1 Pasiuna
Ang gobernador sa turbine usa sa duha ka dagkong kagamitan sa pag-regulate alang sa mga yunit sa hydroelectric.Dili lamang kini nagdula sa papel sa regulasyon sa tulin, apan nagpahigayon usab sa lainlaing mga kondisyon sa pagtrabaho nga pagbag-o ug frequency, gahum, anggulo sa yugto ug uban pang kontrol sa mga yunit nga nagmugna sa hydroelectric ug nanalipod sa ligid sa tubig.Ang tahas sa generator set.Ang mga gobernador sa turbine nakaagi sa tulo ka yugto sa pag-uswag: mekanikal nga hydraulic governors, electro-hydraulic governors ug microcomputer digital hydraulic governors.Sa bag-ohay nga mga tuig, ang mga programmable controllers gipaila ngadto sa turbine speed control systems, nga adunay lig-on nga anti-interference nga abilidad ug taas nga kasaligan;yano ug sayon nga programming ug operasyon;modular nga istruktura, maayo nga versatility, pagka-flexible, ug sayon nga pagmentinar;Kini adunay mga bentaha sa lig-on nga kontrol function ug pagmaneho abilidad;kini praktikal nga napamatud-an.
Niini nga papel, ang panukiduki sa PLC hydraulic turbine dual adjustment system gisugyot, ug ang programmable controller gigamit aron maamgohan ang dual adjustment sa guide vane ug sa paddle, nga nagpalambo sa koordinasyon nga katukma sa guide vane ug sa vane alang sa lain-laing mga ulo sa tubig.Gipakita sa praktis nga ang dual control system nagpauswag sa rate sa paggamit sa enerhiya sa tubig.
2. Sistema sa regulasyon sa turbine
2.1 Sistema sa regulasyon sa turbine
Ang sukaranan nga tahas sa sistema sa pagkontrol sa katulin sa turbine mao ang pagbag-o sa pag-abli sa mga giya nga vanes sa turbine sumala sa gobernador kung ang pagkarga sa sistema sa kuryente mausab ug ang tulin nga rotational sa yunit nagtipas, aron ang tulin nga rotational sa turbine gitipigan sulod sa espesipikong sakup, aron mahimo ang yunit sa generator nga molihok.Ang gahum sa output ug frequency nagtagbo sa mga kinahanglanon sa tiggamit.Ang sukaranan nga mga buluhaton sa regulasyon sa turbine mahimong bahinon sa regulasyon sa tulin, regulasyon sa aktibo nga gahum ug regulasyon sa lebel sa tubig.
2.2 Ang prinsipyo sa regulasyon sa turbine
Ang usa ka hydro-generator unit usa ka yunit nga naporma pinaagi sa pagkonektar sa usa ka hydro-turbine ug usa ka generator.Ang nagtuyok nga bahin sa hydro-generator set kay usa ka gahi nga lawas nga nagtuyok palibot sa usa ka fixed axis, ug ang equation niini mahulagway sa mosunod nga equation:
Sa pormula
——Ang takna sa inertia sa nagtuyok nga bahin sa yunit (Kg m2)
——Rotation angular velocity (rad/s)
——Turbine torque (N/m), apil ang generator mekanikal ug electrical pagkawala.
——Generator resistance torque, nga nagtumong sa acting torque sa generator stator sa rotor, ang direksyon niini sukwahi sa rotation direksyon, ug nagrepresentar sa generator sa aktibo nga gahum output, nga mao, ang gidak-on sa load.
