1. Introduktion
Turbineregulator er et af de to store reguleringsudstyr til vandkraftværker.Det spiller ikke kun rollen som hastighedsregulering, men udfører også forskellige arbejdsbetingelser konvertering og frekvens, effekt, fasevinkel og anden kontrol af vandkraftværker og beskytter vandhjulet.Generatorsættets opgave.Turbineregulatorer har gennemgået tre udviklingstrin: mekaniske hydrauliske regulatorer, elektrohydrauliske regulatorer og digitale mikrocomputere hydrauliske regulatorer.I de senere år er programmerbare controllere blevet introduceret i turbinehastighedskontrolsystemer, som har stærk anti-interferensevne og høj pålidelighed;enkel og bekvem programmering og betjening;modulær struktur, god alsidighed, fleksibilitet og bekvem vedligeholdelse;Det har fordelene ved stærk kontrolfunktion og køreevne;det er praktisk verificeret.
I dette papir foreslås forskningen i PLC hydrauliske turbine dobbeltjusteringssystem, og den programmerbare controller bruges til at realisere den dobbelte justering af ledeskovlen og skovlen, hvilket forbedrer koordinationsnøjagtigheden af styreskovlen og skovlen for forskellige vandhoveder.Praksis viser, at det dobbelte kontrolsystem forbedrer udnyttelsesgraden af vandenergi.
2. Turbinereguleringssystem
2.1 Turbinereguleringssystem
Den grundlæggende opgave for turbinehastighedskontrolsystemet er at ændre åbningen af turbinens ledeskovle i overensstemmelse hermed gennem regulatoren, når kraftsystemets belastning ændres, og enhedens rotationshastighed afviger, således at turbinens rotationshastighed holdes inden for det specificerede område, for at få generatorenheden til at fungere.Udgangseffekt og frekvens opfylder brugerkravene.Turbinereguleringens grundlæggende opgaver kan opdeles i hastighedsregulering, aktiv effektregulering og vandstandsregulering.
2.2 Princippet om turbineregulering
En hydrogeneratorenhed er en enhed dannet ved at forbinde en hydroturbine og en generator.Den roterende del af hydrogeneratorsættet er et stift legeme, der roterer omkring en fast akse, og dets ligning kan beskrives med følgende ligning:
I formlen
——Inertimomentet for den roterende del af enheden (Kg m2)
——Rotationsvinkelhastighed (rad/s)
——Turbinedrejningsmoment (N/m), inklusive generatorens mekaniske og elektriske tab.
——Generatormodstandsmoment, som refererer til generatorstatorens virkende drejningsmoment på rotoren, dens retning er modsat rotationsretningen og repræsenterer generatorens aktive udgangseffekt, det vil sige størrelsen af belastningen.
Når belastningen ændres, forbliver åbningen af ledeskovlen uændret, og enhedshastigheden kan stadig stabiliseres på en vis værdi.Fordi hastigheden vil afvige fra den nominelle værdi, er det ikke nok at stole på den selvbalancerende justeringsevne til at opretholde hastigheden.For at holde enhedens hastighed på den oprindelige nominelle værdi efter belastningsændringer, kan det ses af figur 1, at det er nødvendigt at ændre styreskovlens åbning tilsvarende.Når belastningen falder, når modstandsmomentet ændres fra 1 til 2, reduceres ledeskovlens åbning til 1, og enhedens hastighed opretholdes.Derfor, med ændringen af belastningen, ændres åbningen af vandføringsmekanismen tilsvarende, således at hastigheden af hydrogeneratorenheden holdes på en forudbestemt værdi, eller ændres i overensstemmelse med en forudbestemt lov.Denne proces er hastighedsjusteringen af hydrogeneratorenheden.eller turbineregulering.
3. PLC hydraulisk turbine dobbelt justeringssystem
Turbineregulatoren skal styre åbningen af vandledeskovlene for at justere flowet ind i turbinens løber, og derved ændre turbinens dynamiske drejningsmoment og styre turbineenhedens frekvens.Men under driften af den aksiale roterende skovlturbine skal regulatoren ikke kun justere åbningen af ledeskovlene, men også justere vinklen på løbebladene i overensstemmelse med slag- og vandhøjdeværdien af ledeskovlens følger, så ledeskovlen og skovlen er forbundet.Oprethold et samarbejdsforhold mellem dem, det vil sige et koordinationsforhold, som kan forbedre effektiviteten af turbinen, reducere bladkavitation og vibrationer af enheden og forbedre stabiliteten af turbinens drift.
