Հիդրավլիկ տուրբինների արագության կառավարման համակարգի մշակում և հետազոտություն՝ հիմնված PLC-ի վրա

1. Ներածություն
Տուրբինի կառավարիչը հիդրոէլեկտրակայանների երկու հիմնական կարգավորող սարքավորումներից մեկն է:Այն ոչ միայն կատարում է արագության կարգավորման դերը, այլև ձեռնարկում է տարբեր աշխատանքային պայմանների փոխակերպում և հաճախականություն, հզորություն, փուլային անկյուն և հիդրոէլեկտրակայանների այլ հսկողություն և պաշտպանում է ջրի անիվը:Գեներատորի հավաքածուի խնդիրը.Տուրբինների կառավարիչներն անցել են զարգացման երեք փուլ՝ մեխանիկական հիդրավլիկ կառավարիչներ, էլեկտրահիդրավլիկ կառավարիչներ և միկրոհամակարգիչների թվային հիդրավլիկ կառավարիչներ:Վերջին տարիներին տուրբինային արագության վերահսկման համակարգերում ներդրվել են ծրագրավորվող կարգավորիչներ, որոնք ունեն հակամիջամտության ուժեղ ունակություն և բարձր հուսալիություն;պարզ և հարմար ծրագրավորում և շահագործում;մոդուլային կառուցվածք, լավ բազմակողմանիություն, ճկունություն և հարմար սպասարկում;Այն ունի ուժեղ կառավարման գործառույթի և վարելու ունակության առավելությունները.դա գործնականում ստուգված է։
Այս հոդվածում առաջարկվում է PLC հիդրավլիկ տուրբինի կրկնակի ճշգրտման համակարգի հետազոտություն, և ծրագրավորվող կարգավորիչը օգտագործվում է ուղեցույցի և թիակի կրկնակի կարգավորումը իրականացնելու համար, ինչը բարելավում է ուղեցույցի և թիակի կոորդինացման ճշգրտությունը տարբեր համար: ջրի գլուխներ.Պրակտիկան ցույց է տալիս, որ երկակի կառավարման համակարգը բարելավում է ջրային էներգիայի օգտագործման մակարդակը:

2. Տուրբինային կարգավորման համակարգ

2.1 Տուրբինի կարգավորման համակարգ
Տուրբինի արագության վերահսկման համակարգի հիմնական խնդիրն է համապատասխանաբար փոխել տուրբինի ուղեցույցների բացվածքը կառավարչի միջոցով, երբ փոխվում է էներգահամակարգի բեռը և շեղվում է միավորի պտտման արագությունը, որպեսզի տուրբինի պտտման արագությունը: պահվում է նշված տիրույթում, որպեսզի գեներատորի բլոկը աշխատի:Ելքային հզորությունը և հաճախականությունը համապատասխանում են օգտագործողի պահանջներին:Տուրբինի կարգավորման հիմնական խնդիրները կարելի է բաժանել արագության կարգավորման, ակտիվ հզորության կարգավորման և ջրի մակարդակի կարգավորման:

2.2 Տուրբինի կարգավորման սկզբունքը
Հիդրոգեներատորի ագրեգատը միավոր է, որը ձևավորվում է հիդրոտուրբինի և գեներատորի միացումից:Հիդրոգեներատորների հավաքածուի պտտվող մասը կոշտ մարմին է, որը պտտվում է հաստատուն առանցքի շուրջ, և դրա հավասարումը կարելի է նկարագրել հետևյալ հավասարմամբ.