Kung mausab ang load, ang pag-abli sa guide vane magpabilin nga wala mausab, ug ang gikusgon sa unit mahimo gihapon nga ma-stabilize sa usa ka piho nga kantidad.Tungod kay ang katulin motipas gikan sa gi-rate nga kantidad, dili igo nga magsalig sa abilidad sa pag-adjust sa kaugalingon nga pagbalanse aron mapadayon ang katulin.Aron mapadayon ang katulin sa yunit sa orihinal nga gimarkahan nga kantidad pagkahuman sa pagbag-o sa load, makita gikan sa Figure 1 nga kinahanglan nga usbon ang pag-abli sa giya sa vane sumala niana.Kung ang load mikunhod, kung ang resistensya sa torque mausab gikan sa 1 ngadto sa 2, ang pag-abli sa guide vane makunhuran ngadto sa 1, ug ang gikusgon sa yunit mapadayon.Busa, sa pagbag-o sa karga, ang pag-abli sa mekanismo sa paggiya sa tubig katugbang nga nabag-o, aron ang katulin sa hydro-generator nga yunit mapadayon sa usa ka gitino nga kantidad, o mga pagbag-o sumala sa gitakda nga balaod.Kini nga proseso mao ang speed adjustment sa hydro-generator unit., o regulasyon sa turbine.
3. PLC hydraulic turbine dual adjustment system
Ang turbine governor mao ang pagkontrolar sa pag-abli sa water guide vanes aron ma-adjust ang agos ngadto sa runner sa turbine, sa ingon mausab ang dinamikong torque sa turbine ug makontrol ang frequency sa turbine unit.Bisan pa, sa panahon sa operasyon sa axial-flow rotary paddle turbine, ang gobernador kinahanglan dili lamang mag-adjust sa pag-abli sa mga guide vanes, apan usab mag-adjust sa anggulo sa mga runner blades sumala sa stroke ug water head value sa guide vane follower, aron ang guide vane ug ang vane konektado.Hupti ang usa ka kooperatiba nga relasyon tali kanila, nga mao, usa ka relasyon sa koordinasyon, nga makapauswag sa kaepektibo sa turbine, makapakunhod sa blade cavitation ug vibration sa unit, ug makapauswag sa kalig-on sa operasyon sa turbine.
Ang hardware sa PLC control turbine vane system nag-una nga gilangkoban sa duha ka bahin, nga mao ang PLC controller ug hydraulic servo system.Una, atong hisgutan ang istruktura sa hardware sa PLC controller.
3.1 PLC controller
Ang PLC controller nag-una nga gilangkuban sa input unit, PLC basic unit ug output unit.Ang input unit gilangkuban sa A/D module ug digital input module, ug ang output unit gilangkuban sa D/A module ug digital input module.Ang PLC controller nasangkapan sa LED digital display alang sa real-time nga obserbasyon sa mga parameter sa PID sa sistema, posisyon sa tagasunod sa vane, giya sa posisyon sa sumusunod sa vane ug bili sa ulo sa tubig.Gihatag usab ang usa ka analog voltmeter aron mamonitor ang posisyon sa tagasunod sa vane kung adunay kapakyasan sa microcomputer controller.
3.2 Hydraulic follow-up nga sistema
Ang hydraulic servo system usa ka importante nga bahin sa turbine vane control system.Ang output signal sa controller kay hydraulically amplified aron makontrol ang lihok sa vane follower, sa ingon mag-adjust sa anggulo sa runner blades.Gisagop namo ang kombinasyon sa proportional valve control main pressure valve type electro-hydraulic control system ug tradisyonal nga machine-hydraulic control system aron maporma ang parallel hydraulic control system sa electro-hydraulic proportional valve ug machine-hydraulic valve sama sa gipakita sa Figure 2. Hydraulic follow -up nga sistema alang sa mga blades sa turbine.
Hydraulic follow-up nga sistema alang sa turbine blades
Kung ang PLC controller, electro-hydraulic proportional valve ug position sensor kay normal ra, ang PLC electro-hydraulic proportional control method gigamit sa pag-adjust sa turbine vane system, ang position feedback value ug control output value gipasa sa electrical signal, ug ang Ang mga signal gi-synthesize sa PLC controller., pagproseso ug paghimog desisyon, i-adjust ang pag-abli sa balbula sa main pressure distribution valve pinaagi sa proportional valve aron makontrol ang posisyon sa vane follower, ug mamentinar ang kooperatiba nga relasyon tali sa guide vane, water head ug vane.Ang sistema sa turbine vane nga kontrolado sa electro-hydraulic proportional valve adunay taas nga synergy precision, yano nga istruktura sa sistema, lig-on nga pagsukol sa polusyon sa lana, ug sayon nga mag-interface sa PLC controller aron mahimong usa ka microcomputer automatic control system.
