中小型水轮机调速器的原理调试与故障分析处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:蔡维由

出品人:

页数:187

译者:

出版时间:2006-5

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787508342061

丛书系列:

图书标签:

• 水轮机
• 调速器
• 原理
• 调试
• 故障分析
• 电力设备
• 水力发电
• 自动化控制
• 电气工程
• 维修

《电力系统中的调速器技术：原理、应用与实践》 在复杂而庞大的电力系统中，稳定运行是其首要也是最根本的要求。而电力系统的稳定，很大程度上依赖于发电机组的平稳运行，发电机组的平稳运行又与调速器这一关键部件息息相关。调速器，顾名思义，是控制发电机转速的装置。它如同一个精密的“大脑”，实时监测发电机转速的变化，并根据预设的指令，精准地调整汽轮机（或水轮机）的进汽量（或进水量），从而使发电机在负荷变化时，能够迅速而平稳地回到额定转速，维持电网频率的稳定。 本书《电力系统中的调速器技术：原理、应用与实践》正是深入探讨这一核心技术，旨在为读者提供一个全面而深入的理解。本书并非局限于某一特定类型的发电机组，而是以电力系统整体运行的视角，系统地阐述了各类调速器在现代电力系统中的重要作用、核心工作原理、具体应用场景以及在实际运行中可能遇到的问题及其解决方案。 第一部分：调速器技术基础与核心原理 本部分将首先建立读者对调速器基本概念的认识。我们将从电力系统的基本构成出发，阐述频率在电力系统中的关键作用，以及为何维持频率稳定至关重要。接着，我们将详细介绍调速器的基本功能和任务，包括负荷响应、频率调节、功率限制以及机组稳定运行等。 随后，本书将深入剖析不同类型调速器的核心工作原理。我们会从经典的液压式调速器讲起，详细解析其油路的构成、执行机构的工作方式以及反馈机制的数学模型。在此基础上，我们将转向现代电力系统中占主导地位的电子式和微机式调速器。对于电子式调速器，我们将重点介绍其信号采集、处理单元以及输出控制的电子电路设计。而对于微机式调速器，本书将详细阐述其基于数字信号处理和现代控制理论的先进算法，包括PID控制、前馈控制、模糊控制以及自适应控制等，并分析这些控制策略在提高调速器响应速度、精度和鲁棒性方面的优势。 为了帮助读者更好地理解理论，本书将在原理部分引入大量的图示和简化模型，例如调速器系统的开环和闭环控制框图，以及不同控制算法在动态响应曲线上的表现对比。我们还将简要介绍调速器与励磁系统之间的耦合关系，因为在实际运行中，这两者共同作用于发电机组的稳定。 第二部分：调速器的应用与系统集成 掌握了基本原理后，本书将进一步探讨调速器在不同类型发电机组中的具体应用。我们将针对火力发电（包括燃煤、燃气）、水力发电（包括大型水轮机、抽水蓄能）、以及核力发电等不同场景，分析其调速器设计的特点和差异。例如，针对水轮机调速器，我们会探讨其特有的水锤效应及其在设计中需要考虑的抑制措施；针对汽轮机调速器，则会关注其高功率输出和快速响应的需求。 更重要的是，本书将强调调速器在整个电力系统集成中的地位。我们将详细阐述调速器如何与电网调度系统进行信息交互，如何响应来自调度中心的负荷指令，以及如何参与电网的自动频率控制（AFC）和无功功率补偿。我们将分析不同类型电网（如孤岛运行、弱连接电网）对调速器提出的不同要求，并探讨在这些特殊场景下的调速器配置策略。 本书还将涉及调速器与发电厂集控系统、机组保护系统之间的协同工作。我们将分析保护动作对调速器的影响，以及调速器在机组事故状态下的保护功能。此外，对于分布式发电和可再生能源（如风力发电、太阳能发电）的接入，本书也将探讨其并网调速器在平滑输出、抑制波动方面的挑战与解决方案，以及微电网中调速器的特殊作用。 第三部分：调速器的调试、运行与实践 理论学习最终要回归实践。本部分将聚焦于调速器的实际应用，从调试、运行到维护，提供一套完整的指导。 3.1 调速器调试 调速器调试是保证机组安全稳定运行的关键环节。本书将详细介绍调试的各个阶段： 静态调试： 包括参数校验、信号回路检查、执行机构空载运行测试等，确保设备硬件的完好性。 动态调试： 这是调试的核心，将重点讲解如何根据机组特性和电网要求，设定和优化调速器的各种参数，如比例增益（P）、积分增益（I）、微分增益（D）的取值范围和优化方法。我们会详细介绍“人工调频法”、“半自动调频法”以及基于仿真模型的“数字仿真调试法”等不同调试手段，并分析它们各自的优缺点及适用场景。 负荷特性测试： 讲解如何通过改变机组负荷，测试调速器在不同负荷下的响应特性，包括稳态精度、动态响应速度、超调量以及恢复时间等指标的测量与评估。 电网互动测试： 重点阐述调速器在并网运行状态下的调试，包括频率偏差响应、负荷指令响应、以及与调度系统联调的流程。 3.2 调速器的运行与监控 在实际运行中，调速器的状态监控至关重要。本书将介绍： 运行参数监控： 详细列举调速器运行过程中需要重点关注的各类参数，如转速、频率、功率、进给量（或进水量）、调节器输出等，并提供判断参数是否正常的依据。 趋势分析： 讲解如何通过对关键运行参数的长期趋势分析，提前预警潜在的故障隐患。 运行模式选择： 介绍不同运行模式（如手动控制、自动控制、准同步运行、恒功率运行等）的切换策略和注意事项。 负荷分配： 在多机组运行时，本书将探讨如何通过调速器协同工作，实现经济合理的负荷分配。 3.3 调速器的故障分析与处理 调速器的故障可能导致机组跳闸、频率大幅波动甚至电网事故。因此，对故障的快速准确判断和处理能力至关重要。本部分将系统性地梳理调速器可能出现的各类故障，并提供详细的分析方法和处理对策： 常见故障类型： 测量元件故障： 如转速传感器失效、频率信号不稳定、压力传感器偏差等。 运算（控制）单元故障： 如电子元件损坏、微处理器程序错误、逻辑运算异常等。 执行机构故障： 如调节阀卡涩、液压伺服系统漏油、电动执行机构响应迟缓等。 反馈回路故障： 如信号反馈失真、反馈回路断路或短路等。 参数设置错误： 如增益参数设置不当、死区设置过大或过小等。 与外部系统接口故障： 如与调度系统通讯中断、保护系统误动作等。 故障诊断方法： 现象分析法： 根据机组运行时的异常现象（如转速波动、功率不稳、频率偏移、机组自动停机等）进行初步判断。 参数查阅法： 仔细核查调速器各监测参数，找出异常数据点。 报警信息分析： 详细解读调速器自带的报警信息和故障代码。 波形分析法： 对于微机式调速器，可利用示波器或数据记录仪分析关键信号的波形，判断其是否正常。 逻辑诊断法： 结合调速器的工作逻辑，逐步排除可能的原因。 对比分析法： 与同类型正常机组的调速器数据进行对比。 故障处理策略： 隔离与切除： 在确认故障可能导致严重后果时，果断采取隔离措施，将故障调速器从系统中切除。 临时替代方案： 讲解如何在故障调速器无法立即修复时，采用临时手动控制或简易控制方式维持机组运行。 部件更换与维修： 提供针对各类常见故障部件的更换和维修指导。 参数恢复与重新调试： 在故障排除后，如何恢复正常参数并重新进行调试。 事故复盘与经验总结： 强调在故障处理后，对事故原因进行深入分析，总结经验教训，避免类似故障再次发生。 第四部分：现代调速器技术发展趋势与展望 本书的最后部分将放眼未来，探讨调速器技术的发展趋势。我们将分析人工智能（AI）、大数据、物联网（IoT）等新兴技术在调速器领域的应用前景，如智能预测性维护、在线自适应优化控制、以及与其他智能电网设备的协同控制等。同时，本书也将讨论在构建高比例可再生能源电力系统中，调速器面临的新挑战和新的发展方向。 本书特色： 理论与实践并重： 既有严谨的理论基础，又有贴合实际的调试、运行和故障处理经验。 系统性强： 从基础原理到具体应用，再到问题解决，构成一个完整的知识体系。 图文并茂： 大量图表、示意图和数据曲线，帮助读者直观理解复杂概念。 面向工程实际： 聚焦电力系统稳定运行的核心问题，为工程技术人员提供实用的指导。 《电力系统中的调速器技术：原理、应用与实践》将是电力系统工程师、运行人员、检修人员以及相关专业学生的宝贵参考资料，帮助他们深入理解和掌握调速器这一电力系统“心脏”的奥秘，为保障电力系统的安全稳定运行贡献力量。

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作为一个有着十多年工作经验的电气工程师，我对技术文档的实用价值看得非常重。这本书最让我感到惊喜的是其对“故障分析与处理”部分的详尽程度。通常这类书籍在实操部分往往草草收场，但这本书简直像一本高质量的维护手册。它不仅列举了常见的调速器误动作现象，比如“超调”、“振荡”或“响应迟缓”，还系统性地分类了可能导致这些问题的根源——是从传感器信号漂移到电液伺服阀的滞环问题，再到控制板的软件逻辑错误。更关键的是，它提供的排查步骤是结构化的，每一步都有明确的检查项和预期的测量结果，这极大地缩短了现场查找故障的时间。我甚至在书中找到了针对特定品牌调速器（虽然没有明指，但描述特征明显）的调试技巧，这显示出作者团队在实际项目中积累了极为深厚的经验，而非仅停留在教科书的层面进行理论综述。

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这本书的装帧设计非常精美，封面采用了深邃的蓝色调，配以现代感十足的金色线条勾勒出的复杂机械结构图，给人一种专业而又引人入胜的感觉。内页纸张质地厚实，触感温润，印刷清晰度极高，即便是书中那些密集的电气符号和参数表格，也能看得一清二楚，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。特别值得称赞的是，书中大量的系统结构图和分部剖视图，每一张都绘制得极其细致入微，比例精确，连最小的阀体结构都能清晰分辨。这对于一个对实际工程操作有高度要求的读者来说，简直是福音。我记得翻开第三章时，看到那个关于PID参数整定流程的示意图，用流程图的方式将抽象的数学模型转化为了直观的工程步骤，对比市面上一些只有干巴巴文字描述的教材，这本书在这方面的可视化工作做得实在太出色了，让复杂的理论瞬间变得触手可及。而且，装订结实耐用，即便是经常翻阅查阅，也不必担心书本散架，绝对是案头必备的工具书典范。

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我特别关注书中关于“数字化与智能化调速”的章节，虽然全书的基石是基于成熟的电液系统原理，但作者对未来趋势的把握是相当敏锐的。书中对基于现代微处理器的高速数字控制器的架构、数据采集的精度要求，以及如何集成状态监测和预测性维护模块的探讨，都显示出作者视野的前瞻性。特别是关于不同采样率对系统稳定性和动态性能影响的对比分析，这种量化的讨论比泛泛而谈“数字化很重要”要实用得多。虽然书中没有深入到最新的深度学习算法在水轮机负荷预测中的应用（毕竟这可能超出了本书的“原理调试”范畴），但它清晰地勾勒出了传统电液系统如何平稳过渡到下一代智能控制平台的路线图。对于我们这些需要为未来十年设备升级做规划的管理者来说，这本书提供了坚实的理论支撑和可行的技术过渡路径参考。

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这本书的语言风格非常独特，它不像传统的学术著作那样佶屈聱牙，充满晦涩的数学符号堆砌；也不像某些面向大众的科普读物那样过于口语化，导致专业性缺失。它的行文节奏把握得极好，在阐述复杂的控制理论（比如闭环反馈系统中的非线性特性处理）时，作者会适当地插入一些历史上的工程案例或者行业标准演变的小插曲，使得阅读过程既有知识的深度，又不失趣味性。例如，在讨论“水击”现象对调速系统压力波动的冲击时，作者用了一段非常形象的比喻来描述压力波在引水管道中的传播模式，让我立刻明白了为什么必须设计快速响应的泄压装置。这种“寓教于乐”的文字功底，让这本书在枯燥的技术领域中脱颖而出，让人愿意沉下心来，逐页精读，而不是把它当作工具书一样只查阅特定章节。

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我是在一个非常偶然的机会下接触到这本书的，当时我正在为一个老旧水电站的机组调速系统进行现代化改造方案的初步调研。坦白说，我对调速器领域的专业术语和最新技术标准了解有限，最初抱着试一试的心态购买了它。这本书的叙事逻辑非常严谨，它没有急于抛出深奥的控制算法，而是从水轮机与调速器这对“共生体”的基本物理关系入手，层层递进，解释了为什么需要调速，以及不同类型调速器（例如机械式、电液式）产生的历史必然性。这种“溯源”的写法，极大地帮助我理解了背后运行的底层逻辑，而不是仅仅停留在“记住这个公式”的层面。书中对不同水轮机类型（如冲击式、反击式）在动态特性上的细微差异如何影响调速器设计哲学的论述，尤其深刻，这在其他更偏重理论推导的文献中是很难找到如此贴合实际工况的分析的。这本书真正做到了将理论与现场需求完美对接。

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