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GB／T 9652.2-2019 水轮机调速系统试验

6.14.3试验方法2

使调速器处于模拟的并网发电状态，Kp、Kp、b，置于零，人工频率/转速死区E：置于零，K，置于 直，对调速器施加绝对值逐渐增大的正/负频率阶跃信号，测量并记录主配压阀行程和主接力器速 制主配压阀相对行程与主接力器相对速度的关系曲线，曲线斜率的倒数即为接力器反应时间T

GB／T 12085.3-2022 光学和光子学 环境试验方法 第3部分：机械作用力.pdf6.14.4不同基准下接力器反应时间的关系

对于同一调速器，主配压阀基准行程取值不同，将影响主配压阀输入的标幺值，从而导致接力器反 应时间数值不同。以主配压阀阀芯实际最大行程SM作为基准时得出的接力器反应时间Tw，与 GB/T31066定义的接力器响应时间常数T，在数值上相差开环增益的倍数，其量化关系可按式（3） 折算：

......................3

式中： S. 在线性假设前提下，输入信号（转速或中间接力器行程)相对偏差有效值折算至100%时，所 对应的主配压阀阀芯行程理论值，单位为米（m）； S 主配压阀阀芯实际最大行程，单位为米（m）。 注：如今已广泛使用微机调节器十电液随动系统结构模式的调速器，用T作为随动系统模型结构参数更方便、实 用，待修订GB/T31066时，将考虑这一因素。

6.15永态转差系数及调差率校验

6.15永态转差系数及调差率校验

6.15.1.1使调速系统进人开度调节模式.用外接频率信号源作为机组频率信号，开环增益置于整定值， 人工频率/转速死区E，及人工开度死区Ex置于零，开度限制置于最大值，Kp、K，置于整定值，Kp置 于零。 6.15.1.2当6，分别置于2%、4%、6%、8%时，改变输人信号频率，测量接力器某两个输出值Y1、Y2及 对应的输人信号频率值于1、2 6.15.1.3按式（4）计算各b，设值下的实测b：

式中： f. 额定频率，单位为赫兹（Hz)； 接力器最大行程，单位为毫米（mm）

6.15.2调差率 e,校验

6.15.2.1使调速系统进入功率调节模式，用外接频率信号源作为机组频率信号，开环增益置于整定值， 人工频率/转速死区E，及人工功率死区Ep置于零，开度限制置于最大值，Kp、K，置于整定值，Kp置 于零。 6.15.2.2当e，分别置于3%、4%、6%、8%时，改变输人信号频率，测量某两个有功功率值P1、P2及对 应的输入信号频率值f1、2。 6.15.2.3按式（5）计算各e，设值下的实测e

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比例增益K，、积分增益K,、微分增益K，的校

在无水或静水条件下，并置永态转差系数b，二0、人工频率/转速死区E，0，频率给定为 6162试验方法

6.16.2.1比例增益K，、积分增益K，校验

.16.2.2微分增益K，微分衰减时间常数T校

图1数字调节器控制输出录波曲线1

Kp置于已校验值、K，置于零、Kp置于待校验值。其中，自动记录仪的测量时间常数应小于 20ms；对调节器施加有效频率偏差为△r的阶跃频率信号，录制调节器控制输出y.的过渡过程，从录 波图可测得K，、T1.见图2.图中为数字调节器的采样周期

6.17调速系统静态特性试验及转速死区测定

图2数字调节器控制输出录波曲线2

17.1调速系统在模拟并网发电状态、开度调节模式，开环增益置于整定值，人工频率/转速死区E 人工开度死区E置于零，开度限制置于最大值，KD置于零，KI置于最大值，Kp置于实际整定值，bp 于4%，由外接频率信号源作为机组频率信号。 17.2输入稳定的额定频率信号，用“开度给定”的方法，将导叶或喷针接力器调整到50%行程位置， 后调整输入信号频率值，使之按一个方向逐次升高或降低，在接力器每次变化稳定后，记录该次输入 号频率值及相应的接力器行程。 17.3在5%～95%的接力器行程范围内，测点不得少于8点。如有1/4以上测点不在曲线上或测点 向，则此试验无效。 17.4根据上述试验数据，得出接力器开/关两个方向的静态特性曲线，两条曲线间的最大区间即为 速死区ix。 17.5用阶跃频率信号法测定转速死区ix，方法步骤如下： K，置于实际整定值，其他试验条件同6.17.1。 b) 输入稳定的额定频率信号，用“开度给定”的方法，将接力器调整至20%的行程位置。 c) 在额定频率的基础上，用正、负阶跃频率信号对调速系统进行阶跃扰动。 d) 开始选取的阶跃信号幅值应小于被测调速系统可能最小转速死区的一半，在此信号作用下， 接力器不产生运动。 e) 然后逐次增大阶跌信号幅值进行上述扰动。当信号幅值增至某值，接力器开始产生与此信号 相对应的运动时，在该信号下重复3次正、负扰动，要求接力器的运动方向每次均与该信号的 正、负正确对应，否则还应继续增大信号幅值，直至出现满足上述要求的最小信号。 用同样的方法求出接力器在50%和80%行程位置时满足上述要求的最小信号。 g) 上述所得3个信号中的最大值的2倍即为该调速系统的转速死区ix。 h) 试验中，每次扰动应在前次扰动引起的接力器运动稳定之后进行，阶跌频率信号和接力器行 程信号应由自动记录仪记录

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6实际电网频率下测定转速死区1x，方法步骤如下： a 试验在模拟并网发电状态或实际发电状态下进行，在模拟并网发电状态，调速器机频输人端接 实际电网频率，在实际发电状态则输入实际机频信号；KD置于零，KP、K，置于实际整定值，6， 4%，其他试验条件同6.17.1。 b 用试验记录仪自动记录频率信号和接力器位置信号。当频率变化相当慢，调速器能够跟随变 化而使迹线图形呈椭圆状平行四边形时，迹线包络线间与频率轴平行的最大迹线长度即为转 速死区i。频率变化较快，调速器跟不上变化时，所录的迹线部分不用；见图3。

图3实际电网频率下测定转速死区

7.7人工频率/转速死区校验应在调速系统转速死区ix测定后，投入人工频率/转速死区Ef，并 待校验值.按6.17.2的方法进行试验

6.18转奖式机组调速系统的协联曲线及轮叶随动系统不准确度测定试验

6.18.1将水头信号置于某一待试验值，导叶控制部分切为手动，轮叶控制部分置于自动。 6.18.2逐次手动改变导叶接力器行程，待轮叶接力器稳定后，记录导叶接力器行程和相应的轮叶接力 器行程（或轮叶转角）。 6.18.3据上述试验数据，绘制协联曲线，求取随动系统不准确度i。、实际协联曲线与设计（理论）曲线 的偏差。 6.18.4其他水头下的协联曲线也按上述同样方法进行校核，至少应进行最大水头、额定水头、最小水 头下的协联关系试验。 6.18.5为便于数据自动记录，还可采用6.17.2静特性试验方法，导叶、轮叶控制部分均置于自动，通过 输入频率的变化，使导叶接力器行程根据频率变化自动逐次增加或减小，测试仪将自动记录导叶、轮叶 接力器行程的稳态点

6.19导叶（喷针）同步试验

6.19.1对于多喷嘴冲击式水轮机或每个导叶接力器单独控制的机组，导叶/喷针间的同步要求见 GB/T9652.1。试验在制造厂内或现场机组充水前或静水状态下进行，试验条件同6.17.1。 6.19.2选任一导叶/喷针接力器为参照对象。在50%～80%导叶/喷针接力器行程之间，一个方向缓 慢增大或减小开度给定值或频率值，记录接力器位置（纵坐标）和其他选定的导叶（喷针）接力器位置（横 坐标），得出一系列位置增大和减小的封闭滞环曲线。 6.19.3从上述滞环曲线中求取2个导叶（喷针）接力器位置的偏差和任一导叶（喷针）接力器位置对所 有导叶（喷针）接力器平均位置的偏差，

