一种大型汽轮机容积时间常数测试系统及其测试方法
【专利摘要】本发明属于电力系统电网稳定分析【技术领域】，具体涉及一种大型汽轮机容积时间常数测试系统及其测试方法，主要包括汽轮机高压调门、主汽压力变送器、调节级压力变送器、中压缸进汽压力变送器、低压缸进汽压力变送器和位移传感器等测量装置，数据采集模块，以及在控制逻辑中负荷指令环节增设并联实验功能模块。通过对反映汽轮机容积时间常数的信号进行测试与数据分析，可以获得精确的汽轮机容积时间常数，提高了汽轮机调速系统仿真模型的可靠性及其模型参数的准确性，本发明可全面、快速地完成汽轮机容积时间常数的测定，满足电网稳定计算分析需要。
【专利说明】
一种大型汽轮机容积时间常数测试系统及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统电网稳定分析【技术领域】，具体涉及一种大型汽轮机容积时间常数测试系统及其测试方法。
【背景技术】
[0002]为了维持电网稳定，为电网供电的汽轮机发电机组需要具备频率调节能力，当电网频率发生变化时，发电机组立刻通过汽轮机调速系统反向调节机组功率，达到稳定电网频率的目的。大型汽轮机是指200MW以上采用一次再热循环的汽轮发电机组，汽轮机由I个高中压合缸(或I个高压合缸、I个中压缸)、1个或2个低压缸构成，如图1所示，锅炉来主蒸汽进高压缸后经再热器至中压缸，最后经过低压缸。从汽轮机调门改变后蒸汽流动过程来看，汽轮机调门至高压缸之间存在导汽管，高压缸排汽至中压缸进汽之间存在冷段再热蒸汽管、再热器和热段再热蒸汽管，以及中压缸排汽至低压缸进汽之间存在低压联通管。正是由于中间蒸汽室的存在，在汽轮机调门开启或关闭调节发电机功率时，调门动作后蒸汽经过汽轮机各缸使机组出力发生变化的过程存在一个响应时间，该时间影响到了电网稳定性仿真计算的精确性，因而在汽轮机调速系统仿真模型建立过程中，必须通过试验测试汽轮机容积时间常数。
[0003]大型汽轮机参与电网一次调频过程中，由于机组容量大、蒸汽参数等级高，汽轮机容积的存在，汽轮机各缸对发电机组功率的调节节奏并不一致，使得发电机组参与电网一次调频过程中出现过调、调节量不足、以及调节过程不稳定等现象。大型汽轮机容积时间常数测试一方面提高了电网稳定性仿真计算的精确性，另一方面也可以作为大型机组一次调频控制参数整定的参考依据。
【发明内容】
[0004]本发明的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种大型汽轮机容积时间常数测试系统及其测试方法，以实现大型汽轮机容积时间常数的现场精确实测，满足电网稳定计算分析的需要，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]一种大型汽轮机容积时间常数测试系统及其测试方法，包括切换开关按钮、测量装置、数据采集模块，试验功能模块，执行机构、负荷指令模块和汽轮机发电机组，所述测量装置与数据采集模块电气连接和汽轮机发电机组连接，所述汽轮机发电机组通过执行机构与切换开关按钮的第一端子串联电气连接，切换开关按钮的第二端子与负荷指令模块通信连接，切换开关按钮的第三端子与实验功能模块通信连接；
[0006]所述试验功能模块包括试验切换按钮、开位测试挡、关位测试挡，初始位挡、突开测试挡和突关测试挡，所述试验切换按钮的第一端子与切换开关按钮的第三端子通信连接，所述开位测试挡与试验切换按钮的第二端子通信连接，关位测试挡与试验切换按钮的第三端子通信连接，初始位挡与试验切换按钮的第四端子通信连接，突开测试挡与试验切换按钮的第五端子通信连接，突关测试挡与试验切换按钮的第六端子通信连接；
[0007]所述汽轮机发电机组包括再热式蒸汽锅炉、高中压缸，以及与高中压缸通过联动轴子相连的第一低压缸、第二低压缸和发电机，所述再热式蒸汽锅炉通过在主蒸汽管上设置的若干个并联的高压调门经过导汽管与高中压缸中的高压缸连通，再热式蒸汽锅炉还通过在热段再热蒸汽管上设置两个中压调门，然后与高中压缸的中压缸连通，所述高中压缸的高压缸输出的蒸汽通过冷段再热蒸汽管冷段再热蒸汽管反馈输入至再热式蒸汽锅炉进行再次加热后通过热段再热蒸汽管输送至高中压缸的中压缸，所述高中压缸的中压缸一路蒸汽输出通过低压连通管分别与第一低压缸和第二低压缸连通；
[0008]需要了解的是由于高压调门后至汽轮机高压缸有导汽管，其中，高中压缸还包括高压缸和中压缸，高压缸排汽经冷段再热蒸汽管、热段再热蒸汽管，中压缸排汽经低压连通管，正是由于这些中间容积腔室的存在，使汽轮机发电机组的高压缸调门开启或关闭时，在调门动作后因蒸汽经过这些中间容积腔室使发电机组出力发生变化的过程存在一个响应时间，该响应的时间影响到了电网的频率调节，因此设置测量装置、数据采集模块，试验功能模块进行测试汽轮机发电机组各容积时间常数，可有效地分析出机组对电网稳定性影响；
[0009]所述测量装置包括主汽压力变送器、调节级压力变送器、中压缸进汽压力变送器、低压缸进汽压力变送器和位移传感器，所述主汽压力变送器设置在高压调门前的主蒸汽管上，所述调节级压力变送器设置在高中压缸的高压缸调节级后腔室，中压缸进汽压力变送器设置在中压调门与热段再热蒸汽管连接口的附近，低压缸进汽压力变送器设置在低压缸与低压连通管连相联的附近。所述高压调门与位移传感器机械连接、同步运行，所述主汽压力变送器、调节级压力变送器)、中压缸进汽压力变送器、低压缸进汽压力变送器和位移传感器分别与数据采集模块电气连接。
[0010]优选地，所述数据采集模块的数据采样频率不低于2纽2，且各测试通道为同步采样。
[0011〕 优选地，所述在主蒸汽管上设置并联的高压调门的数量为四个或六个。
[0012]一种大型汽轮机容积时间常数测试系统的测试方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0013]3、将汽轮机发电机组处于带负荷并网运行状态，设置再热式蒸汽锅炉到汽轮机门前的主蒸汽压力和温度，汽轮机处于单阀或顺序阀方式运行状态，使汽轮机发电机组在85%额定负荷下稳定运行；
[0014]以将试验切换按钮置于第四端子与初始位挡通信连接，将切换开关按钮置于第三端，切换开关按钮的第三端与试验切换按钮的第一端通信连接，使汽轮机发电机组处于85%额定负荷下稳定运行；此时，初始位挡锁定发电机组当前高压调门的开度，并记录试验调门的位置；
[0015]0、启动数据采集模块，将试验切换按钮置于第三端与开位测试挡通信连接，使汽轮机发电机组的高压调门其中的一个门以逐渐开启，主蒸汽管上的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组增加10%额定负荷，待汽轮机发电机组负荷稳定运308行后，数据采集模块记录测试高压调门中试验调门行程的位置，然后再将试验切换按钮置于第四端与初始位挡通信连接，使汽轮机发电机组的高压调门所选定其中的一个门以10丽/-11逐渐关闭，使汽轮机发电机组又处于85%额定负荷下稳定运行，后停止数据采集模块；
[0016]么此时汽轮机发电机组处于85%额定负荷下稳定运行时，高压调门中的开位测试档所选定的一个调门，满足开门升10%额定负荷条件时，启动数据采集模块，将试验切换按钮置于第五端与突开测试挡通信连接，使汽轮机发电机组的高压调门中的开位测试档所选定的一个试验调门快速开启升10%额定负荷，动作过程无负荷速率限制，升负荷速度完全取决于调门本身的动作性能，高压调门中的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组突增10%额定负荷后稳定运行60?120秒后，将试验切换按钮置于第四端与初始位挡通信连接，使汽轮机发电机组的高压调门中的开位测试档所选定的一个调门快速关闭降10%额定负荷，动作过程无负荷速率限制，降负荷速度完全取决于调门本身的动作性能，高压调门中的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组突降10%额定负荷后稳定运行60?120秒，数据采集模块记录测试高压调门的行程位置的全过程，以及采集主汽压力变送器、调节级压力变送器、中压缸进汽压力变送器、低压缸进汽压力变送器和位移传感器的信号数据后，停止数据采集模块；
[0017]6、将切换开关按钮置于第二端与负荷指令模块通信连接，使发汽轮机电机组带在85%额定负荷下运行，测试过程结束；
[0018]？、初始位挡、试验切换按钮、关位测试档、突关测试挡，主要用于汽轮机发电机组处于85%额定负荷下稳定运行时，高压调门中的关位测试档所选定的一个门已经开启较大，满足关门降10%额定负荷条件。其配合使用与步骤0和步骤(1 一致；
[0019]8、通过对突开或突关试验过程数据采集模块所测试记录的主汽压力变送器、调节级压力变送器、中压缸进汽压力变送器、低压缸进汽压力变送器和位移传感器的参数，可获得汽轮机容积时间常数。
[0020]本发明优选的，所述步骤(1中汽轮机发电机组突增或突降10%额定负荷后稳定运行的时间为60?120秒。
[0021]本发明优选的，所述步骤3中主蒸汽压力和温度为汽轮机发电机组额定参数附近。
[0022]本发明优选地，所述步骤3中，主蒸汽压力和温度为机组额定参数附近。
[0023]本发明中，上述测试系统对^660-24.2/566/566型单轴三缸、四排汽、凝汽式汽轮机进行汽轮机容积时间常数测试；执行机构是汽轮机数字电液控制系统(0211),主要包括伺服卡放大器、电液伺服阀、油动机共同组成一个数字电液伺服执行机构，实现对汽轮机的控制，其作用是驱动控制高压调门和中压调门的开启或关闭，执行机构的工作状态由调速控制系统决定，即负荷指令控制系统决定。
[0024]数据采集模块采用尼高利高速数据采集仪，其型号为0頂册310^41，具有同步记录的16个输入通道；每通道记录的最高速度为2001^/8，每个通道的最高分辩率为24位的数字转换器。
[0025]本发明具有以下有益效果:
[0026](1)本发明通过对试验模块和试验开关切换进行试验测试，通过对反映汽轮机容积时间常数的信号进行测试与数据分析，可以获得精确的汽轮机容积时间常数，提高了汽轮机调速系统仿真模型的可靠性及其模型参数的准确性
[0027](2)本发明可全面、快速地完成汽轮机容积时间常数的测定，满足电网稳定计算分析需要，在汽轮机调门开启或关闭调节发电机功率时，能快速测定汽轮机各缸使机组的响应时间，从而进行优化汽轮机发电机组调频控制，保持电网稳定运行。
[0028](3)发电机组参与电网一次调频过程中，快速增减负荷能力非常强，本发明对于维护电力系统稳定起到了非常积极的作用，避免了出现过调、调节量不足、以及调节过程不稳定等现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是现有的一种大型汽轮机发电机组原理意图。
[0031]图2是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统结构原理图。
[0032]图3是本发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统实验连接图。
[0033]图4是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统测试中突开测试时高压调门的行程变化曲线图。
[0034]图5是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统测试中突开测试时高压缸调节级压力变化曲线图。
[0035]图6是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统测试中突开测试时中压缸进汽压力变化曲线图。
[0036]图7是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统测试中突开测试时低压缸进汽压力变化曲线图。
[0037]图8是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统测试中突关测试时高压调门的行程变化曲线图。
[0038]图9是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统测试中突关测试时高压缸调节级压力变化曲线图。
[0039]图10是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统测试中突关测试时中压缸进汽压力变化曲线图。
[0040]图11是发明一种大型汽轮机容积时间常数测试系统测试中突关测试时低压缸进汽压力变化曲线图。
[0041]附图中，1-主汽压力变送器，2-调节级压力变送器，3-中压缸进汽压力变送器，4-低压缸进汽压力变送器，5-位移传感器，6-联动轴子，7-高中压缸，8-第一低压缸，9-第二低压缸，10-发电机，11-再热式蒸汽锅炉，12-高压调门，13-中压调门，14-主蒸汽管，15-热段再热蒸汽管，16-冷段再热蒸汽管，17-低压连通管，18-执行机构，19-负荷指令模块，20-切换开关按钮，21-实验功能模块，22-试验切换按钮，23-开位测试挡，24-关位测试挡，25-初始位挡，26-突开测试挡，27-突关测试挡，28-数据采集模块，29-测量装置，30-汽轮机发电机组，31-导汽管
【具体实施方式】
[0042]下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]参见图2和图3，一种大型汽轮机容积时间常数测试系统，包括切换开关按钮20、测量装置29、数据采集模块28，试验功能模块21，执行机构18、负荷指令模块19和汽轮机发电机组30，所述测量装置29与数据采集模块28电气连接和汽轮机发电机组30连接，所述汽轮机发电机组30通过执行机构18与切换开关按钮20的第一端子串联电气连接，切换开关按钮20的第二端子与负荷指令模块19通信连接，切换开关按钮20的第三端子与实验功能模块21通信连接；
[0044]所述实验功能模块21包括试验切换按钮22、开位测试挡23、关位测试挡24，初始位挡25、突开测试挡26和突关测试挡27，所述试验切换按钮22的第一端子与切换开关按钮20的第三端子通信连接，所述开位测试挡23与试验切换钮22的第二端子通信连接，关位测试挡24与切换开关按钮22的第三端子通信连接，初始位挡25与试验切换按钮22的第四端子通信连接，突开测试挡22与试验切换按钮22的第五端子通信连接，突关测试挡2与试验按钮22的第六端子通信连接；
[0045]参见图2和图3，所述汽轮机发电机组包括再热式蒸汽锅炉11、高中压缸7，其中高中压缸7包括高压缸和中压缸，以及与高中压缸7通过联动轴子相连的第一低压8缸、第二低压缸9和发电机10，所述再热式蒸汽锅炉11通过在主蒸汽管14上设置的若干个并联的高压调门及其导汽管31与高中压缸中的高压缸连通，再热式蒸汽锅炉11还通过在热段再热蒸汽管15上设置两个中压调门13然后与高中压缸7的中压缸连通，所述高中压缸7的高压缸输出的蒸汽通过冷段再热蒸汽管16反馈输入至再热式蒸汽锅炉11进行再次加热后通过热段再热蒸汽管15输送至高中压缸7的中压缸，所述高中压缸7的中压缸一路蒸汽输出端口通过低压连通管17分别与第一低压缸8和第二低压缸9连通；在本发明实施例中，是将四个相互并联的高压调门12中一个高压调门打开，在试验时将其余与之并联的其他调门的开度保持不变，两个相互并联的中压调门13全开。
