1. Sissejuhatus
Turbiini regulaator on üks kahest peamisest hüdroelektrijaamade reguleerimisseadmest.See ei täida mitte ainult kiiruse reguleerimise rolli, vaid tegeleb ka erinevate töötingimuste ja hüdroelektrijaamade sageduse, võimsuse, faasinurga ja muu juhtimisega ning kaitseb vesiratast.Generaatorikomplekti ülesanne.Turbiini regulaatorid on läbinud kolm arenguetappi: mehaanilised hüdraulilised regulaatorid, elektrohüdraulilised regulaatorid ja mikroarvuti digitaalsed hüdraulilised regulaatorid.Viimastel aastatel on turbiini kiiruse reguleerimise süsteemides kasutusele võetud programmeeritavad kontrollerid, millel on tugev häiretevastane võime ja kõrge töökindlus;lihtne ja mugav programmeerimine ja kasutamine;modulaarne struktuur, hea mitmekülgsus, paindlikkus ja mugav hooldus;Selle eelisteks on tugev juhtimisfunktsioon ja sõiduvõime;see on praktiliselt kontrollitud.
Selles artiklis pakutakse välja PLC hüdraulilise turbiini topeltreguleerimissüsteemi uurimine ning juhtlaba ja laba kahekordse reguleerimise teostamiseks kasutatakse programmeeritavat kontrollerit, mis parandab juhtlaba ja laba koordineerimistäpsust erinevatel juhtudel. veepead.Praktika näitab, et topeltjuhtimissüsteem parandab veeenergia kasutusmäära.
2. Turbiini reguleerimise süsteem
2.1 Turbiini reguleerimise süsteem
Turbiini pöörlemiskiiruse reguleerimise süsteemi põhiülesanne on vastavalt muuta turbiini juhtlabade avanemist läbi regulaatori, kui elektrisüsteemi koormus muutub ja seadme pöörlemiskiirus hälbib, nii et turbiini pöörlemiskiirus hoitakse määratud vahemikus, et generaator töötaks.Väljundvõimsus ja sagedus vastavad kasutaja nõuetele.Turbiini reguleerimise põhiülesanded võib jagada kiiruse reguleerimiseks, aktiivvõimsuse reguleerimiseks ja veetaseme reguleerimiseks.
2.2 Turbiini reguleerimise põhimõte
Hüdrogeneraator on hüdroturbiini ja generaatori ühendamise teel moodustatud seade.Hüdrogeneraatori pöörlev osa on jäik korpus, mis pöörleb ümber fikseeritud telje ja selle võrrandit saab kirjeldada järgmise võrrandiga:
Valemis
——Agregaadi pöörleva osa inertsimoment (kg m2)
——Pöörlemise nurkkiirus (rad/s)
——Turbiini pöördemoment (N/m), sealhulgas generaatori mehaanilised ja elektrilised kaod.
——Generaatori takistusmoment, mis viitab generaatori staatori mõjumomendile rootoril, selle suund on vastupidine pöörlemissuunale ja tähistab generaatori aktiivvõimsust ehk koormuse suurust.
Koormuse muutumisel jääb juhtlaba ava muutumatuks ja seadme kiirust saab siiski teatud väärtusel stabiliseerida.Kuna kiirus erineb nimiväärtusest, ei piisa kiiruse säilitamiseks isetasakaalustavale reguleerimisvõimele lootmisest.Selleks, et pärast koormuse muutumist seadme kiirus püsiks algsel nimiväärtusel, on jooniselt 1 näha, et juhtlaba ava on vaja vastavalt muuta.Kui koormus väheneb, kui takistuse pöördemoment muutub 1-lt 2-le, väheneb juhtlaba ava 1-ni ja seadme kiirus säilib.Seetõttu muudetakse koormuse muutumisel vastavalt ka veejuhtimismehhanismi ava, nii et hüdrogeneraatori pöörlemiskiirus püsib etteantud väärtusel või muutub vastavalt etteantud seadusele.See protsess on hüdrogeneraatori seadme kiiruse reguleerimine.või turbiini reguleerimine.
3. PLC hüdroturbiini kahekordne reguleerimissüsteem
Turbiini regulaatori eesmärk on juhtida vee juhtlabade avanemist, et reguleerida voolu turbiini torusse, muutes seeläbi turbiini dünaamilist pöördemomenti ja reguleerides turbiiniseadme sagedust.Kuid aksiaalvoolu pöörleva labaturbiini töötamise ajal ei peaks regulaator mitte ainult reguleerima juhtlabade avanemist, vaid reguleerima ka jooksulabade nurka vastavalt juhtlaba järgija käigule ja veepea väärtusele, nii, et juhtlaba ja laba on ühendatud.Säilitage nendevaheline koostöö, st koordineerimissuhe, mis võib parandada turbiini efektiivsust, vähendada laba kavitatsiooni ja seadme vibratsiooni ning suurendada turbiini töö stabiilsust.
