수력 발전 기술 개발에서 수력 터빈 모델 테스트 베드의 중요성

수력 터빈 모델 테스트 벤치는 수력 발전 기술 개발에서 중요한 역할을 합니다.수력 발전 제품의 품질을 향상시키고 장치의 성능을 최적화하는 중요한 장비입니다.모든 러너의 생산은 먼저 모델 러너를 개발하고 하이 헤드 유압 기계 테스트 베드에서 수력 발전소의 실제 헤드 미터를 시뮬레이션하여 모델을 테스트해야 합니다.모든 데이터가 사용자의 요구 사항을 충족하면 러너를 공식적으로 생산할 수 있습니다.따라서 일부 외국 수력 발전 장비 제조업체는 다양한 기능의 요구를 충족시키기 위해 여러 개의 고수두 테스트 벤치를 보유하고 있습니다.예를 들어, 프랑스의 neyrpic 회사에는 5개의 고급 고정밀 모델 테스트 벤치가 있습니다.Hitachi와 Toshiba는 50m 이상의 수두를 가진 5개의 모델 테스트 스탠드를 보유하고 있습니다.생산 요구에 따라 대형 전기 기계 연구소는 관형, 혼합 흐름, 축류 및 가역 유압 기계에 대한 모델 테스트를 각각 수행할 수 있는 전체 기능 및 고정밀의 고수두 테스트 베드를 설계했으며, 물 머리는 150m에 도달할 수 있습니다.테스트 벤치는 수직 및 수평 단위의 모델 테스트에 적응할 수 있습니다.테스트 벤치는 2개의 스테이션과 B로 설계되었습니다. 스테이션이 작동할 때 스테이션 B가 설치되어 테스트 주기를 단축할 수 있습니다.A. B 두 스테이션은 한 세트의 전기 제어 시스템과 테스트 시스템을 공유합니다.전기 제어 시스템은 PROFIBUS를 핵심으로, NAIS fp10sh PLC를 메인 컨트롤러로, IPC(산업 제어 컴퓨터)는 중앙 집중식 제어를 구현합니다.이 시스템은 필드버스 기술을 채택하여 시스템의 신뢰성, 안전성 및 손쉬운 유지보수를 보장하는 고급 모든 디지털 제어 모드를 실현합니다.중국에서 자동화 수준이 높은 수질 관리 기계 테스트 제어 시스템입니다.제어 시스템의 구성

높은 수두 테스트 벤치는 550KW의 출력과 250 ~ 1100r / min의 속도 범위를 가진 두 개의 펌프 모터로 구성되어있어 파이프 라인의 물 흐름을 사용자가 요구하는 수두 미터로 가속하고 수두를 계속 작동시킵니다. 원활하게.러너의 매개변수는 동력계에 의해 모니터링됩니다.동력계의 모터 출력은 500kW이고 속도는 300 ~ 2300r/min 사이이며 스테이션 a와 B에 동력계가 하나 있습니다. 하이 헤드 유압 기계 테스트 벤치의 원리는 그림 1에 나와 있습니다. 시스템은 다음을 요구합니다. 모터 제어 정확도는 0.5% 미만이고 MTBF는 5000시간 이상입니다.많은 연구 끝에 * * * 회사에서 생산하는 DCS500 DC 속도 조절 시스템이 선택됩니다.DCS500은 두 가지 방법으로 제어 명령을 수신할 수 있습니다.하나는 속도 요구 사항을 충족하기 위해 4 ~ 20mA 신호를 수신하는 것입니다.두 번째는 속도 요구 사항을 충족하기 위해 디지털 모드에서 수신할 PROFIBUS DP 모듈을 추가하는 것입니다.첫 번째 방법은 제어가 간단하고 가격이 저렴하지만 현재 전송에 방해를 받고 제어 정확도에 영향을 미칩니다.두 번째 방법은 비용이 많이 들지만 전송 과정에서 데이터의 정확도와 제어 정확도를 보장할 수 있습니다.따라서 시스템은 4개의 DCS500을 채택하여 각각 2개의 동력계와 2개의 워터 펌프 모터를 제어합니다.PROFIBUS DP 슬레이브 스테이션으로서 4개의 장치는 마스터-슬레이브 모드에서 마스터 스테이션 PLC와 통신합니다.PLC는 동력계와 워터 펌프 모터의 시작/정지를 제어하고, 모터의 작동 속도를 PROFIBUS DP를 통해 DCS500으로 전송하고, DCS500에서 모터 작동 상태와 파라미터를 가져옵니다.
PLC는 NAIS Europe에서 생산한 afp37911 모듈을 FMS와 DP 프로토콜을 동시에 지원하는 마스터 스테이션으로 선택합니다.모듈은 IPC 및 데이터 수집 시스템과의 주요 모드 통신을 실현하는 FMS의 주요 스테이션입니다.DCS500과 마스터-슬레이브 통신을 구현하는 DP 마스터 스테이션이기도 합니다.
동력계의 모든 매개변수는 VXI 버스 기술을 통해 수집되고 화면에 표시됩니다(다른 매개변수는 VXI 회사에서 수집함).IPC는 FMS를 통해 데이터 수집 시스템과 연결하여 통신을 완료합니다.전체 시스템의 구성은 그림 2에 나와 있습니다.