6.20水泵水轮机调速系统扬程与导叶开度关系校验

试验在模拟的水泵工况抽水运行状态进行，输人并逐次改变模拟扬程信号的电流值，测量相应的 妾力器位移输出，据此绘出扬程与开度的关系曲线，并与设计（理论)关系曲线比较，当误差超过土 应进行修正

6.21操作回路检查及模拟动作试验

根据设计资料检查操作回路，调整各信号接点，进行开/停机、功率增/减、甩负荷、事故停机、工况 等模拟动作试验，

6.22故障模拟和控制模式切换试验

6.22.1模拟测频/测速输入信号、水头信号、功率信号、接力器位移信号消失故障和工作电源故障，检 查故障保护与容错功能、接力器位移变化。 6.22.2控制模式（频率控制、功率控制、开度控制、水位控制和流量控制）切换时，检查切换功能、接力 器位移变化

.23调速系统漏油量及静耗油量测定

6.23.1漏油量的测定

6.23.1.1调速系统处于手动控制方式，切断油压装置向调速系统以外的机组自动化元件等各部位供油 的通路，接力器处于全关位置。 6.23.1.2根据压力油罐油位在一定时间内下降的高度和压力油罐内径，即可计算出单位时间内调速系 的总漏油量， 6.23.1.3对于采用油、气分离式蓄能器的油压装置，则根据回油箱油位在一定时间内上升的高度和回 油箱面积，计算出单位时间内调速系统的总漏油量

6.23.2静耗油量的测定

速系统置 方法与6.23.1相同

接力器分别置于25%、50%和75%的开度，在调节参数、指令信号及输人信号不变的条件下，使油 压在GB/T9652.1规定的正常工作范围内变化，测量接力器在不同位置时的行程漂移值，并取其平均 值.漂移量不得超过土0.5%

6.25.1用稳定的频率信号源模拟机组的额定转速信号并维持不变，调速系统处于自动稳定状态，油压 在GB/9652.1规定的正常工作范围内，所有调节参数置于整定值，并使接力器在50%行程位置。 6.25.2对试验仪器与被测调速系统通电30min后，记录输入信号的频率值、电源电压、环境温度、接力 器行程和油压变化，持续8h。试验记录开始后不得对调速系统进行调整和操作。 6.25.3将8h试验过程中记录的接力器行程最大变化量，按实际整定bp值折算成转速相对偏差，此值 作为综合漂移值。

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6.26.1手动空载转速摆动值测定

6.26.2空载扰动试验及自动空载转速摆动值测定

6.26.2.1改变频率给定的空载扰动

6.26.2.1.1试验准备

手动空载运行状态下，将“频率给定fc”置于额定频率，预置一组调节参数，再将调速系统切至自 动，使机组转速稳定于额定转速附近的稳态转速带

6.26.2.1.2试验操作

在不可的调 分别在上述各组参数下，通过改变“频率给定 ，对调速系统施加幅度不小于4%额定转速的阶跃给 定，观测并记录机组转速、接力器行程等参数的过渡过程

6.26.2.2手动改变机组转速的空载扰动

试验准备同6.26.2.1.1，自动空载稳定工况下，“频率给定fc”始终置于额定频率，调速系统切至手 动，通过手动增/减接力器位移，改变机组当前的实际转速，当转速变化幅度超过4%额定转速时，再切 至自动，观测并记录机组转速、接力器行程等参数的过渡过程

6.26.2.3空载调节参数定值的选取

在调节过程稳定的前提 组调节参数作为整定的空载调节参数

6.26.2.4自动空载转速摆动值测定

6.27.1 试验条件

在不同的调节参数组合下，调速器接受监控系统的负荷调整指令，实现机组负荷调整。观察并记 组转速、蜗壳进口水压、有功功率和接力器行程、调压井水位等参数的过渡过程，通过对过渡过程的 比较，选定负载工况时的调节参数

