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英文名稱：Governing of Hydraulic Turbine

課程編碼：08052005

學時：48 實驗學時：4 學分：3

適用對象：熱能與動力工程專業(yè)本科四年級學生

先修課程：自動控制原理、水輪機

大綱主撰人：李志紅大綱審核人：李燕

一、課程性質、目的和任務

1. 本課程為熱能與動力工程專業(yè)（水動方向）本科三年級學生必修的一門專業(yè)課程。

2.目的：主要培養(yǎng)學生具有從事電廠調節(jié)系統(tǒng)的設計、制造、安裝、調試和運行維護等綜合能力。要求學生熟悉和掌握有關調速器的結構和工作原理、調節(jié)對象的動態(tài)特性、調節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及動態(tài)品質、調節(jié)保證計算和調速設備的選擇以及調節(jié)系統(tǒng)計算機分析等有關知識。

二、教學內容及要求

第1章：水輪機調節(jié)系統(tǒng)的基本概念

授課學時： 2

基本要求：

1-1了解水電站生產過程概況；水輪機調節(jié)的任務與作用；水輪機調節(jié)的特點；

1-2自動控制原理提要

重點：水輪機調節(jié)的任務與作用；水輪機調節(jié)的特點；

難點：自動控制原理提要。

第2章：水輪機調節(jié)系統(tǒng)工作原理

授課學時： 4

基本要求：

2-1理解水輪機調節(jié)系統(tǒng)的組成及原理、調速器組成及原理；

2-2了解水輪機調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性、水輪機調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性、水輪機調節(jié)系統(tǒng)調頻與調峰。

重點：水輪機調節(jié)系統(tǒng)的組成及原理；

難點：水輪機調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性、水輪機調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性。

第3章：機械液壓型調速器

授課學時： 6

基本要求：

3-1理解機調的組成及其結構框圖、離心飛擺；

3-2掌握機械液壓放大環(huán)節(jié)、一級液壓放大及反饋與二級液壓放大及其反饋機械；控制機構：調差機構，轉速調整機構，開限機構，鎖定機構，緊急停機電磁閥，手動自動切換閥及其他附加設備等；緩沖裝置； 油壓設備；YT和ST型調速器運行：機組啟動、停機、負荷調整、緊急停機、限開度運行、限負荷運行等工況切換。

重點：掌握機械液壓隨動系統(tǒng)包括第一級液壓放大及局部反饋與第二級液壓放大及其反饋機械的工作原理與性能參數(shù)、掌握YT和ST型調速器運行如機組啟動、停機、負荷調整、緊急停機、限開度運行、限負荷運行、調頻調峰運行等工況切換；

難點：機械液壓隨動系統(tǒng)運動方程與傳遞函數(shù)的推導和YT和ST型調速器運行。

第4章：電氣液壓型調速器

授課學時： 6

基本要求：

4-1掌握電調的組成及其結構框圖，理解測頻回路。

4-2理解頻率給定回路、頻率微分回路、軟反饋回路、調差回路。

4-3理解功率給定及人工失靈區(qū)回跨、開度限制回路、綜合放大回、模擬和數(shù)字協(xié)聯(lián)裝置、電液轉換裝置、DST電液調速器動作原理及操作；

4-4掌握機組啟動、停機、負荷調整、緊急停機、限開度運行、限負荷運行等工況切換。

重點：掌握頻率測頻回路及頻率給定回路的類型、組成、工作原理和性能參數(shù)；掌握DST電液調速器動作過程及操作過程如機組啟動、停機、負荷調整、緊急停機、限開度運行、限負荷運行、調頻調峰運行等工況切換。

難點：模擬與數(shù)字測頻技術和DST電液調速器動作過程及操作過程。第5章：微機調速器

授課學時：4

基本要求：

5-1掌握微機調速器的組成及其結構框圖，了解模擬和數(shù)字測頻技術、工業(yè)控制計算機簡介；

5-2理解微機調節(jié)器PID控制算法；微機調節(jié)系統(tǒng)原理；

5-3了解WDT微機調器硬件系統(tǒng)； WDT微機調速器軟件系統(tǒng)；微機調速器的發(fā)展。

重點：微機調速器的組成及其結構框圖、微機調節(jié)系統(tǒng)原理；

難點：理解微機調節(jié)器PID控制算法；微機調節(jié)系統(tǒng)原理。

第6章：調速器與調節(jié)對象的動態(tài)特性

授課學時：6

基本要求：

6-1掌握調速器的動態(tài)特性的相關概念，掌握調速系統(tǒng)測量環(huán)節(jié)、信號綜合放大執(zhí)行環(huán)節(jié)、永態(tài)反饋環(huán)節(jié)和暫態(tài)反饋環(huán)節(jié)的數(shù)學模型，熟悉調速系統(tǒng)類型及其方框圖，熟悉調速系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