Hardwaren til PLC-styringsturbinevingesystemet består hovedsageligt af to dele, nemlig PLC-controller og hydraulisk servosystem.Lad os først diskutere PLC-controllerens hardwarestruktur.
3.1 PLC controller
PLC-controller er hovedsageligt sammensat af inputenhed, PLC-basisenhed og outputenhed.Indgangsenheden er sammensat af A/D-modul og digitalt inputmodul, og outputenheden er sammensat af D/A-modul og digitalt inputmodul.PLC-controlleren er udstyret med LED digitalt display til realtidsobservation af systemets PID-parametre, vingefølgerposition, styrevingefølgerposition og vandhøjdeværdi.Et analogt voltmeter er også tilvejebragt til at overvåge vingefølgerpositionen i tilfælde af en mikrocomputercontrollerfejl.
3.2 Hydraulisk opfølgningssystem
Det hydrauliske servosystem er en vigtig del af turbineskovlens styresystem.Styringens udgangssignal forstærkes hydraulisk for at styre bevægelsen af vingefølgeren, og derved justere vinklen på løbebladene.Vi brugte kombinationen af proportional ventilstyrings hovedtrykventiltype elektrohydraulisk kontrolsystem og traditionelt maskinhydraulisk kontrolsystem for at danne et parallelt hydraulisk kontrolsystem af elektrohydraulisk proportionalventil og maskinhydraulisk ventil som vist i figur 2. Hydraulisk følg -up-system til turbinevinger.
Hydraulisk opfølgningssystem til turbinevinger
Når PLC-controlleren, den elektrohydrauliske proportionalventil og positionssensoren alle er normale, bruges den elektrohydrauliske PLC-proportionalkontrolmetode til at justere turbineskovlesystemet, positionsfeedbackværdien og kontroludgangsværdien transmitteres af elektriske signaler, og signaler syntetiseres af PLC-controlleren., forarbejdning og beslutningstagning, juster ventilåbningen af hovedtrykfordelingsventilen gennem proportionalventilen for at kontrollere positionen af vingefølgeren, og opretholde samarbejdsforholdet mellem styreskovlen, vandhovedet og skovlen.Turbinevingesystemet styret af elektrohydraulisk proportionalventil har høj synergipræcision, enkel systemstruktur, stærk olieforureningsmodstand og er praktisk at forbinde med PLC-controller for at danne et mikrocomputer automatisk kontrolsystem.
På grund af fastholdelsen af den mekaniske forbindelsesmekanisme, i den elektrohydrauliske proportionalkontroltilstand, fungerer den mekaniske forbindelsesmekanisme også synkront for at spore systemets driftsstatus.Hvis PLC's elektrohydrauliske proportionalkontrolsystem svigter, vil omskiftningsventilen virke øjeblikkeligt, og den mekaniske forbindelsesmekanisme kan grundlæggende spore driftstilstanden for det elektrohydrauliske proportionalstyringssystem.Når der skiftes, er systempåvirkningen lille, og vingesystemet kan jævnt skifte til Den mekaniske foreningskontroltilstand garanterer i høj grad pålideligheden af systemets drift.
Da vi designede det hydrauliske kredsløb, redesignede vi ventilhuset på den hydrauliske kontrolventil, den matchende størrelse af ventilhuset og ventilbøsningen, forbindelsesstørrelsen på ventilhuset og hovedtrykventilen og den mekaniske størrelse plejlstangen mellem hydraulikventilen og hovedtrykfordelingsventilen er den samme som den originale.Kun den hydrauliske ventils ventilhus skal udskiftes under installationen, og ingen andre dele skal udskiftes.Strukturen af hele det hydrauliske styresystem er meget kompakt.På grundlag af fuldstændig bevarelse af den mekaniske synergimekanisme tilføjes en elektrohydraulisk proportional kontrolmekanisme for at lette grænsefladen med PLC-controlleren for at realisere digital synergistyring og forbedre koordinationsnøjagtigheden af turbinevingesystemet.;Og installations- og fejlretningsprocessen af systemet er meget let, hvilket forkorter nedetiden for den hydrauliske turbinenhed, letter transformationen af den hydrauliske turbines hydrauliske kontrolsystem og har god praktisk værdi.Under selve driften på stedet bliver systemet højt vurderet af kraftværkets ingeniører og tekniske personale, og det menes, at det kan populariseres og anvendes i det hydrauliske servosystem hos guvernøren for mange vandkraftværker.
