1. Εισαγωγή
Ο κυβερνήτης στροβίλου είναι ένας από τους δύο κύριους ρυθμιστικούς εξοπλισμούς για υδροηλεκτρικές μονάδες.Όχι μόνο παίζει το ρόλο της ρύθμισης της ταχύτητας, αλλά αναλαμβάνει επίσης διάφορες συνθήκες εργασίας μετατροπής και συχνότητας, ισχύος, γωνίας φάσης και άλλου ελέγχου των μονάδων παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας και προστατεύει τον τροχό του νερού.Η εργασία του σετ γεννήτριας.Οι ρυθμιστές στροβίλων έχουν περάσει από τρία στάδια ανάπτυξης: μηχανικοί υδραυλικοί ρυθμιστές, ηλεκτροϋδραυλικοί ρυθμιστές και ψηφιακοί υδραυλικοί ρυθμιστές μικροϋπολογιστών.Τα τελευταία χρόνια, προγραμματιζόμενοι ελεγκτές έχουν εισαχθεί στα συστήματα ελέγχου ταχύτητας στροβίλου, τα οποία έχουν ισχυρή ικανότητα κατά των παρεμβολών και υψηλή αξιοπιστία.απλός και βολικός προγραμματισμός και λειτουργία.αρθρωτή δομή, καλή ευελιξία, ευελιξία και βολική συντήρηση.Έχει τα πλεονεκτήματα της ισχυρής λειτουργίας ελέγχου και της ικανότητας οδήγησης.έχει πρακτικά επαληθευτεί.
Σε αυτό το άρθρο, προτείνεται η έρευνα για το σύστημα διπλής ρύθμισης υδραυλικού στροβίλου PLC και ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση της διπλής ρύθμισης του πτερυγίου οδήγησης και του πτερυγίου, που βελτιώνει την ακρίβεια συντονισμού του πτερυγίου οδήγησης και του πτερυγίου για διαφορετικά κεφαλές νερού.Η πρακτική δείχνει ότι το σύστημα διπλού ελέγχου βελτιώνει το ποσοστό χρήσης της ενέργειας του νερού.
2. Σύστημα ρύθμισης στροβίλου
2.1 Σύστημα ρύθμισης στροβίλου
Η βασική αποστολή του συστήματος ελέγχου ταχύτητας στροβίλου είναι να αλλάξει ανάλογα το άνοιγμα των πτερυγίων οδήγησης του στροβίλου μέσω του ρυθμιστή όταν αλλάζει το φορτίο του συστήματος ισχύος και η ταχύτητα περιστροφής της μονάδας αποκλίνει, έτσι ώστε η ταχύτητα περιστροφής του στροβίλου διατηρείται εντός του καθορισμένου εύρους, έτσι ώστε να λειτουργεί η μονάδα γεννήτριας.Η ισχύς και η συχνότητα εξόδου πληρούν τις απαιτήσεις του χρήστη.Τα βασικά καθήκοντα της ρύθμισης του στροβίλου μπορούν να χωριστούν σε ρύθμιση ταχύτητας, ρύθμιση ενεργού ισχύος και ρύθμιση στάθμης νερού.
2.2 Η αρχή της ρύθμισης του στροβίλου
Μια μονάδα υδρογεννήτριας είναι μια μονάδα που σχηματίζεται από τη σύνδεση ενός υδροστρόβιλου και μιας γεννήτριας.Το περιστρεφόμενο τμήμα του συνόλου υδρογεννητριών είναι ένα άκαμπτο σώμα που περιστρέφεται γύρω από έναν σταθερό άξονα και η εξίσωσή του μπορεί να περιγραφεί από την ακόλουθη εξίσωση:
Στη φόρμουλα
——Η ροπή αδράνειας του περιστρεφόμενου τμήματος της μονάδας (Kg m2)
——Γωνιακή ταχύτητα περιστροφής (rad/s)
——Ροπή στροβίλου (N/m), συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών και ηλεκτρικών απωλειών της γεννήτριας.
——Ροπή αντίστασης γεννήτριας, η οποία αναφέρεται στη ροπή δράσης του στάτορα της γεννήτριας στον ρότορα, η διεύθυνση της είναι αντίθετη από την κατεύθυνση περιστροφής και αντιπροσωπεύει την ενεργή ισχύ εξόδου της γεννήτριας, δηλαδή το μέγεθος του φορτίου.
