儀器系統的硬件配置

　　本儀器原名為GTS-3型水輪機調速系統多功能試驗裝置。為了適應形勢的發展，同時也為了后續推出系列儀器的分類，現已更名為HDS3-TG-A水電站水輪機調速綜合測試系統 (以下簡稱調速系統測試仿真儀)。主要區別在于模擬輸入通道的使用方法、最多可使用的通道數及機內使用的模數變換器類型。

　　表1-1各機型儀器的硬件配置簡要描述

1.4 儀器系統功能

　　依據國家標準GB/T 9652.1-2007《水輪機控制系統技術條件》、GB/T 9652.2-2007《水輪機控制系統試驗》，以及電力行業標準DL/T 1120-2009《水輪機調節系統自動測試及實時仿真儀器技術條件》，HDS3-TG 系列水電站水輪機調速綜合測試系統可對水輪機調速器(含單調、雙調)及其構成的調速系統進行全面試驗，包括靜態試驗、動態試驗、一次調頻試驗、模型參數辨識試驗以及水力機組的線性和非線性實時仿真等，也可作為通用的存儲型示波錄波器用于電廠其它設備的試驗項目中。此外，還可作為信號分析儀，對采集到的振動、擺度信號或其它信號進行頻譜分析，功率譜分析，相關分析及小波分析等多角度的時頻分析，達到一機多用的目的。在水輪機調速系統的相關試驗中，可自動或半自動計算性能指標、自動記錄波形，并可保存和打印。該機可實現的主要功能如下：

　　調速器靜態特性、協聯曲線及轉速死區測定試驗；

　　多接力器機組的接力器同步試驗；

　　空載擾動試驗；

　　自動或手動運行條件下的轉速擺動測定試驗；

　　接力器不動時間Tq 測定試驗；

　　甩負荷試驗；

　　調速器工作模式切換或信號消失試驗；

　　水力機組的實時線性仿真及相關的調速系統閉環動特性試驗；

　　水力機組的實時非線性仿真及相關的調速系統閉環動特性試驗；

　　調速系統開環動特性試驗(一次調頻或模型辨識試驗)；

　　PI調節器的參數測試；

　　基于遺傳算法的模型辨識；

　　全數字存儲示波器；

　　機組同期相關試驗；

　　功能強大的頻率和模擬信號發生器。

　　在各種動態特性特性和實時仿真試驗中，提供以階躍方式、斜坡方式、脈沖方式和PRBS (偽隨機信號)等方式變化的頻率和模擬擾動信號。這些形式的擾動信號一方面可用于進行調速系統一次調頻試驗 (階躍信號作用下的開環動態特性試驗)，也可用于獲取在各種擾動作用下，調速系統各關鍵點的波形數據，進而用系統辨識的方法獲取用于調速系統分析、電力系統運行分析和決策所需的數學模型。

　　此外，作為高級應用，儀器還提供如下信號分析功能：

　　機組振動、擺度、壓力脈動、電量等各種物理量瞬態信號的采集、濾波、錄波及存儲；

　　波形任意截取；

　　各種信號的特征值提取，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；

　　頻譜分析，包括功率譜和幅值譜等；

　　相關分析，包括常規時域自相關和互相關分析、互功率譜分析等；

　　軸心軌跡分析，包括可設置的信號數字濾波和軸心軌跡繪制；

　　小波變換；

　　小波分解與重構。