[0046]所述测量装置29包括主汽压力变送器1、调节级压力变送器2、中压缸进汽压力变送器3、低压缸进汽压力变送器4和位移传感器5，所述主汽压力变送器1设置在高压调门12门前的主蒸汽管14上，所述调节级压力变送器2设置在高中压缸7的高压缸调节级后腔室，中压缸进汽压力变送器3设置在中压调门13与热段再热蒸汽管15连接口的附近，低压缸进汽压力变送器4设置在低压缸9与低压连通管17连相联的附近。所述高压调门12与位移传感器5机械连接、同步运行，所述主汽压力变送器1、调节级压力变送器2、中压缸进汽压力变送器3、低压缸进汽压力变送器4和位移传感器5分别与数据采集模块26电气连接；所述数据采集模块28的数据采样频率不低于2纽2，且各测试通道为同步采样。
[0047]一种大型汽轮机容积时间常数测试系统的测试方法，对^660-24.2/566/566型单轴三缸、四排汽、凝汽式汽轮机进行汽轮机容积时间常数测试，主要包括以下步骤:
[0048]1将汽轮机发电机组30处于带负荷并网运行状态，设置再热式蒸汽锅炉11的到汽轮机门前主蒸汽压力和温度；使汽轮机机前压力为24.2腿^、温度为5661，汽轮机处于单阀或顺序阀方式运行状态，使汽轮机发电机组在85%额定负荷下稳定运行；
[0049]以将试验切换按钮置于第四端子与初始位挡25通信连接，将切换开关按钮20置于第三端，切换开关按钮20的第三端与试验切换按钮22的第一端通信连接，使汽轮机发电机组30处于85%额定负荷下稳定运行；此时，初始位挡25锁定发电机当前高压调门12的开度，并记录试验调门的位置，记为匕。=52.5%。
[0050]启动数据采集模块28，将试验切换按钮22置于第三端与开位测试挡23通信连接，使汽轮机发电机组30的高压调门12其中的一个调门以10丽/01=逐渐开启，主蒸汽管14上的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组30增加10%额定负荷，待发电机组带30稳定运308行后，数据采集模块28记录测试高压调门12中试验调门行程的位置，记为101 =62.5%，然后再将试验切换按钮22置于第四端与初始位挡25通信连接，使汽轮机发电机组30的高压调门12所选定其中的一个调门以逐渐关闭，使汽轮机发电机组30又处于85%额定负荷下稳定运行，稳定运行的时间为60?1208，并采集保持稳定908的数据后停止数据采集模块28 ；
[0051]么此时汽轮机发电机组30处于85%额定负荷下稳定运行时，高压调门12中的开位测试档23所选定的一个调门，满足调门开门升10%额定负荷条件时，启动数据采集模块28，将试验切换按钮22置于第五端与突开测试挡26通信连接，使汽轮机发电机组30的高压调门12中的开位测试档23所选定的一个试验调门快速开启(由匕。突升到1^)升10%额定负荷，动作过程无负荷速率限制，升负荷速度完全取决于调门本身的动作性能，高压调门12中的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组30突增10%额定负荷后稳定运行60?120秒；后将试验切换按钮22置于第四端与初始位挡25通信连接，使汽发电机组带30的高压调门12中的开位测试档所选定的一个调门快速关闭(由101突变到匕。)降10%额定负荷，动作过程无负荷速率限制，降负荷速度完全取决于调门本身的动作性能，高压调门12中的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组30突降10%额定负荷后稳定运行60?120秒，数据采集模块28记录测试高压调门12的行程位置的变化过程，以及采集主汽压力变送器
1、调节级压力变送器2、中压缸进汽压力变送器3、低压缸进汽压力变送器4和位移传感器5的信号数据后，停止数据采集模块28 ；
[0052]6、将切换开关按钮20置于第二端与负荷指令模块19通信连接，使汽轮机发电机组30在85%额定负荷下运行，测试过程结束；