Όταν αλλάζει το φορτίο, το άνοιγμα του πτερυγίου οδήγησης παραμένει αμετάβλητο και η ταχύτητα της μονάδας μπορεί ακόμα να σταθεροποιηθεί σε μια συγκεκριμένη τιμή.Επειδή η ταχύτητα θα αποκλίνει από την ονομαστική τιμή, δεν αρκεί να βασίζεστε στην ικανότητα προσαρμογής αυτοεξισορρόπησης για τη διατήρηση της ταχύτητας.Προκειμένου να διατηρηθεί η ταχύτητα της μονάδας στην αρχική ονομαστική τιμή μετά τις αλλαγές του φορτίου, φαίνεται από το σχήμα 1 ότι είναι απαραίτητο να αλλάξετε το άνοιγμα του πτερυγίου οδήγησης ανάλογα.Όταν το φορτίο μειώνεται, όταν η ροπή αντίστασης αλλάζει από 1 σε 2, το άνοιγμα του πτερυγίου οδήγησης θα μειωθεί στο 1 και η ταχύτητα της μονάδας θα διατηρηθεί.Επομένως, με την αλλαγή του φορτίου αλλάζει αντίστοιχα και το άνοιγμα του μηχανισμού καθοδήγησης νερού, ώστε η ταχύτητα της μονάδας υδρογεννήτριας να διατηρείται σε προκαθορισμένη τιμή ή να αλλάζει σύμφωνα με προκαθορισμένο νόμο.Αυτή η διαδικασία είναι η ρύθμιση της ταχύτητας της μονάδας υδρογεννήτριας., ή ρύθμιση στροβίλου.
3. Σύστημα διπλής ρύθμισης υδραυλικού στροβίλου PLC
Ο ρυθμιστής του στροβίλου πρέπει να ελέγχει το άνοιγμα των πτερυγίων οδήγησης νερού για να ρυθμίζει τη ροή στον δρομέα του στροβίλου, αλλάζοντας έτσι τη δυναμική ροπή του στροβίλου και ελέγχοντας τη συχνότητα της μονάδας στροβίλου.Ωστόσο, κατά τη λειτουργία του περιστρεφόμενου πτερυγίου τουρμπίνας αξονικής ροής, ο ρυθμιστής δεν πρέπει μόνο να ρυθμίζει το άνοιγμα των πτερυγίων οδήγησης, αλλά και να ρυθμίζει τη γωνία των πτερυγίων δρομέα σύμφωνα με την τιμή διαδρομής και κεφαλής νερού του ακολούθου πτερυγίου οδηγού. έτσι ώστε το πτερύγιο οδήγησης και το πτερύγιο να συνδέονται.Διατηρήστε μια σχέση συνεργασίας μεταξύ τους, δηλαδή μια σχέση συντονισμού, η οποία μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του στροβίλου, να μειώσει τη σπηλαίωση του πτερυγίου και τους κραδασμούς της μονάδας και να ενισχύσει τη σταθερότητα της λειτουργίας του στροβίλου.
Το υλικό του συστήματος πτερυγίων στροβίλου ελέγχου PLC αποτελείται κυρίως από δύο μέρη, δηλαδή τον ελεγκτή PLC και το υδραυλικό σύστημα σερβομηχανισμού.Αρχικά, ας συζητήσουμε τη δομή υλικού του ελεγκτή PLC.
3.1 Ελεγκτής PLC
Ο ελεγκτής PLC αποτελείται κυρίως από μονάδα εισόδου, βασική μονάδα PLC και μονάδα εξόδου.Η μονάδα εισόδου αποτελείται από μονάδα A/D και μονάδα ψηφιακής εισόδου και η μονάδα εξόδου αποτελείται από μονάδα D/A και μονάδα ψηφιακής εισόδου.Ο ελεγκτής PLC είναι εξοπλισμένος με ψηφιακή οθόνη LED για παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο των παραμέτρων PID του συστήματος, της θέσης ακολούθου πτερυγίου, της θέσης ακολούθου πτερυγίου οδηγού και της τιμής της κεφαλής νερού.Παρέχεται επίσης ένα αναλογικό βολτόμετρο για την παρακολούθηση της θέσης του ακόλουθου πτερυγίου σε περίπτωση βλάβης του ελεγκτή μικροϋπολογιστή.