3.3 Systemsoftwarestruktur og implementeringsmetode
I det PLC-styrede turbinevingesystem bruges den digitale synergimetode til at realisere synergiforholdet mellem ledeskovle, vandhoved og vingeåbning.Sammenlignet med den traditionelle mekaniske synergimetode har den digitale synergimetode fordelene ved nem parametertrimning, den har fordelene ved bekvem fejlfinding og vedligeholdelse og høj tilknytningspræcision.Softwarestrukturen af vingestyringssystemet er hovedsageligt sammensat af systemjusteringsfunktionsprogrammet, styrealgoritmeprogrammet og diagnoseprogrammet.Nedenfor diskuterer vi realiseringsmetoderne for hhv. ovenstående tre dele af programmet.Justeringsfunktionsprogrammet omfatter hovedsageligt en underrutine af en synergi, en underrutine til at starte vingen, en underrutine til at standse vingen og en underrutine af belastningsreduktionen af vingen.Når systemet fungerer, identificerer og bedømmer det først den aktuelle driftstilstand, starter derefter softwareomskifteren, udfører den tilsvarende justeringsfunktionsunderrutine og beregner den positionsgivne værdi for vingefølgeren.
(1) Foreningsunderrutine
Gennem modeltesten af turbineenheden kan der opnås et parti af målte punkter på fugeoverfladen.Den traditionelle mekaniske samlingsknast er lavet ud fra disse målte punkter, og den digitale fugemetode bruger også disse målte punkter til at tegne et sæt fugekurver.Ved at vælge de kendte punkter på associationskurven som knudepunkter, og ved at anvende metoden med stykkevis lineær interpolation af den binære funktion, kan funktionsværdien af ikke-knuderne på denne linje af tilknytningen opnås.
(2) Vingestart-underrutine
Formålet med at studere opstartsloven er at forkorte enhedens opstartstid, reducere belastningen af tryklejet og skabe nettilsluttede forhold for generatorenheden.
(3) Vingestop-underrutine
Skovlenes lukkeregler er som følger: når regulatoren modtager nedlukningskommandoen, lukkes bladene og styreskovlene på samme tid i henhold til samarbejdsforholdet for at sikre enhedens stabilitet: når styreskovlens åbning er mindre end den ubelastede åbning, halter skovlerne. Når ledeskovlen langsomt lukkes, opretholdes samarbejdsforholdet mellem skovlen og styreskovlen ikke længere;når enhedshastigheden falder til under 80 % af den nominelle hastighed, åbnes vingen igen til startvinklen Φ0, klar til næste opstart Forbered.
(4) Underrutine til afvisning af bladbelastning
Belastningsafvisning betyder, at enheden med last pludselig afbrydes fra elnettet, hvilket gør enheden og vandafledningssystemet i en dårlig driftstilstand, hvilket er direkte relateret til sikkerheden for kraftværket og enheden.Når lasten afgives, svarer regulatoren til en beskyttelsesanordning, som får styreskovlene og ledeskovlene til at lukke øjeblikkeligt, indtil enhedens hastighed falder til nærheden af den nominelle hastighed.stabilitet.Derfor åbnes skovlene generelt i selve belastningsreduktionen til en vis vinkel.Denne åbning opnås gennem belastningsreduktionstesten af det aktuelle kraftværk.Det kan sikre, at når enheden afgiver belastning, er ikke kun hastighedsstigningen lille, men også enheden er relativt stabil..
4. Konklusion
I lyset af den nuværende tekniske status for mit lands hydrauliske turbineregulatorindustri, refererer dette papir til de nye oplysninger inden for hydraulisk turbinehastighedskontrol i ind- og udland, og anvender den programmerbare logiske controller (PLC) teknologi til hastighedskontrol af det hydrauliske turbine generatorsæt.Programcontrolleren (PLC) er kernen i det hydrauliske turbine-dobbeltreguleringssystem af aksialflow-pagajtype.Den praktiske anvendelse viser, at ordningen i høj grad forbedrer koordinationspræcisionen mellem ledeskovlen og vingen for forskellige vandhøjdeforhold og forbedrer udnyttelsesgraden af vandenergi.
Indlægstid: 11-feb-2022