PLC juhtturbiini labasüsteemi riistvara koosneb peamiselt kahest osast, nimelt PLC kontrollerist ja hüdroservosüsteemist.Kõigepealt arutame PLC-kontrolleri riistvarastruktuuri.
3.1 PLC kontroller
PLC kontroller koosneb peamiselt sisendseadmest, PLC põhiseadmest ja väljundseadmest.Sisendseade koosneb A/D-moodulist ja digitaalsest sisendmoodulist ning väljundseade D/A-moodulist ja digitaalsisendimoodulist.PLC-kontroller on varustatud digitaalse LED-ekraaniga süsteemi PID parameetrite, labade järgija asendi, juhtlaba järgija asendi ja veepea väärtuse jälgimiseks reaalajas.Samuti on kaasas analoogvoltmeeter, mis jälgib tiiva järgija asendit mikroarvuti kontrolleri rikke korral.
3.2 Hüdrauliline järelkontrollisüsteem
Hüdrauliline servosüsteem on turbiini labade juhtimissüsteemi oluline osa.Kontrolleri väljundsignaali võimendatakse hüdrauliliselt, et juhtida labade järgija liikumist, reguleerides seeläbi jooksja labade nurka.Võtsime kasutusele proportsionaalse klapi juhtimise pearõhuklapi tüüpi elektrohüdraulilise juhtimissüsteemi ja traditsioonilise masin-hüdraulilise juhtimissüsteemi kombinatsiooni, et moodustada paralleelne hüdrauliline elektrohüdraulilisest proportsionaalsest ventiilist ja masin-hüdraulilisest ventiilist, nagu on näidatud joonisel 2. Hüdrauliline juhtimine -up süsteem turbiini labadele.
Hüdrauliline järelkontrollisüsteem turbiini labadele
Kui PLC-kontroller, elektrohüdrauliline proportsionaalklapp ja asendiandur on kõik normaalsed, kasutatakse turbiini labade süsteemi reguleerimiseks PLC elektrohüdraulilist proportsionaalset juhtimismeetodit, asendi tagasiside väärtus ja juhtväljundi väärtus edastatakse elektriliste signaalide kaudu ning signaale sünteesib PLC kontroller., töötlemine ja otsuste tegemine, reguleerige peamise rõhujaotusventiili klapi avamist proportsionaalse klapi kaudu, et juhtida labade järgija asendit ning säilitada koostöösuhe juhtlaba, veepea ja laba vahel.Elektrohüdraulilise proportsionaalventiiliga juhitaval turbiinilabasüsteemil on kõrge sünergia täpsus, lihtne süsteemi struktuur, tugev õlireostuskindlus ja seda on mugav ühendada PLC kontrolleriga, et moodustada mikroarvuti automaatjuhtimissüsteem.
Tänu mehaanilise ühendusmehhanismi säilitamisele töötab elektrohüdraulilises proportsionaalses juhtimisrežiimis sünkroonselt ka mehaaniline ühendusmehhanism, et jälgida süsteemi tööolekut.Kui PLC elektrohüdrauliline proportsionaalne juhtimissüsteem ebaõnnestub, toimib lülitusklapp kohe ja mehaaniline ühendusmehhanism suudab põhimõtteliselt jälgida elektrohüdraulilise proportsionaalse juhtimissüsteemi tööolekut.Ümberlülitamisel on süsteemi mõju väike ja labasüsteem saab sujuvalt üle minna Mehaanilise ühenduse juhtimisrežiimile tagab suurel määral süsteemi töökindluse.
Hüdraulikaahela projekteerimisel kujundasime ümber hüdraulilise juhtklapi klapi korpuse, klapi korpuse ja klapihülsi sobiva suuruse, klapi korpuse ja pearõhuklapi ühenduse suuruse ning mehaanilise. ühendusvarras hüdroklapi ja peamise rõhujaotusventiili vahel on sama, mis originaal.Paigaldamise ajal tuleb vahetada ainult hüdroklapi klapi korpus ja muid osi pole vaja vahetada.Kogu hüdrojuhtimissüsteemi struktuur on väga kompaktne.Mehaanilise sünergiamehhanismi täieliku säilitamise alusel lisatakse elektrohüdrauliline proportsionaalne juhtimismehhanism, mis hõlbustab liidest PLC-kontrolleriga, et realiseerida digitaalset sünergia juhtimist ja parandada turbiini labade süsteemi koordinatsiooni täpsust.;Ja süsteemi paigaldus- ja silumisprotsess on väga lihtne, mis lühendab hüdroturbiiniüksuse seisakuaega, hõlbustab hüdroturbiini hüdraulilise juhtimissüsteemi ümberkujundamist ja sellel on hea praktiline väärtus.Kohapeal töötades on süsteem kõrgelt hinnatud elektrijaama inseneri- ja tehnilise personali poolt ning arvatakse, et seda saab populariseerida ja rakendada paljude hüdroelektrijaamade valitseja hüdroservosüsteemis.