3.2 Υδραυλικό σύστημα παρακολούθησης
Το υδραυλικό σύστημα σερβομηχανισμού είναι ένα σημαντικό μέρος του συστήματος ελέγχου πτερυγίων στροβίλου.Το σήμα εξόδου του ελεγκτή ενισχύεται υδραυλικά για να ελέγχει την κίνηση του ακολούθου πτερυγίου, ρυθμίζοντας έτσι τη γωνία των λεπίδων δρομέα.Υιοθετήσαμε τον συνδυασμό αναλογικού συστήματος ηλεκτροϋδραυλικού ελέγχου βαλβίδας κύριας πίεσης ελέγχου βαλβίδας και παραδοσιακού συστήματος ελέγχου μηχανής-υδραυλικού συστήματος για να σχηματίσουμε ένα παράλληλο υδραυλικό σύστημα ελέγχου ηλεκτροϋδραυλικής αναλογικής βαλβίδας και μηχανής-υδραυλικής βαλβίδας όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Ακολουθούν υδραυλικά - up σύστημα για πτερύγια τουρμπίνας.
Υδραυλικό σύστημα παρακολούθησης για πτερύγια τουρμπίνας
Όταν ο ελεγκτής PLC, η ηλεκτροϋδραυλική αναλογική βαλβίδα και ο αισθητήρας θέσης είναι όλα κανονικά, η μέθοδος ηλεκτροϋδραυλικού αναλογικού ελέγχου PLC χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του συστήματος πτερυγίων στροβίλου, η τιμή ανάδρασης θέσης και η τιμή εξόδου ελέγχου μεταδίδονται με ηλεκτρικά σήματα και Τα σήματα συντίθενται από τον ελεγκτή PLC., επεξεργασία και λήψη αποφάσεων, ρυθμίστε το άνοιγμα της βαλβίδας της κύριας βαλβίδας κατανομής πίεσης μέσω της αναλογικής βαλβίδας για να ελέγξετε τη θέση του ακόλουθου πτερυγίου και να διατηρήσετε τη σχέση συνεργασίας μεταξύ του πτερυγίου οδήγησης, της κεφαλής νερού και του πτερυγίου.Το σύστημα πτερυγίων στροβίλου που ελέγχεται από ηλεκτροϋδραυλική αναλογική βαλβίδα έχει υψηλή ακρίβεια συνέργειας, απλή δομή συστήματος, ισχυρή αντίσταση στη ρύπανση από πετρέλαιο και είναι βολικό να συνδεθεί με τον ελεγκτή PLC για να σχηματίσει ένα αυτόματο σύστημα ελέγχου μικροϋπολογιστή.
Λόγω της διατήρησης του μηχανισμού μηχανικής σύνδεσης, στη λειτουργία ηλεκτροϋδραυλικού αναλογικού ελέγχου, ο μηχανισμός μηχανικής σύνδεσης λειτουργεί επίσης συγχρονισμένα για την παρακολούθηση της κατάστασης λειτουργίας του συστήματος.Εάν το ηλεκτροϋδραυλικό σύστημα αναλογικού ελέγχου PLC αποτύχει, η βαλβίδα μεταγωγής θα ενεργήσει αμέσως και ο μηχανισμός μηχανικής σύνδεσης μπορεί βασικά να παρακολουθεί την κατάσταση λειτουργίας του ηλεκτροϋδραυλικού αναλογικού συστήματος ελέγχου.Κατά την εναλλαγή, η πρόσκρουση του συστήματος είναι μικρή και το σύστημα πτερυγίων μπορεί ομαλά να μεταβεί στη λειτουργία ελέγχου μηχανικής σύνδεσης εγγυάται σε μεγάλο βαθμό την αξιοπιστία της λειτουργίας του συστήματος.
