1. Увядзенне
Турбінны рэгулятар з'яўляецца адным з двух асноўных рэгулююць абсталявання для гідраэлектрастанцый.Ён не толькі гуляе ролю рэгулявання хуткасці, але і ажыццяўляе пераўтварэнне розных умоў працы і частоты, магутнасці, фазавага вугла і іншага кантролю гідраэнергетычных блокаў і абараняе вадзяное кола.Задача генератарнай ўстаноўкі.Турбінныя рэгулятары прайшлі тры стадыі распрацоўкі: механічныя гідраўлічныя рэгулятары, электрагідраўлічныя рэгулятары і мікракампутарныя лічбавыя гідраўлічныя рэгулятары.У апошнія гады ў сістэмы рэгулявання хуткасці турбіны былі ўкаранёны праграмуемыя кантролеры, якія валодаюць моцнай здольнасцю супраць перашкод і высокай надзейнасцю;простае і зручнае праграмаванне і эксплуатацыя;модульная структура, добрая ўніверсальнасць, гнуткасць і зручнае абслугоўванне;Ён мае перавагі моцнай функцыі кантролю і здольнасці да кіравання;гэта практычна праверана.
У гэтым артыкуле прапануюцца даследаванні па сістэме падвойнага рэгулявання гідраўлічнай турбіны PLC, і праграмавальны кантролер выкарыстоўваецца для рэалізацыі двайнога рэгулявання накіроўвалай лопасці і лопасці, што паляпшае дакладнасць каардынацыі накіроўвалай лопасці і лопасці для розных галоўкі вады.Практыка паказвае, што падвойная сістэма кіравання паляпшае каэфіцыент выкарыстання воднай энергіі.
2. Сістэма рэгулявання турбіны
2.1 Сістэма рэгулявання турбіны
Асноўная задача сістэмы рэгулявання хуткасці турбіны - адпаведна змяніць адкрыццё накіроўвалых лопасцяў турбіны праз рэгулятар пры змене нагрузкі на сістэму харчавання і адхіленні хуткасці кручэння агрэгата, каб хуткасць кручэння турбіны захоўваецца ў зададзеным дыяпазоне, каб генератар працаваў.Выхадная магутнасць і частата адпавядаюць патрабаванням карыстальнікаў.Асноўныя задачы рэгулявання турбіны можна падзяліць на рэгуляванне хуткасці, рэгуляванне актыўнай магутнасці і рэгуляванне ўзроўню вады.
2.2 Прынцып рэгулявання турбіны
Гідрагенератарная ўстаноўка — агрэгат, утвораны злучэннем гідратурбіны і генератара.Верціцца частка гідрагенератарнай устаноўкі ўяўляе сабой цвёрдае цела, якое круціцца вакол нерухомай восі, і яго раўнанне можна апісаць наступным раўнаннем:
У формуле
——Момант інэрцыі верціцца часткі агрэгата (кг м2)
——Вуглавая хуткасць кручэння (рад/с)
——Круціўны момант турбіны (Н/м), уключаючы механічныя і электрычныя страты генератара.
—— Момент супраціву генератара, які адносіцца да крутоўнага моманту, які дзейнічае статара генератара на ротары, яго кірунак процілеглы кірунку кручэння і ўяўляе актыўную выхадную магутнасць генератара, гэта значыць памер нагрузкі.
Пры змене нагрузкі адкрыццё накіроўвалай лопасці застаецца нязменным, а хуткасць агрэгата ўсё яшчэ можа стабілізаваць на пэўным значэнні.Паколькі хуткасць будзе адхіляцца ад намінальнага значэння, недастаткова спадзявацца на здольнасць рэгулявання самабалансіроўкі для падтрымання хуткасці.Каб захаваць хуткасць агрэгата на першапачатковым намінальным значэнні пасля змены нагрузкі, на малюнку 1 відаць, што неабходна адпаведна змяніць адкрыццё накіроўвалай лопасці.Пры памяншэнні нагрузкі, калі крутоўны момант супраціўлення змяняецца ад 1 да 2, адкрыццё накіроўвалай лопасці паменшыцца да 1, а хуткасць агрэгата захаваецца.Такім чынам, пры змене нагрузкі, адкрыццё механізму навядзення вады адпаведна змяняецца, так што хуткасць гідрагенератарнага блока падтрымліваецца на загадзя вызначаным значэнні або змяняецца па загадзя вызначаным законе.Гэты працэс - рэгуляванне хуткасці гідрагенератарнага агрэгата., або рэгуляванне турбіны.