6.27.3试验注意事项

一次调频试验接DL/T1245执行

6.30孤网频率调节试验

6.30.1实际孤网频率调节试验

机组处于大电网并列运行，带不小于机组额定功率25%的负荷，待功率稳定后，通过输电线路的操 作，使线路突变不大于机组额定功率15%的负荷，观测并记录机组频率、接力器行程/有功功率等信号 在大网转孤网过程中的变化，及其随后的孤网运行中的过渡过程，验证调节过程是否正常、稳定

6.30.2单机带负荷模拟

当实际孤网试验条件不具备时，可采用本方法验证：机组处于大电网并列运行，带不大于机组额定 力率15%的负荷，待功率稳定后，使主变高压侧断路器跳闸，但发电机出口断路器依然保持合位，观测 并记录机组频率、接力器行程等信号在此切换过程中的变化，验证调节过程是否正常、稳定。

6.30.3孤网频率调节数字仿真

当实际孤网试验条件不具备时，也可采用孤网仿真试验，此时机组处于大电网并列运行，将机组数 字模型的频率输出信号引入调速系统频率输入端口，代替被测机组频率信号。其中，机组数字模型应计 人机组惯性、负荷惯性和被控系统的自调节系数。

试验前应做好如下准备： a）甩负荷试验前，应再次复核/确认输入试验记录仪各信号的率定值； b）甩负荷试验前，应做好安全措施，防止机组飞逸和水锤事故。

甩负荷试验应按照下列步骤依次进行： a）将空载及负载调节参数置于整定值，机组先后带额定功率25%、50%、75%、100%的负荷； b）在额定功率25%、50%、75%、100%的负荷下分别跳开发电机出口断路器，进行甩负荷试验， 用试验记录仪记录机组转速、接力器行程、水压/水位及定子电流等信号的过渡过程，

6.32接力器不动时间测

6.32.1用频率阶跃法测定接力器不动时间T，

6.32.1.1试验条件

试验在制造厂内或现场机组充水前或静水状态进行，若在制造厂进行试验，则天型调速系统试验 力器，其直径应不小于350mm、容积应不小于270L。试验时，调速系统处于模拟的并网发电状

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由外接频率信号源作为机组频率信号，b。=4%，调节参数、开环增益置于实际整定值，开度限制置于最 大负载开限。输入额定频率信号，用功率/开度给定或手动操作的方法，将接力器调整至50%位置

6.32.1.2试验方法

位移信号，即可得出以输人信号频率突变瞬间为起点，到接力器开始运动为止的接力器不动时间T。 试验重复3次，取其平均值

6.32.2用斜坡规律的频率信号测定接力器不动时间T。

试验条件同6.32.1，在额定频率的基础上，施加以斜坡规律变化的频率信号，对天型调速系统为 1Hz/s，对中小型及特小型调速系统为1.5Hz/s；用自动记录仪记录输入频率信号和接力器位移信号： 确定以频率信号上升0.02%为起点，到接力器开始运动为止的接力器不动时间T。，见图4。试验重复 3次.取其平均值

6.32.3甩负荷试验测定接力器不动时间T

6.32.3.1试验准备及操作

6.32.3.2接力器不动时间T，的两种确定方法

图4以斜坡规律变化的频率信号测定接力器不动时间

a 从机组甩25%负荷示波图上直接求出自发电机定子电流消失为起点，到接力器开始运动为止 的接力器不动时间T，。对于型式试验的T。测定，应以此方法为依据。 D 从机组甩10%～15%负荷示波图上，求出以机组转速上升0.02%为起点，到接力器开始运动 为止的时间，作为接力器不动时间T。。 注：在测定接力器不动时间试验中，接力器位移信号拟直接采集位移传感器的信号，以消除信号滞后及信号转换各 环节时间常数的影响