6-2掌握調節(jié)對象引水系統(tǒng)、水輪機數(shù)學模型，熟悉調節(jié)對象及其方框圖、調節(jié)對象的傳遞函數(shù)，了解引水系統(tǒng)的動態(tài)特性，了解水輪機的動態(tài)特性

6-3了解發(fā)電機、電網(wǎng)及負載動態(tài)特性，了解調節(jié)對象的動態(tài)特性。

重點：調速器的動態(tài)特性的相關概念、引水系統(tǒng)、水輪機數(shù)學模型、調節(jié)對象及其方框圖

難點：引水系統(tǒng)的動態(tài)特性、水輪機的動態(tài)特性和發(fā)電機、電網(wǎng)及負載動態(tài)特性。

第7章水輪機調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性及參數(shù)整定

授課學時：4

基本要求：

7-1掌握水輪機調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性的相關概念，掌握水輪機調節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學模型，了解水輪機調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性；

7-2理解水輪機調節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性；

7-3掌握水輪機調節(jié)系統(tǒng)參數(shù)整定方法

重點：水輪機調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性的相關概念、水輪機調節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學模型；

難點：水輪機調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性、水輪機調節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性和水輪機調節(jié)系統(tǒng)參數(shù)整定方法。

第8章調節(jié)保證計算及設備選擇

授課學時：6

基本要求：

8-1掌握調節(jié)保證計算的相關概念，熟悉調節(jié)保證計算的任務與標準；

8-2掌握水擊壓力上升計算和最大轉速上升計算方法，熟悉調節(jié)保證計算的步驟；

8-3了解改善大波動過渡過程的主要措施；

8-4掌握調速設備選型計算。

重點：擊壓力上升計算和最大轉速上升計算方法，熟悉調節(jié)保證計算的步驟；

難點：水擊壓力上升計算和最大轉速上升計算方法和調速設備選型計算。

第9章水輪機調節(jié)系統(tǒng)計算機輔助分析

授課學時：4

基本要求

9-1掌握水輪機調節(jié)系統(tǒng)計算機輔助分析的相關概念，了解水輪機調節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判別方法，了解水輪機調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)品質估算方法；

9-2了解水輪機調節(jié)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法、水輪機調節(jié)系統(tǒng)離散化數(shù)字仿真方法。

重點：水輪機調節(jié)系統(tǒng)計算機輔助分析的相關概念；

難點：水輪機調節(jié)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法和水輪機調節(jié)系統(tǒng)離散化數(shù)字仿真方法。

第10章調速器的調整試驗

授課學時：2

基本要求

10-1掌握調速器主要回路和元件的調整試驗；

10-2掌握調速器整機調整和靜特性試驗；

10-3掌握水輪機調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性試驗。

重點：調速器主要回路和元件的調整試驗；

難點：水輪機調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性試驗。

三、實踐環(huán)節(jié)

1、實驗教學目的與基本要求

為了鞏固理論教學的效果，水輪機調節(jié)課程安排了4個學時的實踐型教學環(huán)節(jié)。通過實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，學生可以基本掌握水輪機調節(jié)課程的知識，具有水輪機調節(jié)的理論、運行和操作技能。

2、實驗課程內容與學時分配

3、考核方式

（1）實驗報告：本門課程對實驗報告的要求（應包括對報告內容的要求）。

（2）實驗課的考核方式：

根據(jù)學習態(tài)度、動手能力、出勤等部分構成，按優(yōu)、良、及格、不及格四等次評定，實驗課成績作為平時成績一部分。

4、實驗指導書、參考書

四、學時分配

課程總學時為48，其中理論學時44，實驗學時4。

五、推薦教材及參考書

教 材：《水輪機調節(jié)》 （第三版） 河海大學 沈祖詒 主 編

參考書：

六、課程考核

課程成績中期末考試成績占70%，平時成績占30%。期末考試筆試。

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