Tungod sa pagpadayon sa mekanikal nga linkage nga mekanismo, sa electro-hydraulic proportional control mode, ang mekanikal nga linkage nga mekanismo nagtrabaho usab nga dungan aron masubay ang operating status sa sistema.Kung ang PLC electro-hydraulic proportional control system mapakyas, ang switching valve molihok dayon, ug ang mekanikal nga linkage nga mekanismo mahimong batakan nga masubay ang running state sa electro-hydraulic proportional control system.Sa diha nga ang pagbalhin, ang epekto sa sistema gamay ra, ug ang sistema sa vane mahimong hapsay nga pagbalhin ngadto sa Ang mekanikal nga asosasyon nga kontrol nga mode dako nga garantiya sa pagkakasaligan sa operasyon sa sistema.
Sa dihang among gidesinyo ang hydraulic circuit, among gidesinyo pag-usab ang balbula nga lawas sa hydraulic control valve, ang katugbang nga gidak-on sa valve body ug ang valve sleeve, ang koneksyon nga gidak-on sa valve body ug ang main pressure valve, ug ang mekanikal Ang gidak-on sa Ang nagkonektar nga sungkod tali sa hydraulic valve ug ang main pressure distribution valve parehas sa orihinal.Ang balbula nga lawas lamang sa hydraulic nga balbula ang kinahanglan nga ilisan sa panahon sa pag-instalar, ug walay ubang mga bahin ang kinahanglan nga usbon.Ang istruktura sa tibuok hydraulic control system kay compact kaayo.Pinasukad sa hingpit nga pagpabilin sa mekanikal nga mekanismo sa synergy, usa ka electro-hydraulic proportional control mechanism ang gidugang aron mapadali ang interface sa PLC controller aron maamgohan ang digital synergy control ug mapaayo ang koordinasyon nga katukma sa turbine vane system.;Ug ang proseso sa pag-instalar ug pag-debug sa sistema sayon kaayo, nga nagpamubo sa downtime sa hydraulic turbine unit, nagpadali sa pagbag-o sa hydraulic control system sa hydraulic turbine, ug adunay maayo nga praktikal nga bili.Atol sa aktuwal nga operasyon sa site, ang sistema gi-appraised pag-ayo sa engineering ug teknikal nga mga personahe sa power station, ug gituohan nga kini mahimong popular ug magamit sa hydraulic servo system sa gobernador sa daghang mga hydropower station.
3.3 Ang istruktura sa software sa sistema ug pamaagi sa pagpatuman
Sa sistema sa turbine vane nga kontrolado sa PLC, ang digital synergy nga pamaagi gigamit aron maamgohan ang synergy nga relasyon sa mga guide vanes, water head ug vane opening.Kung itandi sa tradisyonal nga mekanikal nga pamaagi sa synergy, ang digital synergy nga pamaagi adunay mga bentaha sa dali nga pag-trimming sa parameter, Kini adunay mga bentaha sa dali nga pag-debug ug pagpadayon, ug taas nga katukma sa asosasyon.Ang istruktura sa software sa sistema sa pagkontrol sa vane nag-una nga gilangkoban sa programa sa pag-adjust sa sistema, ang programa sa pagkontrol sa algorithm ug ang programa sa pagdayagnos.Sa ubos atong hisgotan ang mga pamaagi sa pagkaamgo sa tulo ka bahin sa ibabaw sa programa matag usa.Ang adjustment function program nag-una naglakip sa usa ka subroutine sa usa ka synergy, usa ka subroutine sa pagsugod sa vane, usa ka subroutine sa pagpahunong sa vane ug usa ka subroutine sa load shedding sa vane.Kung ang sistema nagtrabaho, kini una nga nagpaila ug naghukom sa kasamtangan nga kondisyon sa pag-operate, dayon sugdan ang switch sa software, ipatuman ang katugbang nga adjustment function subroutine, ug kalkulado ang gihatag nga posisyon nga kantidad sa vane follower.