3.3 Süsteemitarkvara struktuur ja teostusmeetod
PLC-ga juhitavas turbiinilabasüsteemis kasutatakse digitaalset sünergia meetodit juhtlabade, veepea ja labade ava vahelise sünergiasuhte realiseerimiseks.Võrreldes traditsioonilise mehaanilise sünergia meetodiga, on digitaalse sünergia meetodi eeliseks lihtne parameetrite kärpimine, selle eeliseks on mugav silumine ja hooldus ning suur seoste täpsus.Labajuhtimissüsteemi tarkvarastruktuur koosneb peamiselt süsteemi reguleerimise funktsiooniprogrammist, juhtimisalgoritmi programmist ja diagnostikaprogrammist.Allpool käsitleme programmi kolme ülaltoodud osa realiseerimismeetodeid.Reguleerimisfunktsiooni programm sisaldab peamiselt sünergia alamprogrammi, laba käivitamise alamprogrammi, laba peatamise alamprogrammi ja laba koormuse eemaldamise alamprogrammi.Kui süsteem töötab, tuvastab ja hindab see esmalt hetke töötingimusi, seejärel käivitab tarkvara lüliti, käivitab vastava reguleerimisfunktsiooni alamprogrammi ja arvutab tiiva järgija positsiooni antud väärtuse.
(1) Ühingu alamprogramm
Turbiiniüksuse mudelitesti abil saab liitepinnal saada partii mõõdetud punkte.Traditsiooniline mehaaniline liigendnukk on valmistatud nende mõõdetud punktide põhjal ja digitaalne liitemeetod kasutab neid mõõdetud punkte ka liitekõverate komplekti joonistamiseks.Valides sõlmedeks assotsiatsioonikõvera teadaolevad punktid ja võttes kasutusele binaarfunktsiooni tükikaupa lineaarse interpoleerimise meetodi, saab sellel seosejoonel olevate mittesõlmede funktsiooni väärtused saada.
(2) Laba käivitamise alamprogramm
Käivitusseaduse uurimise eesmärk on lühendada seadme käivitusaega, vähendada tõukelaagri koormust ning luua generaatoragregaadile võrku ühendatud tingimused.
(3) Laba peatamise alamprogramm
Labade sulgemise reeglid on järgmised: kui kontroller saab väljalülituskäsu, suletakse labad ja juhtlabad samaaegselt vastavalt koostöösuhtele, et tagada seadme stabiilsus: kui juhtlaba ava on väiksem kui tühikäiguava, jäävad labad maha Kui juhtlaba suletakse aeglaselt, ei säili enam koostöösuhe laba ja juhtlaba vahel;kui seadme kiirus langeb alla 80% nimikiirusest, avatakse laba uuesti algusnurgani Φ0, valmis järgmiseks käivitamiseks Ettevalmistus.
(4) Tera koormuse tagasilükkamise alamprogramm
Koormuse tagasilükkamine tähendab, et koormusega seade lülitub ootamatult elektrivõrgust lahti, muutes seadme ja veesuunamissüsteemi halvas tööseisundis, mis on otseselt seotud elektrijaama ja seadme ohutusega.Koorma mahakandmisel on regulaator samaväärne kaitseseadmega, mis paneb juhtlabad ja labad koheselt sulguma, kuni seadme pöörlemiskiirus langeb nimikiiruse lähedale.stabiilsus.Seetõttu avanevad labad tegeliku koormuse langetamise korral üldiselt teatud nurga all.See avamine saadakse tegeliku elektrijaama koormuse langetamise testiga.See võib tagada, et kui seade kaotab koormuse, pole mitte ainult kiiruse kasv väike, vaid ka seade suhteliselt stabiilne..
4. Järeldus
Pidades silmas minu riigi hüdrauliliste turbiinide regulaatorite tööstuse praegust tehnilist seisundit, käsitletakse selles artiklis uut teavet hüdrauliliste turbiinide kiiruse reguleerimise valdkonnas nii kodus kui ka välismaal ning rakendatakse programmeeritava loogikakontrolleri (PLC) tehnoloogiat kiiruse reguleerimiseks. hüdroturbiini generaatori komplekt.Programmikontroller (PLC) on aksiaalse voolu laba tüüpi hüdroturbiini kahekordse reguleerimise süsteemi tuum.Praktiline rakendus näitab, et skeem parandab oluliselt juhtlaba ja labade vahelist koordineerimise täpsust erinevate veetaseme tingimuste korral ning parandab veeenergia kasutusmäära.
Postitusaeg: 11.02.2022