3. PLC гідраўлічная турбіна падвойная сістэма рэгулявання
Рэгулятар турбіны павінен кантраляваць адкрыццё воданаводных лопасцяў для рэгулявання патоку ў бегунок турбіны, тым самым змяняючы дынамічны крутоўны момант турбіны і кантралюючы частату турбіннага блока.Аднак падчас працы лопастной турбіны з восевым патокам рэгулятар павінен не толькі адрэгуляваць адкрыццё накіроўвалых лопасцяў, але і адрэгуляваць вугал лопасцяў бегуноў у адпаведнасці з значэннем ходу і воднага напору кідкавага лопасці, так, каб накіроўвалая лопасць і лопасць злучаныя.Падтрымлівайце ўзаемаадносіны паміж імі, гэта значыць каардынацыйныя адносіны, якія могуць палепшыць эфектыўнасць турбіны, паменшыць кавітацыю лопасці і вібрацыю агрэгата, а таксама павысіць стабільнасць працы турбіны.
Абсталяванне сістэмы лопастных турбін кіравання PLC ў асноўным складаецца з двух частак, а менавіта PLC-кантролера і гідраўлічнай сервосистемы.Спачатку давайце абмяркуем апаратную структуру кантролера ПЛК.
3.1 кантролер ПЛК
Кантролер ПЛК у асноўным складаецца з блока ўводу, асноўнага блока ПЛК і блока вываду.Блок ўводу складаецца з A/D модуля і модуля лічбавага ўваходу, а блок выхаду складаецца з модуля D/A і модуля лічбавага ўваходу.Кантролер ПЛК абсталяваны святлодыёдным лічбавым дысплеем для назірання ў рэжыме рэальнага часу за параметрамі PID сістэмы, становішчам крыльчаткі, становішчам накіравальнай лопасці і значэннем напору вады.Таксама прадугледжаны аналагавы вальтметр для кантролю за становішчам лопастнага паслядоўніка ў выпадку выхаду з ладу кантролера мікракампутара.
3.2 Гідраўлічная сістэма наступнага кантролю
Гідраўлічная сістэма сервопривода з'яўляецца важнай часткай сістэмы кіравання крыльчаткай турбіны.Выхадны сігнал кантролера гідраўлічна ўзмацняецца, каб кіраваць рухам лопасці, што рэгулюе кут лопасцяў бегуноў.Мы прынялі камбінацыю электрагідраўлічнай сістэмы кіравання асноўнага клапана кіравання ціскам і традыцыйнай машынна-гідраўлічнай сістэмы кіравання, каб сфармаваць паралельную гідраўлічную сістэму кіравання электрагідраўлічным прапарцыйным клапанам і машынна-гідраўлічным клапанам, як паказана на малюнку 2. Гідраўлічны наступны сістэма ўверх для турбінных лопасцяў.
Гідраўлічная сістэма кантролю за лопасцямі турбіны
Калі кантролер PLC, электрагідраўлічны прапарцыйны клапан і датчык становішча ў норме, электрагідраўлічны метад прапарцыйнага кіравання PLC выкарыстоўваецца для рэгулявання сістэмы лопаток турбіны, значэнне зваротнай сувязі па становішчы і значэнне кіруючага выхаду перадаюцца электрычнымі сігналамі, і Сігналы сінтэзуюцца кантролерам ПЛК., апрацоўка і прыняцце рашэнняў, рэгуляваць адкрыццё клапана асноўнага клапана размеркавання ціску праз прапарцыйны клапан, каб кантраляваць становішча лопаткі паслядоўніка, і падтрымліваць адносіны супрацоўніцтва паміж накіроўвалай лопасцю, вадзяной галоўкай і лопасцю.Лопастная сістэма турбіны, кіруемая электрагідраўлічным прапарцыйным клапанам, мае высокую дакладнасць сінэргіі, простую структуру сістэмы, моцную ўстойлівасць да забруджвання алеем і зручна ўзаемадзейнічаць з кантролерам PLC для фарміравання сістэмы аўтаматычнага кіравання мікракампутара.
