一种大型汽轮机容积时间常数测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力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。
【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、I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。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型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，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，本实用新型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，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2kHz，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]优选地，所述移传感器的位移量为O?300mm，输出电压为-5V?+5V。
[0013]本实用新型中，上述测试系统对N660-24.2/566/566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(DEH)，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。
[0014]数据采集模块采用尼高利高速数据采集仪，其型号为DMENS10N-4i，具有同步记录的16个输入通道；每通道记录的最高速度为200kS/s，每个通道的最高分辩率为24位的数字转换器。
[0015]本实用新型具有以下有益效果:
[0016](I)本实用新型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，提了高汽轮机调速系统测试参数的准确性和可靠性。
[0017](2)本实用新型可全面、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，从而进行调整汽轮机组调频控制，保持发电电网稳定运行。
[0018](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，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。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型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，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，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。
[0020]图1是现有的一种大型汽轮机发电机组原理结构意图。
[0021]图2是本实用新型一种大型汽轮机容积时间常数测试系统结构原理图。
[0022]图3是本实用新型一种大型汽轮机容积时间常数测试系统实验连接图。
[0023]附图中，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