(1) Subroutine sa asosasyon
Pinaagi sa pagsulay sa modelo sa yunit sa turbine, usa ka hugpong sa gisukod nga mga punto sa hiniusa nga nawong mahimong makuha.Ang tradisyonal nga mekanikal nga hiniusa nga cam gihimo base sa kini nga mga gisukod nga mga punto, ug ang digital nga hiniusa nga pamaagi gigamit usab kini nga gisukod nga mga punto aron magdrowing og usa ka hugpong sa mga hiniusa nga kurba.Pagpili sa nahibal-an nga mga punto sa kurba sa asosasyon isip mga node, ug pagsagop sa pamaagi sa piecewise linear interpolation sa binary function, ang function value sa mga non-nodes niini nga linya sa asosasyon mahimong makuha.
(2) Vane start-up subroutine
Ang katuyoan sa pagtuon sa balaod sa pagsugod mao ang pagpamubo sa oras sa pagsugod sa yunit, pagpakunhod sa karga sa thrust bearing, ug paghimo sa mga kondisyon nga konektado sa grid alang sa yunit sa generator.
(3) Vane stop subroutine
Ang panapos nga mga lagda sa mga vanes mao ang mosunod: sa diha nga ang controller makadawat sa shutdown command, ang mga vanes ug ang guide vanes sirado sa samang higayon sumala sa kooperatiba nga relasyon aron sa pagsiguro sa kalig-on sa yunit: sa diha nga ang giya vane pag-abli dili kaayo. kay sa walay-load nga pag-abli, ang mga vane lag Kon ang guide vane hinayhinay nga gisira, ang kooperatiba nga relasyon tali sa vane ug sa guide vane dili na mamentinar;sa diha nga ang yunit speed mikunhod ubos sa 80% sa rated speed, ang vane giablihan pag-usab ngadto sa pagsugod nga anggulo Φ0, andam na alang sa sunod nga pagsugod-up Pag-andam.
(4) Blade load rejection subroutine
Ang pagsalikway sa load nagpasabot nga ang yunit nga adunay load kalit nga naputol gikan sa power grid, nga naghimo sa unit ug ang water diversion system sa dili maayo nga operating state, nga direktang may kalabutan sa kaluwasan sa power plant ug sa unit.Sa diha nga ang load giula, ang gobernador katumbas sa usa ka proteksyon nga himan, nga naghimo sa mga giya vanes ug vanes nga mosira dayon hangtud nga ang unit speed moubos ngadto sa palibot sa rated speed.kalig-on.Busa, sa aktuwal nga pag-ula sa load, ang mga vanes kasagarang giablihan sa usa ka anggulo.Kini nga pag-abli makuha pinaagi sa load shedding test sa aktuwal nga power station.Makasiguro kini nga kung ang yunit nag-ula sa load, dili lamang ang pagtaas sa tulin gamay, apan ang yunit usab medyo lig-on..
4 Konklusyon
Tungod sa kasamtangan nga teknikal nga kahimtang sa industriya sa hydraulic turbine governor sa akong nasud, kini nga papel nagtumong sa bag-ong impormasyon sa natad sa hydraulic turbine speed control sa balay ug sa gawas sa nasud, ug gipadapat ang programmable logic controller (PLC) nga teknolohiya sa speed control sa ang hydraulic turbine generator set.Ang program controller (PLC) mao ang kinauyokan sa axial-flow paddle-type hydraulic turbine dual-regulation system.Gipakita sa praktikal nga aplikasyon nga ang laraw labi nga nagpauswag sa katukma sa koordinasyon tali sa giya nga vane ug ang vane alang sa lainlaing mga kahimtang sa ulo sa tubig, ug gipauswag ang rate sa paggamit sa enerhiya sa tubig.
Oras sa pag-post: Peb-11-2022