Дзякуючы захаванню механічнага механізму счаплення, у рэжыме электрагідраўлічнага прапарцыйнага кіравання, механічны механізм счаплення таксама працуе сінхронна для адсочвання працоўнага стану сістэмы.Калі электрагідраўлічная сістэма прапарцыйнага кіравання ПЛК выйдзе з ладу, клапан пераключэння спрацуе неадкладна, а механічны механізм сувязі можа ў асноўным адсочваць стан працы электрагідраўлічнай прапарцыйнай сістэмы кіравання.Пры пераключэнні ўздзеянне на сістэму невялікае, і лопастная сістэма можа плаўна пераходзіць у рэжым кіравання механічнай асацыяцыяй, што значна гарантуе надзейнасць працы сістэмы.
Калі мы распрацавалі гідраўлічную схему, мы перапрацавалі корпус клапана гідраўлічнага рэгулюючага клапана, адпаведны памер корпуса клапана і гільзы клапана, памер злучэння корпуса клапана і галоўнага клапана ціску, а таксама механічны памер клапана. шатун паміж гідраўлічным клапанам і галоўным клапанам размеркавання ціску такі ж, як і арыгінальны.Падчас мантажу неабходна замяніць толькі корпус клапана гідраўлічнага клапана, іншыя дэталі мяняць не трэба.Структура ўсёй гідраўлічнай сістэмы кіравання вельмі кампактная.На аснове поўнага захавання механічнага механізму сінэргіі дададзены электрагідраўлічны прапарцыйны механізм кіравання для палягчэння інтэрфейсу з кантролерам ПЛК для рэалізацыі лічбавага кіравання сінэргіі і павышэння дакладнасці каардынацыі лопастнай сістэмы турбіны.;А працэс ўстаноўкі і адладкі сістэмы вельмі просты, што скарачае час прастою гідратурбіны, палягчае трансфармацыю гідраўлічнай сістэмы кіравання гідратурбінай і мае добрае практычнае значэнне.Падчас фактычнай эксплуатацыі на месцы сістэма высока ацэнена інжынерна-тэхнічным персаналам электрастанцыі, і лічыцца, што яе можна папулярызаваць і ўжываць у гідраўлічнай сервосістэме кіраўніка многіх гідраэлектрастанцый.
3.3 Структура і спосаб рэалізацыі сістэмнага праграмнага забеспячэння
У лопастнай сістэме турбіны, якая кіруецца ПЛК, метад лічбавай сінэргіі выкарыстоўваецца для рэалізацыі ўзаемасувязі паміж накіроўвалымі лопасцямі, вадзяной галоўкай і адкрыццём лопасці.У параўнанні з традыцыйным механічным метадам сінэргіі, лічбавы метад сінэргіі мае перавагі простага абрэзкі параметраў, мае перавагі зручнай адладкі і абслугоўвання, а таксама высокую дакладнасць аб'яднання.Структура праграмнага забеспячэння сістэмы кіравання лопастями ў асноўным складаецца з праграмы функцыі рэгулявання сістэмы, праграмы алгарытму кіравання і праграмы дыягностыкі.Ніжэй мы абмяркуем метады рэалізацыі трох вышэйзгаданых частак праграмы адпаведна.Праграма функцый рэгулявання ў асноўным уключае ў сябе падпраграму сінэргіі, падпраграму запуску лопасці, падпраграму спынення лопасці і падпраграму скіду нагрузкі лопаткі.Калі сістэма працуе, яна спачатку вызначае і ацэньвае бягучы працоўны стан, затым запускае праграмнае забеспячэнне, выконвае адпаведную падпраграму функцыі рэгулявання і разлічвае зададзенае значэнне становішча лопастнага пераключальніка.