Όταν σχεδιάσαμε το υδραυλικό κύκλωμα, επανασχεδιάσαμε το σώμα βαλβίδας της βαλβίδας υδραυλικού ελέγχου, το αντίστοιχο μέγεθος του σώματος της βαλβίδας και του περιβλήματος της βαλβίδας, το μέγεθος σύνδεσης του σώματος της βαλβίδας και της κύριας βαλβίδας πίεσης και το μηχανικό μέγεθος του Η μπιέλα μεταξύ της υδραυλικής βαλβίδας και της κύριας βαλβίδας κατανομής πίεσης είναι η ίδια με την αρχική.Μόνο το σώμα της βαλβίδας της υδραυλικής βαλβίδας χρειάζεται να αντικατασταθεί κατά την εγκατάσταση και δεν χρειάζεται αλλαγή άλλων εξαρτημάτων.Η δομή ολόκληρου του συστήματος υδραυλικού ελέγχου είναι πολύ συμπαγής.Με βάση την πλήρη διατήρηση του μηχανισμού μηχανικής συνέργειας, προστίθεται ένας ηλεκτροϋδραυλικός αναλογικός μηχανισμός ελέγχου για τη διευκόλυνση της διεπαφής με τον ελεγκτή PLC για την πραγματοποίηση ψηφιακού ελέγχου συνέργειας και τη βελτίωση της ακρίβειας συντονισμού του συστήματος πτερυγίων στροβίλου.;Και η διαδικασία εγκατάστασης και αποσφαλμάτωσης του συστήματος είναι πολύ εύκολη, γεγονός που συντομεύει το χρόνο διακοπής λειτουργίας της μονάδας υδραυλικού στροβίλου, διευκολύνει τη μετατροπή του συστήματος υδραυλικού ελέγχου του υδραυλικού στροβίλου και έχει καλή πρακτική αξία.Κατά τη διάρκεια της πραγματικής λειτουργίας επί τόπου, το σύστημα εκτιμάται ιδιαίτερα από το μηχανολογικό και τεχνικό προσωπικό του σταθμού παραγωγής ενέργειας και πιστεύεται ότι μπορεί να διαδοθεί και να εφαρμοστεί στο υδραυλικό σερβοσύστημα του κυβερνήτη πολλών υδροηλεκτρικών σταθμών.
3.3 Δομή λογισμικού συστήματος και μέθοδος υλοποίησης
Στο ελεγχόμενο από PLC σύστημα πτερυγίων στροβίλου, η μέθοδος ψηφιακής συνέργειας χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση της σχέσης συνεργίας μεταξύ των οδηγών πτερυγίων, της κεφαλής νερού και του ανοίγματος πτερυγίων.Σε σύγκριση με την παραδοσιακή μέθοδο μηχανικής συνέργειας, η μέθοδος ψηφιακής συνέργειας έχει τα πλεονεκτήματα της εύκολης περικοπής παραμέτρων, έχει τα πλεονεκτήματα του βολικού εντοπισμού σφαλμάτων και της συντήρησης και της υψηλής ακρίβειας σύνδεσης.Η δομή λογισμικού του συστήματος ελέγχου πτερυγίων αποτελείται κυρίως από το πρόγραμμα λειτουργίας προσαρμογής συστήματος, το πρόγραμμα αλγόριθμου ελέγχου και το πρόγραμμα διάγνωσης.Παρακάτω συζητούνται οι μέθοδοι υλοποίησης των τριών παραπάνω μερών του προγράμματος αντίστοιχα.Το πρόγραμμα λειτουργίας προσαρμογής περιλαμβάνει κυρίως μια υπορουτίνα μιας συνέργειας, μια υπορουτίνα εκκίνησης του πτερυγίου, μια υπορουτίνα διακοπής του πτερυγίου και μια υπορουτίνα της απόρριψης φορτίου του πτερυγίου.Όταν το σύστημα λειτουργεί, πρώτα προσδιορίζει και κρίνει την τρέχουσα κατάσταση λειτουργίας, στη συνέχεια ξεκινά το διακόπτη λογισμικού, εκτελεί την αντίστοιχη υπορουτίνα λειτουργίας ρύθμισης και υπολογίζει τη δεδομένη θέση της τιμής του ακόλουθου πτερυγίου.
(1) Υπορουτίνα συσχέτισης
Μέσω της δοκιμής μοντέλου της μονάδας στροβίλου, μπορεί να ληφθεί μια παρτίδα μετρούμενων σημείων στην επιφάνεια της άρθρωσης.Το παραδοσιακό έκκεντρο μηχανικής άρθρωσης κατασκευάζεται με βάση αυτά τα σημεία μέτρησης και η μέθοδος ψηφιακής άρθρωσης χρησιμοποιεί επίσης αυτά τα μετρούμενα σημεία για να σχεδιάσει ένα σύνολο καμπυλών αρμών.Επιλέγοντας τα γνωστά σημεία στην καμπύλη συσχέτισης ως κόμβους και υιοθετώντας τη μέθοδο της τμηματικής γραμμικής παρεμβολής της δυαδικής συνάρτησης, μπορεί να ληφθεί η τιμή συνάρτησης των μη κόμβων σε αυτή τη γραμμή του συσχετισμού.
(2) Υπορουτίνα εκκίνησης πτερυγίων
Ο σκοπός της μελέτης του νόμου εκκίνησης είναι η συντόμευση του χρόνου εκκίνησης της μονάδας, η μείωση του φορτίου του ωστικού ρουλεμάν και η δημιουργία συνθηκών σύνδεσης στο δίκτυο για τη μονάδα γεννήτριας.
(3) Υπορουτίνα διακοπής πτερυγίων
Οι κανόνες κλεισίματος των πτερυγίων είναι οι εξής: όταν ο ελεγκτής λαμβάνει την εντολή τερματισμού λειτουργίας, τα πτερύγια και τα πτερύγια οδήγησης κλείνουν ταυτόχρονα σύμφωνα με τη σχέση συνεργασίας για να διασφαλιστεί η σταθερότητα της μονάδας: όταν το άνοιγμα του πτερυγίου οδήγησης είναι μικρότερο από το άνοιγμα χωρίς φορτίο, τα πτερύγια καθυστερούν Όταν το πτερύγιο οδήγησης κλείνει αργά, η σχέση συνεργασίας μεταξύ του πτερυγίου και του πτερυγίου οδήγησης δεν διατηρείται πλέον.όταν η ταχύτητα της μονάδας πέσει κάτω από το 80% της ονομαστικής ταχύτητας, το πτερύγιο ανοίγει ξανά στη γωνία εκκίνησης Φ0, έτοιμο για την επόμενη εκκίνηση Προετοιμασία.
(4) Υπορουτίνα απόρριψης φορτίου λεπίδας
Απόρριψη φορτίου σημαίνει ότι η μονάδα με φορτίο αποσυνδέεται ξαφνικά από το δίκτυο ρεύματος, με αποτέλεσμα η μονάδα και το σύστημα εκτροπής νερού σε κακή κατάσταση λειτουργίας, η οποία σχετίζεται άμεσα με την ασφάλεια της μονάδας παραγωγής ενέργειας και της μονάδας.Όταν το φορτίο απορριφθεί, ο ρυθμιστής ισοδυναμεί με μια διάταξη προστασίας, η οποία κάνει τα πτερύγια και τα πτερύγια οδήγησης να κλείνουν αμέσως έως ότου η ταχύτητα της μονάδας πέσει κοντά στην ονομαστική ταχύτητα.σταθερότητα.Επομένως, στην πραγματική απόρριψη φορτίου, τα πτερύγια είναι γενικά ανοιχτά σε μια ορισμένη γωνία.Αυτό το άνοιγμα επιτυγχάνεται μέσω της δοκιμής απόρριψης φορτίου του πραγματικού σταθμού παραγωγής ενέργειας.Μπορεί να εξασφαλίσει ότι όταν η μονάδα απορρίπτει φορτίο, όχι μόνο η αύξηση της ταχύτητας είναι μικρή, αλλά και η μονάδα είναι σχετικά σταθερή..
4. Συμπέρασμα
Λαμβάνοντας υπόψη την τρέχουσα τεχνική κατάσταση της βιομηχανίας υδραυλικών στροβίλων της χώρας μου, αυτό το έγγραφο αναφέρεται στις νέες πληροφορίες στον τομέα του ελέγχου ταχύτητας υδραυλικών στροβίλων στο εσωτερικό και στο εξωτερικό και εφαρμόζει την τεχνολογία προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή (PLC) στον έλεγχο ταχύτητας το σετ γεννήτριας υδραυλικού στροβίλου.Ο ελεγκτής προγράμματος (PLC) είναι ο πυρήνας του συστήματος διπλής ρύθμισης υδραυλικού στροβίλου τύπου πτερυγίου αξονικής ροής.Η πρακτική εφαρμογή δείχνει ότι το σχήμα βελτιώνει σημαντικά την ακρίβεια συντονισμού μεταξύ του πτερυγίου οδηγού και του πτερυγίου για διαφορετικές συνθήκες κεφαλής νερού και βελτιώνει τον ρυθμό χρήσης της ενέργειας του νερού.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-11-2022
