仪器系统的硬件配置

　　本仪器原名为GTS-3型水轮机调速系统多功能试验装置。为了适应形势的发展，同时也为了后续推出系列仪器的分类，现已更名为HDS3-TG-A水电站水轮机调速综合测试系统 (以下简称调速系统测试仿真仪)。主要区别在于模拟输入通道的使用方法、最多可使用的通道数及机内使用的模数变换器类型。

　　表1-1各机型仪器的硬件配置简要描述

1.4 仪器系统功能

　　依据国家标准GB/T 9652.1-2007《水轮机控制系统技术条件》、GB/T 9652.2-2007《水轮机控制系统试验》，以及电力行业标准DL/T 1120-2009《水轮机调节系统自动测试及实时仿真仪器技术条件》，HDS3-TG 系列水电站水轮机调速综合测试系统可对水轮机调速器(含单调、双调)及其构成的调速系统进行全面试验，包括静态试验、动态试验、一次调频试验、模型参数辨识试验以及水力机组的线性和非线性实时仿真等，也可作为通用的存储型示波录波器用于电厂其它设备的试验项目中。此外，还可作为信号分析仪，对采集到的振动、摆度信号或其它信号进行频谱分析，功率谱分析，相关分析及小波分析等多角度的时频分析，达到一机多用的目的。在水轮机调速系统的相关试验中，可自动或半自动计算性能指标、自动记录波形，并可保存和打印。该机可实现的主要功能如下：

　　调速器静态特性、协联曲线及转速死区测定试验；

　　多接力器机组的接力器同步试验；

　　空载扰动试验；

　　自动或手动运行条件下的转速摆动测定试验；

　　接力器不动时间Tq 测定试验；

　　甩负荷试验；

　　调速器工作模式切换或信号消失试验；

　　水力机组的实时线性仿真及相关的调速系统闭环动特性试验；

　　水力机组的实时非线性仿真及相关的调速系统闭环动特性试验；

　　调速系统开环动特性试验(一次调频或模型辨识试验)；

　　PI调节器的参数测试；

　　基于遗传算法的模型辨识；

　　全数字存储示波器；

　　机组同期相关试验；

　　功能强大的频率和模拟信号发生器。

　　在各种动态特性特性和实时仿真试验中，提供以阶跃方式、斜坡方式、脉冲方式和PRBS (伪随机信号)等方式变化的频率和模拟扰动信号。这些形式的扰动信号一方面可用于进行调速系统一次调频试验 (阶跃信号作用下的开环动态特性试验)，也可用于获取在各种扰动作用下，调速系统各关键点的波形数据，进而用系统辨识的方法获取用于调速系统分析、电力系统运行分析和决策所需的数学模型。

　　此外，作为高级应用，仪器还提供如下信号分析功能：

　　机组振动、摆度、压力脉动、电量等各种物理量瞬态信号的采集、滤波、录波及存储；

　　波形任意截取；

　　各种信号的特征值提取，包括值、最小值、峰峰值、平均值、有效值、平均值、偏度值及峭度值等；

　　频谱分析，包括功率谱和幅值谱等；

　　相关分析，包括常规时域自相关和互相关分析、互功率谱分析等；

　　轴心轨迹分析，包括可设置的信号数字滤波和轴心轨迹绘制；

　　小波变换；

　　小波分解与重构。