1.1 fieldbus PROFIBUS는 13개 기업과 5개 과학 연구 기관이 공동 개발 프로젝트에서 공식화한 표준입니다.유럽 ​​표준 en50170에 등재되었으며 중국에서 권장하는 산업용 필드버스 표준 중 하나입니다.여기에는 다음과 같은 형식이 포함됩니다.
·PROFIBUS FMS는 작업장 수준에서 일반적인 통신 작업을 해결하고 많은 통신 서비스를 제공하며 중간 전송 속도로 순환 및 비순환 통신 작업을 완료합니다.NAIS의 Profibus 모듈은 1.2mbps의 통신 속도를 지원하며 순환 통신 모드는 지원하지 않습니다.MMA  비주기적 데이터 전송  마스터 연결 을 사용하여 다른 FMS 마스터 스테이션과만 통신할 수 있으며 모듈은 FMS와 호환되지 않습니다.따라서 Scheme 설계에서 PROFIBUS의 한 형태만 사용할 수는 없습니다.
·PROFIBUS-DP  최적화된 고속 저가 통신 연결은 자동 제어 시스템과 장비 수준의 분산 I/O 간의 통신을 위해 설계되었습니다. DP와 FMS는 동일한 통신 프로토콜을 채택하므로 동일한 네트워크 세그먼트에서 공존할 수 있습니다.NAIS와 a, msaz  비주기적 데이터 전송  마스터-슬레이브 연결  슬레이브 스테이션이 활발하게 통신하지 않습니다.
·PROFIBUS PA  프로세스 자동화를 위해 특별히 설계된 본질적으로 안전한 표준 전송 기술 은 버스로 전원을 공급받는 스테이션 및 높은 안전 요구 사항이 있는 경우에 대해 iec1158-2 에 지정된 통신 절차를 실현합니다.시스템에서 사용되는 전송 매체는 구리 차폐 연선입니다.  통신 프로토콜은 RS485이고 통신 속도는 500kbps입니다.산업용 필드버스의 적용은 시스템의 안전성과 신뢰성을 보장합니다.

1.2 IPC 산업용 제어 컴퓨터
상부 산업 제어 컴퓨터는 Windows NT4 0 워크스테이션 운영 체제를 실행하는 대만 어드밴텍 산업 제어 컴퓨터   Siemens 사의 WinCC 산업 구성 소프트웨어를 사용하여 시스템의 작동 상태 정보를 대형 화면에 표시하고 파이프라인 흐름과 그래픽으로 표현합니다. 막힘.모든 데이터는 PROFIBUS를 통해 PLC에서 전송됩니다.IPC는 내부적으로 PROFIBUS를 위해 특별히 설계된 독일 softing 회사에서 생산한 profiboard 네트워크 카드를 장착하고 있습니다.Softing에서 제공하는 구성 소프트웨어를 통해 네트워킹이 완료되고 네트워크 통신 관계 Cr(통신 관계) 및 개체 사전 OD(개체 사전)이 설정될 수 있습니다.WINCC는 지멘스가 생산합니다.자사 S5/S7 PLC와의 직접 연결만 지원하며, 윈도우에서 제공하는 DDE 기술을 통해서만 다른 PLC와의 통신이 가능하다.Softing 회사는 WinCC와 PROFIBUS 통신을 실현하기 위한 DDE 서버 소프트웨어를 제공합니다.