(1) Падпраграма асацыяцыі
Праз мадэльны тэст турбіннага агрэгата можна атрымаць шэраг вымераных кропак на паверхні стыку.Традыцыйны механічны шарнірны кулачок зроблены на аснове гэтых вымераных кропак, а лічбавы метад злучэння таксама выкарыстоўвае гэтыя вымераныя кропкі для малявання набору сустаўных крывых.Выбіраючы вядомыя кропкі на крывой асацыяцыі ў якасці вузлоў і прымаючы метад кускова-лінейнай інтэрпаляцыі бінарнай функцыі, можна атрымаць значэнне функцыі невузлоў на гэтай лініі асацыяцыі.
(2) Падпраграма запуску лопаток
Мэта вывучэння закона пуску - скараціць час пуску агрэгата, паменшыць нагрузку на ўпорны падшыпнік, стварыць сеткавыя ўмовы для генератарнага блока.
(3) Падпраграма прыпынку лопаток
Правілы закрыцця лопаток наступныя: калі кантролер атрымлівае каманду на адключэнне, лопасці і накіроўвалыя лопасці зачыняюцца адначасова ў адпаведнасці з адносінамі супрацоўніцтва, каб забяспечыць стабільнасць блока: калі адкрыццё накіроўвалай лопасці меншае чым адкрыццё без нагрузкі, лопасці адстаюць. Калі накіроўвалая лопасць павольна зачыняецца, ўзаемасувязь паміж лопасцю і накіроўвалай лопасцю больш не падтрымліваецца;калі хуткасць агрэгата апускаецца ніжэй за 80% ад намінальнай хуткасці, лопасць зноў адкрываецца да пачатковага вугла Φ0 і гатовая да наступнага запуску Падрыхтоўка.
(4) Падпраграма адмовы ад нагрузкі леза
Адмова ад нагрузкі азначае, што агрэгат з нагрузкай раптоўна адключаецца ад электрасеткі, у выніку чаго агрэгат і сістэма адводу вады знаходзяцца ў дрэнным працоўным стане, што непасрэдна звязана з бяспекай электрастанцыі і агрэгата.Калі нагрузка скідаецца, рэгулятар эквівалентны ахоўным прыладзе, якое прымушае накіроўвалыя лопасці і лопасці неадкладна зачыняцца, пакуль хуткасць агрэгата не ўпадзе блізка да намінальнай хуткасці.стабільнасць.Такім чынам, пры фактычнай скідзе нагрузкі лопасці звычайна адчыняюцца пад пэўным вуглом.Гэта адкрыццё атрымліваецца праз выпрабаванне на зніжэнне нагрузкі фактычнай электрастанцыі.Гэта можа гарантаваць, што, калі прылада скідае нагрузку, не толькі павелічэнне хуткасці будзе невялікім, але і прылада будзе адносна стабільнай..
4 Заключэнне
У сувязі з бягучым тэхнічным статусам індустрыі рэгулятараў гідраўлічных турбін маёй краіны, у гэтым артыкуле спасылаецца на новую інфармацыю ў галіне рэгулявання хуткасці гідраўлічнай турбіны ў краіне і за мяжой, а таксама прымяняе тэхналогію праграмуемага лагічнага кантролера (PLC) для рэгулявання хуткасці гідраўлічная турбагенератарная ўстаноўка.Праграмны кантролер (PLC) з'яўляецца ядром сістэмы падвойнага рэгулявання гідраўлічнай турбіны лопастнага тыпу з восевым патокам.Практычнае прымяненне паказвае, што схема значна паляпшае дакладнасць каардынацыі паміж накіроўвалай лопасцю і лопасцю для розных умоў напору вады, а таксама паляпшае ўзровень выкарыстання воднай энергіі.
Час публікацыі: 11 лютага 2022 г