Բանաձեւում
—— Միավորի պտտվող մասի իներցիայի պահը (կգ մ2)
——Ռոտացիայի անկյունային արագություն (rad/s)
——Տուրբինի ոլորող մոմենտ (N/m), ներառյալ գեներատորի մեխանիկական և էլեկտրական կորուստները։
——Գեներատորի դիմադրության ոլորող մոմենտ, որը վերաբերում է ռոտորի վրա գեներատորի ստատորի գործող ոլորող մոմենտին, որի ուղղությունը հակառակ է պտտման ուղղությանը և ներկայացնում է գեներատորի ակտիվ հզորությունը, այսինքն՝ բեռի չափը։

Երբ բեռը փոխվում է, ուղեցույցի բացվածքը մնում է անփոփոխ, և միավորի արագությունը դեռ կարող է կայունացվել որոշակի արժեքով:Քանի որ արագությունը կշեղվի անվանական արժեքից, արագությունը պահպանելու համար բավարար չէ ապավինել ինքնակարգավորվող ճշգրտման կարողությանը:Որպեսզի բեռի փոփոխությունից հետո միավորի արագությունը պահպանվի սկզբնական անվանական արժեքի վրա, Նկար 1-ից երևում է, որ անհրաժեշտ է համապատասխանաբար փոխել ուղեցույցի բացվածքը:Երբ ծանրաբեռնվածությունը նվազում է, երբ դիմադրության ոլորող մոմենտը փոխվում է 1-ից 2-ի, ուղեցույցի փեղկի բացվածքը կնվազի մինչև 1, և միավորի արագությունը կպահպանվի:Հետևաբար, բեռնվածքի փոփոխության հետ համապատասխանաբար փոխվում է ջրի ուղղորդող մեխանիզմի բացվածքը, որպեսզի հիդրոգեներատորի ագրեգատի արագությունը պահպանվի կանխորոշված ​​արժեքով կամ փոխվի ըստ կանխորոշված ​​օրենքի։Այս գործընթացը հիդրոգեներատորի միավորի արագության ճշգրտումն է:, կամ տուրբինային կարգավորում։

3. PLC հիդրավլիկ տուրբինի երկակի ճշգրտման համակարգ
Տուրբինի կառավարիչը պետք է վերահսկի ջրային ուղեցույցների բացվածքը, որպեսզի կարգավորի հոսքը դեպի տուրբինի վազող, դրանով իսկ փոխելով տուրբինի դինամիկ ոլորող մոմենտը և վերահսկելով տուրբինային միավորի հաճախականությունը:Այնուամենայնիվ, առանցքային հոսքով պտտվող թիավարման տուրբինի շահագործման ընթացքում կառավարիչը պետք է ոչ միայն կարգավորի ուղեցույցների բացվածքը, այլև կարգավորի վազող շեղբերների անկյունը՝ ըստ ուղղորդող թիակի հետևի հարվածի և ջրի գլխի արժեքի, այնպես, որ ուղեցույցը և փականը միացված են:Պահպանեք նրանց միջև համագործակցային հարաբերություններ, այսինքն՝ կոորդինացիոն հարաբերություններ, որոնք կարող են բարելավել տուրբինի արդյունավետությունը, նվազեցնել շեղբերի կավիտացիան և միավորի թրթռումը և բարձրացնել տուրբինի շահագործման կայունությունը:
PLC կառավարման տուրբինային թիակի համակարգի ապարատը հիմնականում բաղկացած է երկու մասից՝ PLC կարգավորիչից և հիդրավլիկ սերվո համակարգից:Նախ, եկեք քննարկենք PLC վերահսկիչի ապարատային կառուցվածքը:

3.1 PLC վերահսկիչ
PLC վերահսկիչը հիմնականում բաղկացած է մուտքային միավորից, PLC հիմնական միավորից և ելքային միավորից:Մուտքային միավորը կազմված է A/D մոդուլից և թվային մուտքագրման մոդուլից, իսկ ելքային միավորը՝ D/A մոդուլից և թվային մուտքագրման մոդուլից:PLC կարգավորիչը հագեցած է լուսադիոդային թվային էկրանով՝ համակարգի PID պարամետրերի իրական ժամանակում դիտարկելու համար, թիակի հետևի դիրքը, ուղեցույցի հետևի դիրքը և ջրի գլխի արժեքը:Տրվում է նաև անալոգային վոլտմետր՝ միկրոհամակարգչի կարգավորիչի խափանման դեպքում թիակի հետևի դիրքը վերահսկելու համար:

3.2 Հիդրավլիկ հետևողական համակարգ
Հիդրավլիկ սերվո համակարգը տուրբինային թիակների կառավարման համակարգի կարևոր մասն է:Կարգավորիչի ելքային ազդանշանը հիդրավլիկ կերպով ուժեղացվում է թիակի հետևի շարժումը վերահսկելու համար, դրանով իսկ կարգավորելով վազող շեղբերների անկյունը:Մենք ընդունեցինք համամասնական փականների կառավարման հիմնական ճնշման փականի տիպի էլեկտրա-հիդրավլիկ կառավարման համակարգի և ավանդական մեքենա-հիդրավլիկ կառավարման համակարգի համադրությունը` ձևավորելու էլեկտրա-հիդրավլիկ համամասնական փականի և մեքենա-հիդրավլիկ փականի զուգահեռ հիդրավլիկ կառավարման համակարգը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2-ում: - Տուրբինի շեղբերների բարձրացման համակարգ:

Տուրբինի շեղբերների հիդրավլիկ հետևողական համակարգ
Երբ PLC կարգավորիչը, էլեկտրահիդրավլիկ համամասնական փականը և դիրքի սենսորը բոլորը նորմալ են, PLC էլեկտրահիդրավլիկ համամասնական կառավարման մեթոդը օգտագործվում է տուրբինային թիակի համակարգը կարգավորելու համար, դիրքի հետադարձ արժեքը և կառավարման ելքային արժեքը փոխանցվում են էլեկտրական ազդանշաններով, և ազդանշանները սինթեզվում են PLC վերահսկիչի կողմից:, մշակման և որոշումների կայացման ժամանակ, կարգավորեք հիմնական ճնշման բաշխման փականի փականի բացումը համամասնական փականի միջով՝ վերահսկելու թիակի հետևի դիրքը և պահպանեք համագործակցային հարաբերությունները ուղեցույցի, ջրի գլխիկի և փականի միջև:Էլեկտրահիդրավլիկ համամասնական փականով կառավարվող տուրբինային թիակի համակարգը ունի բարձր սիներգիայի ճշգրտություն, պարզ համակարգի կառուցվածք, ուժեղ նավթի աղտոտվածության դիմադրություն և հարմար է ինտերֆեյս PLC վերահսկիչի հետ միկրոհամակարգիչ ավտոմատ կառավարման համակարգ ձևավորելու համար:

Մեխանիկական կապի մեխանիզմի պահպանման շնորհիվ էլեկտրա-հիդրավլիկ համամասնական կառավարման ռեժիմում մեխանիկական կապի մեխանիզմը աշխատում է նաև համաժամանակյա՝ հետևելու համակարգի գործառնական կարգավիճակին:Եթե ​​PLC էլեկտրահիդրավլիկ համամասնական կառավարման համակարգը ձախողվի, անջատիչ փականը կգործի անմիջապես, և մեխանիկական կապի մեխանիզմը հիմնականում կարող է հետևել էլեկտրահիդրավլիկ համամասնական կառավարման համակարգի գործարկման վիճակին:Միացման ժամանակ համակարգի ազդեցությունը փոքր է, և թիակի համակարգը կարող է սահուն անցնել Մեխանիկական ասոցիացիայի կառավարման ռեժիմին մեծապես երաշխավորում է համակարգի շահագործման հուսալիությունը:

Երբ մենք նախագծում էինք հիդրավլիկ սխեման, մենք վերանախագծեցինք հիդրավլիկ կառավարման փականի փականի մարմինը, փականի մարմնի և փականի թևի համապատասխան չափը, փականի մարմնի և հիմնական ճնշման փականի միացման չափը և մեխանիկական չափը: Հիդրավլիկ փականի և հիմնական ճնշման բաշխման փականի միջև միացնող ձողը նույնն է, ինչ սկզբնականը:Տեղադրման ժամանակ անհրաժեշտ է փոխել միայն հիդրավլիկ փականի փականի մարմինը, իսկ այլ մասերը պետք չէ փոխել:Ամբողջ հիդրավլիկ կառավարման համակարգի կառուցվածքը շատ կոմպակտ է:Մեխանիկական սիներգիայի մեխանիզմի ամբողջական պահպանման հիման վրա ավելացվում է էլեկտրա-հիդրավլիկ համամասնական կառավարման մեխանիզմ՝ հեշտացնելու ինտերֆեյսը PLC կարգավորիչի հետ՝ իրականացնելու թվային սիներգիայի կառավարումը և բարելավելու տուրբինային թիակի համակարգի համակարգման ճշգրտությունը:;Իսկ համակարգի տեղադրման և վրիպազերծման գործընթացը շատ հեշտ է, ինչը կրճատում է հիդրավլիկ տուրբինային բլոկի անգործությունը, հեշտացնում է հիդրավլիկ տուրբինի հիդրավլիկ կառավարման համակարգի վերափոխումը և ունի լավ գործնական արժեք:Տեղում իրական շահագործման ընթացքում համակարգը բարձր է գնահատվում էլեկտրակայանի ինժեներատեխնիկական անձնակազմի կողմից, և ենթադրվում է, որ այն կարող է մասսայականացվել և կիրառվել բազմաթիվ հիդրոէլեկտրակայանների կառավարչի հիդրավլիկ սերվո համակարգում:

3.3 Համակարգի ծրագրային ապահովման կառուցվածքը և իրականացման եղանակը
PLC-ով կառավարվող տուրբինային թիակների համակարգում թվային սիներգիայի մեթոդն օգտագործվում է ուղղորդող թիակների, ջրի գլխի և փեղկերի բացվածքի միջև սիներգիայի փոխհարաբերությունն իրականացնելու համար:Համեմատած ավանդական մեխանիկական սիներգիայի մեթոդի հետ, թվային սիներգիայի մեթոդն ունի պարամետրերի հեշտ կտրման առավելություններ, այն ունի հարմար կարգաբերման և պահպանման առավելություններ և ասոցիացիայի բարձր ճշգրտություն:Թիթեղների կառավարման համակարգի ծրագրային կառուցվածքը հիմնականում կազմված է համակարգի ճշգրտման գործառույթի ծրագրից, կառավարման ալգորիթմի ծրագրից և ախտորոշման ծրագրից:Ստորև կքննարկենք ծրագրի վերը նշված երեք մասերի համապատասխանաբար իրականացման եղանակները։Կարգավորման ֆունկցիայի ծրագիրը հիմնականում ներառում է սիներգիայի ենթածրագրեր, թիակի գործարկման ենթածրագրեր, թիակի դադարեցման ենթածրագրեր և թիակի բեռնաթափման ենթածրագրեր:Երբ համակարգն աշխատում է, այն նախ բացահայտում և դատում է ընթացիկ գործառնական վիճակը, այնուհետև գործարկում է ծրագրաշարի անջատիչը, կատարում է համապատասխան ճշգրտման գործառույթի ենթաօրենսդրական ծրագիրը և հաշվարկում է թիակի հետևողի տրված դիրքը:
(1) Ասոցիացիայի ենթածրագր
Տուրբինային միավորի մոդելային փորձարկման միջոցով կարելի է ձեռք բերել հոդերի մակերեսի չափված կետերի փաթեթ:Ավանդական մեխանիկական հոդերի տեսախցիկը պատրաստված է այս չափված կետերի հիման վրա, և թվային հոդերի մեթոդը նաև օգտագործում է այս չափված կետերը համատեղ կորերի մի շարք գծելու համար:Ընտրելով ասոցիացիայի կորի հայտնի կետերը որպես հանգույցներ և ընդունելով երկուական ֆունկցիայի մասնակի գծային ինտերպոլացիայի մեթոդը՝ կարելի է ստանալ ասոցիացիայի այս տողի ոչ հանգույցների ֆունկցիայի արժեքը:
(2) Վանի գործարկման ենթածրագր
Գործարկման օրենքի ուսումնասիրության նպատակն է կրճատել ագրեգատի գործարկման ժամանակը, նվազեցնել մղիչ առանցքակալի բեռը և ստեղծել ցանցին միացված պայմաններ գեներատորի համար:
(3) Վեյնի կանգառի ենթածրագրեր
Թիթեղների փակման կանոնները հետևյալն են. երբ վերահսկիչը ստանում է անջատման հրամանը, թիակները և ուղեցույցները փակվում են միաժամանակ՝ համաձայն կոոպերատիվ հարաբերությունների՝ միավորի կայունությունն ապահովելու համար. քան առանց բեռի բացվածքը, թիակները հետ են մնում Երբ ուղեցույցը դանդաղ փակվում է, թիակի և ուղեցույցի միջև համագործակցային հարաբերություններն այլևս չեն պահպանվում.երբ միավորի արագությունն իջնում ​​է գնահատված արագության 80%-ից ցածր, թիակը նորից բացվում է մինչև Ֆ0 մեկնարկային անկյան տակ, պատրաստ է հաջորդ գործարկմանը: Պատրաստվեք:
(4) Սայրի բեռի մերժման ենթակարգ
Բեռի մերժումը նշանակում է, որ բեռով ագրեգատը հանկարծակի անջատվում է էլեկտրացանցից, ինչի արդյունքում բլոկը և ջրի դիվերսիոն համակարգը գտնվում են վատ աշխատանքային վիճակում, ինչը ուղղակիորեն կապված է էլեկտրակայանի և բլոկի անվտանգության հետ:Երբ բեռը թափվում է, կառավարիչը համարժեք է պաշտպանիչ սարքի, որը ստիպում է ուղեցույցի թիակները և թիակները անմիջապես փակվել, մինչև միավորի արագությունը իջնի անվանական արագության մոտակայքում:կայունություն.Հետևաբար, բեռի իրական հեռացման ժամանակ թիակները սովորաբար բացվում են որոշակի անկյան տակ:Այս բացումը ստացվում է փաստացի էլեկտրակայանի բեռնաթափման փորձարկման միջոցով:Այն կարող է ապահովել, որ երբ միավորը թափում է բեռը, ոչ միայն արագության աճը փոքր է, այլ նաև միավորը համեմատաբար կայուն է:.

4 Եզրակացություն
Հաշվի առնելով իմ երկրի հիդրոտուրբինների կառավարիչ արդյունաբերության ներկայիս տեխնիկական կարգավիճակը, այս փաստաթուղթը վերաբերում է նոր տեղեկատվությանը հիդրավլիկ տուրբինների արագության վերահսկման ոլորտում տանը և արտերկրում, և կիրառում է ծրագրավորվող տրամաբանական կարգավորիչ (PLC) տեխնոլոգիան արագության վերահսկման համար: հիդրավլիկ տուրբինային գեներատորների հավաքածու:Ծրագրի կարգավորիչը (PLC) հանդիսանում է առանցքային հոսքի թիակի տիպի հիդրավլիկ տուրբինային երկակի կարգավորման համակարգի առանցքը:Գործնական կիրառությունը ցույց է տալիս, որ սխեման մեծապես բարելավում է ուղեցույցի և թիակի միջև կոորդինացման ճշգրտությունը ջրի գլխի տարբեր պայմանների համար և բարելավում է ջրի էներգիայի օգտագործման արագությունը: