水电工程造价指南：调速系统简介

（一）调速器

水轮机调速器的主要功能是检测机组转速偏差，并将它按一定的特性转换成接力器的行程差，借以调整机组功率，使机组在给定的负荷下以给定的转速稳定运行。给定的转速范围：额定转速的±0.2%～±0.3%。

1.关于水轮发电机组的转速

水轮机可以在不同转速下工作，但在一定水头下，一定的转轮直径有一个效率较高又有利于水轮机稳定运行的转速。通常以这个转速来选配发电机的同步转速。对于大型或特大型机组还需考虑发电机的额定电压、并联支路数、合理的槽电流等设计参数的合理性。

大中型机组的水轮发电机与水轮机是一根轴，故其转速相同。而小型机组中，为了减小发电机尺寸，降低造价，一般采用增速齿轮或皮带的传动装置使发电机转速高于水轮机的转速。

在整个电网中发电机的转速必须是同步转速，可由下式决定：

式中　nr——发电机的额定转速，r/min；

f——周波，又称为工频，我国的标准为50周波，Hz；

p——发电机的磁极对数。

2.调速器的分类和型号

按测速元件的型式不同，水轮机调速器可分为机械液压式调速器、电气液压式调速器和微机调速器3种。调速器的型号，由以下4部分代号组成。

第1部分表示调速器的基本特征。如带压力油罐（Y）、通流式（T）。

第2部分表示调速器的基本代号。如调速器（T）、双调调速器（ST）、电气液压型调速器（DT）、微机型调速器（WT）、冲击式调速器（CJ）。

第3部分为阿拉伯数字。对于中型（带接力器）调速器是指额定油压下的接力器容量，N·m；对于大型（不带接力器）调速器则指主配压阀的直径，mm。

第4 部分的阿拉伯数字表示调速器的额定油压。如2.5、4.0、6.3，其单位为MPa。型号示例如下：

（1）机械液压型调速器。T—100 表示不带压力油罐的调速器，主配压阀直径为φ100mm；ST—100表示不带压力油罐的双调调速器，主配压阀直径为φ100mm；YT—3000表示带压力油罐的中型调速器，接力器容量为30000N·m。(www.xing528.com)

（2）集成电路模拟型调速器。如DT—80 表示不带压力油罐的电气液压型调速器，主配压阀直径为φ80mm；DST—100 表示不带压力油罐的双调电气液压型调速器，主配压阀直径为φ100mm。

（3）微机型调速器。如WST—100表示不带压力油罐的微机型双调电气液压型调速器，主配压阀直径为φ100mm。

（4）PIN数字式调速器，即当转速偏差为阶跃信号输入时，执行机构能实现比例—积分—微分型运动规律的调速器。

（二）油压装置

1.油压装置的工作原理

水轮机调节系统的油压装置是利用空气的可压缩性，在油的容积发生变化时以保持调节系统所需要的一定压力，使调节系统和控制机构可靠运行。

水轮机调节系统的油压装置是供给调速器操作用压力油的能源设备，是调节系统的重要组成部分。同时也可作为进水阀、调压阀以及液压操作元件的压力油源。中小型调速器的油压装置与调速柜组成一个整体，大型调速器的油压装置是单独的。应用油压装置的目的有以下几个方面。

（1）储蓄液压动力，减少油的平均峰值要求。

（2）滤去油泵流量中的脉动效应。

（3）吸收由于负载突然变化时的冲击。

（4）获得动态稳定性。

因此，油压装置压力油罐内油和空气的数量及压力，应该保证机组和所有机构在任何可能的工况下，使调节机构和控制机构可靠运行。

油压装置的额定油压，随着机组容量的增加和制造水平的提高而不断提高，以前通常采用2.5MPa，现在国产油压装置通常采用4.0MPa，进口机组所带油压装置普遍采用6.3MPa，我国也正在研制额定油压为6.3MPa的油压装置。

2.油压装置的组成

（1）由压力油罐、集油槽（回油箱）、带电动机的螺杆油泵和其他附件组成油压装置。机械液压式调速器的油压装置有压力油槽式和川流式两种，前者适用于大、中型电站，后者适用于小型水电站；油压装置有压力油罐式和通流式两种，前者适用于大、中、小型水电站，后者仅适用于特小型水电站。

（2）油压装置型式与型号。油压装置分为分离式（压力油罐、集油槽分开设置）和组合式（压力油罐装在集油槽之上）。油压装置系列型号见表17-3。