6.33水泵水轮机背靠背启动试验

6.33.1背靠背拖动机启动

拖动机（原动机)与泵机组（被拖动机)的导叶均处于全关位置，使两台机组的输人与输出之间通过

电气联系在一起，并分别投入励磁；作为拖动机的调速系统接收监控系统“背靠背启动”命令后，将控制 拖动机的导叶以整定的速度缓慢开启

6.33.2背靠背泵机组肩

随着拖动机导叶的开启，拖动机从 可水轮机凝转方回逐渐加速，日时泵机组受地动机 的驱动，也将从静止状态开始向水泵旋转方向逐渐升速

当泵机组到达额定转速附近时，泵机组启动断路器分、泵机组运行断路器合（并网），泵机组即进入 水泵调相状态。同时作为拖动机的调速系统在接收监控系统的“停机”命令后，将控制导叶全关至零并 停机

6.34.1水泵启动过程

6.34.1.1背靠背启动

6.34.1.2变频启动

泵机组（被拖动机）导叶处于全关位置，泵机组启动断路器合，利用变频启动方式使泵机组转速逐 升，励磁装置投人并进行调节，当泵机组转速达到额定转速附近，泵机组启动断路器分、泵机组运行 器合（并网），泵机组进人水泵调相状态。随后即可进行充水建压等一系列水泵抽水运行的准备工

6.34.2水泵抽水运行

当充水建过程元成 开度关系曲线，将导叶调整

6.35水泵水轮机的水泵工况失去动力试验

6.36水泵水轮机的水泵工况转发电工况试马

36水泵水轮机的水泵工况转发电工况试致

6.36.1抽水转静正

监控系统向调速系统发出“水泵转发电”或“停机”命令，调速系统将控制导叶全关至零，同时泵机 行断路器分，等待机组转速逐渐下降

6.36.2静止转发电

当机组转速下降至零，且其他设备 控系统向调速系统发送“水轮机开机”命 ，调速系统将控制导叶开启，使机组 子机组转速调整至额定转速附近 正机组满足同期条件后，合发电机断路器，调速系统将根据监控系统的功率调节命令调整机组功率。

6.37带负荷72h连续运行试验

水轮机调速系统的全部调整试验与机组的其他试验完成之后，拆除试验接线，使机组所有设备恢

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常运行状态，然后进行带负荷72h连续运行试验

6.38水泵水轮机调速系统15d试运行

水泵水轮机调速系统的全部调整试验与机组的其他试验完成之后，拆除试验接线，使机组所有设备 恢复到正常运行状态，然后进行15d试运行。 15d试运行期间，机组运行方式由电网调度，但为了达到考核目的，平均每天启动次数宜不少于 2次。

7测试系统误差和分辨率

GB 50288-2018 灌溉与排水工程设计标准测试系统误差和分辨率按附录A执行

8.1编写试验报告目的

编写试验报告目的是正式记载所观测的数据、计算及分析结果。它应拥有足够资料证明按本试验 见程所作全部试验，已达到试验目的。此外，还应将各试验结果列出表格或绘制曲线，可包括经证实的 原始记录（或复制件），测量仪表读数应符合观测所得记录。

8.2编写试验报告格式

全部试验应包括下述内容： 试验依据、目的； 被试验设备制造厂、型号、出厂编号及出厂日期； 电站、机组及被试验设备主要技术参数； 试验项目（包括条件、方法、仪表及原始数据等）； 试验结果（包括数据、曲线、图表、照片等）； ) 试验结论、验收意见； g) 主持、参加单位和人员

A.1一般测试系统误差要求

转速测量系统误差 温度测量系统误差 水压测量系统误差 油压测量系统误差 时间测量系统误差 功率测量系统误差 流量测量系统误差 指令信号测量系统误差 接力器行程测量系统误差

GTCC-057-2018 机车信号车载系统设备-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则A.2特殊要求测试系统误差或分辨率要求