的主要是STD总线和PLC机型。20世纪80年代以来，我国数字式电液调速器的技术性能和功能都与水轮机调节技术的国际先进水平保持同步。在率先采用带功率开环增量环节的功率调节模式、水轮机调节系统的适应式变参数调节、伺服／步迸马达电／机转换器等方面，更具有我国特色并处于世界领先水平。国内主要的研究机构有华中科技大学、西安理工大学、重庆大学等高校科研团队和各地的收稿日期：2008—12．15基金项目：广西大学科研基金项目( X061179)作者简介：张海明(1981一)，湖南永州人，硕士研究生，主要研究方向：机电控制及自动化。 万方数据