1.3 PLC
NAIS사의 Fp10sh가 PLC로 선정되었습니다.

2개의 제어 시스템 기능
2개의 워터 펌프 모터와 2개의 동력계를 제어하는 ​​것 외에도 제어 시스템은 28개의 전기 밸브, 4개의 웨이트 모터, 8개의 오일 펌프 모터, 3개의 진공 펌프 모터, 4개의 오일 배수 펌프 모터 및 2개의 윤활 솔레노이드 밸브를 제어해야 합니다.사용자의 테스트 요구 사항을 충족시키기 위해 밸브의 스위치를 통해 물의 흐름 방향과 흐름을 제어합니다.

2.1 상수 헤드
워터 펌프의 속도를 조정하십시오. 특정 값에서 안정되게 만들고 이 때 수두는 확실합니다.동력계의 속도를 일정 값으로 조정하고 작업 조건이 2~4분 동안 안정되면 관련 데이터를 수집합니다.테스트하는 동안 수두를 변경하지 않은 상태로 유지해야 합니다.코드 디스크는 모터 속도를 수집하기 위해 워터 펌프 모터에 배치되어 DCS500이 폐쇄 루프 제어를 형성합니다.물 펌프의 속도는 IPC 키보드에 의해 입력됩니다.

2.2 일정한 속도
특정 값에서 안정되도록 동력계의 속도를 조정합니다.이때 동력계의 속도는 일정합니다.펌프 속도를 일정 값으로 조정(즉, 헤드 조정)하고 작업 조건이 2~4분 동안 안정되면 관련 데이터를 수집합니다.DCS500은 동력계의 속도를 안정화하기 위해 동력계의 속도에 대해 폐루프를 형성합니다.

2.3 런어웨이 테스트
동력계의 속도를 일정 값으로 조정하고 동력계의 속도를 변경하지 않고 유지  동력계의 출력 토크를 0에 가깝게 하도록 워터 펌프의 속도를 조정합니다(이 작동 조건에서 동력계는 발전 및 전기 작동) 및 관련 데이터를 수집합니다.테스트 중에 워터 펌프 모터의 속도는 DCS500에 의해 변경되지 않고 조정되어야 합니다.

2.4 유량 교정
시스템에는 시스템의 유량계를 보정하기 위한 두 개의 유량 보정 탱크가 장착되어 있습니다.보정하기 전에 먼저 표시된 유량 값을 결정한 다음 워터 펌프 모터를 시작하고 워터 펌프 모터의 속도를 지속적으로 조정하십시오.이때 흐름 값에 주의하십시오.유량 값이 필요한 값에 도달하면 현재 속도로 워터 펌프 모터를 안정화합니다(이때 교정 파이프라인에 물이 순환함).디플렉터의 전환 시간을 설정합니다.작업 조건이 안정되면 솔레노이드 밸브를 켜고 타이밍을 시작하고 동시에 파이프 라인의 물을 수정 탱크로 전환하십시오.타이밍 시간이 되면 솔레노이드 밸브가 분리됩니다.이때 물은 다시 교정 파이프라인으로 전환됩니다.워터 펌프 모터의 속도를 낮추고 일정 속도로 안정화하고 관련 데이터를 읽습니다.그런 다음 물을 빼내고 다음 포인트를 보정합니다.

2.5 수동/자동 방해받지 않는 스위칭
시스템의 유지 관리 및 디버깅을 용이하게 하기 위해 시스템용 수동 키보드가 설계되었습니다.작업자는 연동에 의해 제약을 받지 않는 키보드를 통해 독립적으로 밸브의 동작을 제어할 수 있습니다.이 시스템은 NAIS 원격 I/O 모듈을 채택하여 키보드가 다른 장소에서 작동하도록 할 수 있습니다.수동/자동 전환 중에는 밸브 상태가 변경되지 않습니다.
시스템은 시스템을 단순화하고 시스템의 높은 신뢰성과 쉬운 유지 보수를 보장하는 메인 컨트롤러로 PLC를 채택합니다.PROFIBUS는 완전한 데이터 전송을 실현하고 전자기 간섭을 피하며 시스템이 설계의 정확도 요구 사항을 충족하도록 합니다.서로 다른 장치 간의 데이터 공유가 실현됩니다.PROFIBUS의 유연성은 시스템 확장을 위한 편리한 조건을 제공합니다.산업용 필드버스를 핵심으로 하는 시스템 설계 방식은 산업용 애플리케이션의 주류가 될 것입니다.