[0053]？、通过对突开或突关试验过程数据采集模块28所测试记录的主汽压力变送器1、调节级压力变送器2、中压缸进汽压力变送器3、低压缸进汽压力变送器4和位移传感器5的参数，可获得汽轮机容积时间常数。
[0054]本实施例中，突开位测试或突开测试时，执行机构18只改变高压调门12中的开位测试档23所选定的一个试验调门的行程位置，高压调门12保持在不变状态，数据采集模块28测试记录调门上设置的位移传感器5的变化过程，位移传感器5的量程范围为0?300臟。
[0055]本实施例中，突开测试是汽轮机发电机组30在85%额定负荷稳定运行时，高压调门12中所选定的一个试验调门开度不大的情况，采用突开调门方式进行测试，以下对步骤(1中所测试的过程作进一步阐述，汽轮机发电机组30的高压调门12中所选定的一个试验调门快速开启(由匕。突升到1^)升10%额定负荷时记录数据如图4、图5、图6、图7所示，图4为突开试验时高压调门中所选定的一个试验调门的开度变化曲线图；图5为压力变送器2 (汽轮机调节级压力压力变送器2)变化曲线；图6为压力变送器3 (中压缸进汽压力压力变送器3)变化曲线；图7为压力变送器4(低压缸进汽压力压力变送器4)变化曲线，汽发电机组带30的高压调门12中所选定的一个调门快速关闭(由101突变到匕。)降10%额定负荷时记录数据如图8、图9、图10、图11所不；图8为突开试验时闻压调门12中所选定的一个试验调门的开度变化曲线图；图9为压力变送器2(汽轮机调节级压力压力变送器2)变化曲线；图10为压力变送器3(中压缸进汽压力压力变送器3)变化曲线；图11为压力变送器4(低压缸进汽压力压力变送器4)变化曲线，其中，图11为中压力变送器4测试时可选第一低压缸8，也可选第二低压缸9作为测试点。
[0056]以下对本发明的工作原理作进一步阐述，本发明主要包括汽轮高压调门、数据采集模块及其位移传感器，主汽压力变送器、调节级压力变送器、中压缸进汽压力变送器和低压缸进汽压力变送器等测量装置，以及在控制逻辑中负荷指令环节增设并联试验模块，如图2和图3所示。控制逻辑中负荷指令环节增设并联试验模块，通过切换开关可将汽轮机发电机组正常运行的控制负荷状态与试验状态之间进行切换，试验功能模块设置开位测试、关位测试、初始位、突开测试、突关测试等档位，初始位档锁定发电机组带当前汽轮机高压调门的开度，并记录测试高压调门的初始位置，初始位置记为丄0。或IX。；
[0057]开位测试发出其指令使高压调门12中所选定的一个试验调门逐渐开启，初始位置记为10。，其它高压调门开度不变，高压调门12中所选定的一个试验调门逐渐开启汽轮机直至汽轮机发电机30组出力增加10%额定负荷，测试系统自动记录高压调门12中所选定的一个试验调门运行稳定后的位置，稳定后的位置记为匕”再将试验切换按钮切换22至初始位挡25，汽轮机发电机组30的负荷再稳定后突开试验档26由不可操作变成可操作；执行突开试验挡26后，高压调门12中所选定的一个试验调门由匕。突升到101，可测试出汽轮机各容积室达到稳定时的调节时间；
[0058]关位测试发出其指令使高压调门12中所选定的一个试验调门逐渐开启，初始位置记为IX。，其它高压调门开度不变，高压调门12中所选定的一个试验调门逐渐关闭汽轮机直至汽轮机发电机组30出力降低10%额定负荷，测试系统自动记录高压调门12中所选定的一个试验调门稳定运行后的位置，稳定的位置记为IX”再将试验切换钮切22换至初始位挡25，汽轮机发电机组30负荷稳定后突关测试挡26由不可操作变成可操作，突关测试挡26为可操作时，操作执行则突关测试发出其指令执行后由初始位IX。突关，整个过程中汽轮机发电机组30负荷无速率限制，运行快慢完全决定于汽机高压调门12本身动作特性，也可测试出汽轮机各容积室达到稳定时的调节时间。
[0059]在本发明中，开位测试档23是汽轮机发电机组30在85 %额定负荷稳定运行时，高压调门12中所选定的一个试验调门开度较小的情况下采用；而关位测试、突关测试挡是汽轮机发电机组30在85%额定负荷稳定运行时，高压调门12中所选定的一个试验调门的开度至80%?90%时，采用突关或关位测试方式进行测试时采用。
[0060]以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种大型汽轮机容积时间常数测试系统，其特征在于:包括切换开关按钮(20)、测量装置(29)、数据采集模块(28)，实验功能模块(21)，执行机构(18)、负荷指令模块(19)和汽轮机发电机组(30)，所述测量装置(29)分别与数据采集模块(28)和汽轮机发电机组(30)连接，所述汽轮机发电机组(30)通过执行机构(18)与切换开关按钮(20)的第一端子串联电气连接，切换开关按钮(20)的第二端子与负荷指令模块(19)通信连接，切换开关按钮(20)的第三端子与实验功能模块(21)通信连接； 所述实验功能模块(21)包括试验切换按钮(22)、开位测试挡(23)、关位测试挡(24)，初始位挡(25)、突开测试挡(26)和突关测试挡(27)，所述试验切换按钮(22)的第一端子与切换开关按钮(20)的第三端子通信连接，所述开位测试挡(23)与试验切换按钮(22)的第二端子通信连接，关位测试挡(24)与切换开关按钮(22)的第三端子通信连接，初始位挡(25)与试验切换按钮(22)的第四端子通信连接，突开测试挡(26)与试验切换按钮(22)的第五端子通信连接，突关测试挡(26)与试验切换按钮(22)的第六端子通信连接； 所述汽轮机发电机组(30)包括再热式蒸汽锅炉(11)、高中压缸(J)，以及与高中压缸(7)通过联动轴子(6)相连的第一低压缸(8)、第二低压缸(9)和发电机(10)，所述再热式蒸汽锅炉(11)通过在主蒸汽管(14)上设置的若干个并联的高压调门(12)经过导汽管(31)与高中压缸(7)中的高压缸连通，再热式蒸汽锅炉(11)还通过在热段再热蒸汽管(15)上设置两个中压调门(13)然后与高中压缸(7)的中压缸连通，所述高中压缸(7)的高压缸输出的蒸汽通过冷段再热蒸汽管(16)反馈输入至再热式蒸汽锅炉(11)进行再次加热后通过热段再热蒸汽管(15)输送至高中压缸(7)的中压缸，所述高中压缸(7)的中压缸一路蒸汽输出端口通过低压连通管(17)分别与第一低压缸(8)和第二低压缸(9)连通； 所述测量装置(29)包括主汽压力变送器(I)、调节级压力变送器(2)、中压缸进汽压力变送器(3)、低压缸进汽压力变送器(4)和位移传感器(5)，所述主汽压力变送器(I)设置在高压调门(12)前的主蒸汽管(14)上，所述调节级压力变送器(2)设置在高中压缸(7)的高压缸调节级后腔室，中压缸进汽压力变送器(3)设置在中压调门(13)与热段再热蒸汽管(15)连接口的附近，低压缸进汽压力变送器⑷设置在低压缸(9)与低压连通管(17)相联的附近。所述高压调门(12)与位移传感器(5)机械连接、同步运行，所述主汽压力变送器(I)、调节级压力变送器(2)、中压缸进汽压力变送器(3)、低压缸进汽压力变送器(4)和位移传感器(5)分别与数据采集模块(28)电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种大型汽轮机容积时间常数测试系统，其特征在于:所述数据采集模块(28)的数据采样频率不低于2kHz，且各测试通道为同步采样。
3.根据权利要求1所述的一种大型汽轮机容积时间常数测试系统，其特征在于:所述在主蒸汽管(14)上设置并联的高压调门(12)的数量为四个或六个。
4.根据权利要求1或2所述的一种大型汽轮机容积时间常数测试系统的测试方法，其特征在于:包括以下步骤: a、将汽轮机发电机组(30)处于带负荷并网运行状态，设置再热式蒸汽锅炉(11)到汽轮机门前的主蒸汽压力和温度，汽轮机发电机组(30)处于单阀或顺序阀方式运行状态，使汽轮机发电机组(30)在85%额定负荷下稳定运行； b、将试验切换按钮(22)置于第四端子与初始位挡(25)通信连接，将切换开关按钮(20)置于第三端，切换开关按钮(20)的第三端与试验切换按钮(22)的第一端通信连接，使汽轮机发电机组(30)处于85%额定负荷下稳定运行；此时，初始位挡(25)锁定发电机当前高压调门(12)的开度，并记录试验调门的位置； C、启动数据采集模块(28)，将试验切换按钮(22)置于第三端与开位测试挡(23)通信连接，使汽轮机发电机组(30)的高压调门(12)其中的一个门以10MW/min逐渐开启，主蒸汽管(14)上的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组(30)增加10%额定负荷，待发电机组带(30)稳定运30s行后，数据采集模块(28)记录测试高压调门(12)中试验调门行程的位置，然后再将试验切换按钮(22)置于第四端与初始位挡(25)通信连接，使汽轮机发电机组(30)的高压调门(12)所选定其中的一个调门以10MW/min逐渐关闭，使汽轮机发电机组(30)又处于85%额定负荷下稳定运行，后停止数据采集模块(28)； d、此时汽轮机发电机组(30)处于85%额定负荷下稳定运行时，高压调门(12)中的开位测试档(23)所选定的一个调门开启，满足开门升10%额定负荷条件时，启动数据采集模块(28)，将试验切换按钮(22)置于第五端与突开测试挡(26)通信连接，使汽轮机发电机组(30)的高压调门(12)中的开位测试档(23)所选定的一个试验调门快速开启升10%额定负荷，动作过程无负荷速率限制，升负荷速度完全取决于调门本身的动作性能，高压调门(12)中的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组(30)突增10%额定负荷后稳定运行60?120秒；然后将试验切换按钮(22)置于第四端与初始位挡(25)通信连接，使汽轮机发电机组(30)的高压调门(12)中的开位测试档所选定的一个调门快速关闭降10%额定负荷，动作过程无负荷速率限制，降负荷速度完全取决于调门本身的动作性能，高压调门(12)中的其他调门保持不变，使汽轮机发电机组(30)突降10%额定负荷后稳定运行。数据采集模块(28)记录测试高压调门(12)的行程位置的变化过程，以及采集主汽压力变送器(I)、调节级压力变送器(2)、中压缸进汽压力变送器(3)、低压缸进汽压力变送器(4)和位移传感器(5)的信号数据后，停止数据采集模块(28)； e、将切换开关按钮(20)置于第二端与负荷指令模块(19)通信连接，使发汽轮机电机组带(30)在85%额定负荷下运行，测试过程结束； f、初始位挡(25)、试验切换按钮(22)、关位测试档(24)、突关测试挡(27)，主要用于汽轮机发电机组(30)处于85%额定负荷下稳定运行时，高压调门(12)中的关位测试档(24)所选定的一个门已经开启较大，满足关门降10%额定负荷条件，其配合使用与步骤c和步骤d —致； g、通过对突开或突关试验过程数据采集模块(28)所测试记录的主汽压力变送器(I)、调节级压力变送器(2)、中压缸进汽压力变送器(3)、低压缸进汽压力变送器(4)和位移传感器(5)的参数，可获得汽轮机容积时间常数。
5.根据权利要求4所述的一种大型汽轮机容积时间常数测试系统的测试方法，其特征在于:所述步骤c和步骤d中汽轮机发电机组(30)突增或突降10%额定负荷后稳定运行的时间为60?120秒。
6.根据权利要求4所述的一种大型汽轮机容积时间常数测试系统的测试方法，其特征在于:所述步骤a中主蒸汽压力和温度为汽轮机发电机组(30)额定参数附近。
【文档编号】G01M15/00GK104374577SQ201410605435
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】文立斌 申请人:广西电网公司电力科学研究院