1. Įvadas
Turbinos valdiklis yra viena iš dviejų pagrindinių hidroelektrinių reguliavimo įrenginių.Jis atlieka ne tik greičio reguliavimo vaidmenį, bet ir atlieka įvairių darbo sąlygų konvertavimą ir dažnį, galią, fazės kampą ir kitą hidroelektrinių generatorių valdymą bei saugo vandens ratą.Generatorių rinkinio užduotis.Turbinos reguliatoriai išgyveno tris kūrimo etapus: mechaninius hidraulinius reguliatorius, elektrohidraulinius reguliatorius ir mikrokompiuterių skaitmeninius hidraulinius reguliatorius.Pastaraisiais metais į turbinos greičio reguliavimo sistemas buvo diegiami programuojami valdikliai, pasižymintys stipria anti-interferencine galia ir dideliu patikimumu;paprastas ir patogus programavimas ir valdymas;modulinė struktūra, geras universalumas, lankstumas ir patogi priežiūra;Jis turi stiprios valdymo funkcijos ir vairavimo galimybių pranašumus;tai praktiškai patikrinta.
Šiame darbe siūlomas PLC hidraulinės turbinos dvigubo reguliavimo sistemos tyrimas, o programuojamas valdiklis naudojamas dvigubam kreipiančiosios mentės ir mentelės reguliavimui, kuris pagerina kreipiančiosios mentės ir mentės koordinavimo tikslumą įvairiems vandens galvos.Praktika rodo, kad dviguba valdymo sistema pagerina vandens energijos panaudojimą.
2. Turbinos reguliavimo sistema
2.1 Turbinos reguliavimo sistema
Pagrindinė turbinos greičio reguliavimo sistemos užduotis – keičiantis elektros sistemos apkrovai ir agregato sukimosi greičiui, atitinkamai pakeisti turbinos kreipiamųjų mentelių angą per reguliatorių, kad turbinos sukimosi greitis. yra laikomas nurodytame diapazone, kad generatorius veiktų.Išėjimo galia ir dažnis atitinka vartotojo reikalavimus.Pagrindinius turbinos reguliavimo uždavinius galima suskirstyti į greičio reguliavimą, aktyviosios galios reguliavimą ir vandens lygio reguliavimą.
2.2 Turbinos reguliavimo principas
Hidrogeneratoriaus blokas – tai įrenginys, suformuotas sujungiant hidroturbiną ir generatorių.Besisukanti hidrogeneratoriaus dalis yra standus korpusas, besisukantis aplink fiksuotą ašį, o jo lygtį galima apibūdinti tokia lygtimi:
Formulėje
——Agregato besisukančios dalies inercijos momentas (kg m2)
– – sukimosi kampinis greitis (rad/s)
——Turbinos sukimo momentas (N/m), įskaitant generatoriaus mechaninius ir elektrinius nuostolius.
——Generatoriaus varžos sukimo momentas, kuris reiškia generatoriaus statoriaus veikiantį sukimo momentą ant rotoriaus, jo kryptis yra priešinga sukimosi krypčiai ir parodo generatoriaus aktyviąją galią, tai yra apkrovos dydį.
Pasikeitus apkrovai, kreipiančiosios mentės anga lieka nepakitusi, o įrenginio greitį galima stabilizuoti ties tam tikra verte.Kadangi greitis nukryps nuo vardinės vertės, norint išlaikyti greitį, nepakanka pasikliauti savaiminio balansavimo reguliavimo galimybe.Norint, kad po apkrovos pasikeitimo agregato sukimosi greitis išliktų pirminė vardinė vertė, iš 1 paveikslo matyti, kad reikia atitinkamai pakeisti kreipiančiosios mentės angą.Sumažėjus apkrovai, pasipriešinimo sukimo momentui pasikeitus nuo 1 iki 2, kreipiančiosios mentės anga sumažės iki 1, o įrenginio greitis bus palaikomas.Todėl, keičiantis apkrovai, atitinkamai pakeičiama vandens nukreipimo mechanizmo anga, kad hidrogeneratoriaus agregato greitis išliktų iš anksto nustatytas arba keistųsi pagal iš anksto nustatytą dėsnį.Šis procesas yra hidrogeneratoriaus bloko greičio reguliavimas., arba turbinos reguliavimas.
3. PLC hidraulinės turbinos dvigubo reguliavimo sistema
Turbinos valdiklis turi valdyti vandens kreipiamųjų mentelių atidarymą, kad būtų galima reguliuoti srautą į turbinos bėgį, taip pakeisdamas dinaminį turbinos sukimo momentą ir valdydamas turbinos bloko dažnį.Tačiau veikiant ašinio srauto sukamajai turbinai, reguliatorius turėtų ne tik reguliuoti kreipiamųjų mentelių angą, bet ir reguliuoti bėgių mentių kampą pagal kreipiamosios mentės sekiklio eigą ir vandens slėgio vertę, kad kreipiamoji mentelė ir mentelė būtų sujungtos.Išlaikyti bendradarbiavimo ryšį tarp jų, tai yra koordinavimo ryšį, kuris gali pagerinti turbinos efektyvumą, sumažinti bloko menčių kavitaciją ir vibraciją bei padidinti turbinos veikimo stabilumą.
PLC valdymo turbinos mentelių sistemos techninę įrangą daugiausia sudaro dvi dalys, būtent PLC valdiklis ir hidraulinė servo sistema.Pirmiausia aptarkime PLC valdiklio aparatinės įrangos struktūrą.
3.1 PLC valdiklis
PLC valdiklį daugiausia sudaro įvesties blokas, PLC pagrindinis blokas ir išvesties blokas.Įvesties blokas sudarytas iš A/D modulio ir skaitmeninio įvesties modulio, o išvesties bloką sudaro D/A modulis ir skaitmeninis įvesties modulis.PLC valdiklyje yra LED skaitmeninis ekranas, skirtas realiu laiku stebėti sistemos PID parametrus, mentelės sekiklio padėtį, kreipiamosios mentės sekiklio padėtį ir vandens galvutės vertę.Taip pat pateikiamas analoginis voltmetras, skirtas stebėti mentelės sekiklio padėtį mikrokompiuterio valdiklio gedimo atveju.
3.2 Hidraulinė sekimo sistema
Hidraulinė servo sistema yra svarbi turbinos mentės valdymo sistemos dalis.Valdiklio išvesties signalas yra hidrauliškai sustiprintas, kad būtų galima valdyti mentelės sekiklio judėjimą ir taip reguliuoti bėgio ašmenų kampą.Pritaikėme proporcinio vožtuvo valdymo pagrindinio slėgio vožtuvo tipo elektrohidraulinės valdymo sistemos ir tradicinės mašinos hidraulinės valdymo sistemos derinį, kad sudarytume lygiagrečią hidraulinę elektrohidraulinio proporcinio vožtuvo ir mašinos hidraulinio vožtuvo valdymo sistemą, kaip parodyta 2 paveiksle. - turbinų mentelių sistema.
Hidraulinė turbinų menčių sekimo sistema
Kai PLC valdiklis, elektrohidraulinis proporcingas vožtuvas ir padėties jutiklis yra normalūs, PLC elektrohidraulinis proporcingas valdymo metodas naudojamas turbinos mentelių sistemai reguliuoti, padėties grįžtamojo ryšio vertė ir valdymo išvesties vertė perduodama elektriniais signalais, o signalus sintezuoja PLC valdiklis., apdorojimas ir sprendimų priėmimas, sureguliuokite pagrindinio slėgio paskirstymo vožtuvo vožtuvo angą per proporcinį vožtuvą, kad valdytumėte mentės sekiklio padėtį ir išlaikytumėte kreipiamosios mentės, vandens galvutės ir mentės bendradarbiavimo ryšį.Elektrohidrauliniu proporcingu vožtuvu valdoma turbinos mentelių sistema pasižymi dideliu sinergijos tikslumu, paprasta sistemos struktūra, stipriu atsparumu alyvos taršai ir yra patogi sąsaja su PLC valdikliu, kad būtų sukurta mikrokompiuterio automatinio valdymo sistema.
Dėl mechaninio sujungimo mechanizmo išlaikymo elektrohidraulinio proporcinio valdymo režime mechaninis sujungimo mechanizmas taip pat veikia sinchroniškai, kad sektų sistemos veikimo būseną.Jei PLC elektrohidraulinė proporcinga valdymo sistema sugenda, perjungimo vožtuvas veiks nedelsiant, o mechaninis sujungimo mechanizmas iš esmės gali stebėti elektrohidraulinės proporcingos valdymo sistemos veikimo būseną.Perjungimo metu sistemos poveikis yra nedidelis, o mentelių sistema gali sklandžiai pereiti į Mechaninio susiejimo valdymo režimą labai garantuoja sistemos veikimo patikimumą.
Kurdami hidraulinę grandinę, perprojektavome hidraulinio valdymo vožtuvo vožtuvo korpusą, suderinome vožtuvo korpuso ir vožtuvo įvorės dydį, vožtuvo korpuso ir pagrindinio slėgio vožtuvo jungties dydį bei mechaninį. švaistiklis tarp hidraulinio vožtuvo ir pagrindinio slėgio paskirstymo vožtuvo yra toks pat kaip ir originalus.Montuojant reikia pakeisti tik hidraulinio vožtuvo vožtuvo korpusą, o kitų dalių keisti nereikia.Visos hidraulinės valdymo sistemos struktūra yra labai kompaktiška.Visiškai išlaikant mechaninį sinergijos mechanizmą, pridedamas elektrohidraulinis proporcingas valdymo mechanizmas, palengvinantis sąsają su PLC valdikliu, kad būtų galima realizuoti skaitmeninį sinergijos valdymą ir pagerinti turbinos mentelių sistemos koordinavimo tikslumą.;O sistemos montavimo ir derinimo procesas yra labai paprastas, o tai sutrumpina hidraulinės turbinos bloko prastovą, palengvina hidraulinės turbinos hidraulinės valdymo sistemos transformaciją ir turi gerą praktinę vertę.Realiai eksploatuojant vietoje sistema yra puikiai įvertinta elektrinės inžinieriaus ir techninio personalo, ir manoma, kad ją galima populiarinti ir pritaikyti daugelio hidroelektrinių valdytojo hidraulinėje servo sistemoje.
3.3 Sisteminės programinės įrangos struktūra ir įgyvendinimo būdas
PLC valdomoje turbinos mentelių sistemoje skaitmeninis sinergijos metodas naudojamas sinergijos ryšiui tarp kreipiamųjų mentelių, vandens galvutės ir mentės angos realizuoti.Palyginti su tradiciniu mechaninės sinergijos metodu, skaitmeninės sinergijos metodas turi lengvo parametrų apipjaustymo pranašumus, patogus derinimo ir priežiūros privalumus bei didelį susiejimo tikslumą.Mentelių valdymo sistemos programinės įrangos struktūrą daugiausia sudaro sistemos reguliavimo funkcijų programa, valdymo algoritmo programa ir diagnostikos programa.Žemiau aptariame aukščiau minėtų trijų programos dalių realizavimo būdus.Reguliavimo funkcijų programa daugiausia apima sinergijos paprogramę, mentės paleidimo paprogramę, mentės sustabdymo paprogramę ir mentės apkrovos mažinimo paprogramę.Kai sistema veikia, ji pirmiausia identifikuoja ir įvertina esamą veikimo būseną, tada paleidžia programinės įrangos jungiklį, vykdo atitinkamą reguliavimo funkcijos paprogramę ir apskaičiuoja mentelės sekiklio padėties nurodytą reikšmę.
(1) Asociacijos paprogramė
Atliekant turbinos bloko modelio bandymą, galima gauti išmatuotų taškų partiją jungties paviršiuje.Tradicinis mechaninis jungties kumštelis yra pagamintas remiantis šiais išmatuotais taškais, o skaitmeninis jungties metodas taip pat naudoja šiuos išmatuotus taškus, kad nubrėžtų jungties kreivių rinkinį.Pasirinkus žinomus asociacijos kreivės taškus kaip mazgus ir pritaikius dvejetainės funkcijos dalinės tiesinės interpoliacijos metodą, galima gauti šios asociacijos linijos ne mazgų funkcijos reikšmę.
(2) Mentės paleidimo paprogramė
Paleidimo dėsnio tyrimo tikslas – sutrumpinti agregato paleidimo laiką, sumažinti traukos guolio apkrovą, sudaryti prie tinklo prijungtas sąlygas generatoriaus blokui.
(3) Mentelių sustabdymo paprogramė
Mentelių uždarymo taisyklės yra tokios: kai valdiklis gauna išjungimo komandą, mentės ir kreipiamosios mentės uždaromos tuo pačiu metu, atsižvelgiant į bendradarbiavimo ryšį, kad būtų užtikrintas įrenginio stabilumas: kai kreipiančiosios mentės anga yra mažesnė. nei tuščiosios eigos anga, mentės atsilieka Kai kreipiamoji mentelė lėtai uždaroma, bendradarbiavimo ryšys tarp mentės ir kreipiančiosios mentės nebepalaikomas;agregato greičiui nukritus žemiau 80 % vardinio greičio, mentė vėl atidaroma iki pradinio kampo Φ0, paruošta kitam paleidimui. Paruoškite.
(4) Ašmenų apkrovos atmetimo paprogramė
Apkrovos atmetimas reiškia, kad blokas su apkrova staigiai atjungiamas nuo elektros tinklo, todėl įrenginys ir vandens nukreipimo sistema yra blogai veikiantys, o tai tiesiogiai susiję su elektrinės ir bloko saugumu.Numetus apkrovą, reguliatorius prilygsta apsauginiam įtaisui, dėl kurio kreipiančiosios mentelės ir mentės iš karto užsidaro, kol įrenginio greitis nukrenta iki vardinio greičio.stabilumas.Todėl, išleidžiant apkrovą, mentės paprastai atidaromos tam tikru kampu.Ši anga gaunama atliekant tikrosios elektrinės apkrovos mažinimo bandymą.Jis gali užtikrinti, kad agregatui numetus apkrovą, greitis ne tik padidėtų, bet ir būtų gana stabilus..
4. Išvada
Atsižvelgiant į dabartinę mano šalies hidraulinių turbinų reguliatorių pramonės techninę būklę, šiame dokumente pateikiama nauja informacija apie hidraulinių turbinų greičio reguliavimą namuose ir užsienyje, o programuojamo loginio valdiklio (PLC) technologija taikoma greičio valdymui. hidraulinės turbinos generatoriaus komplektas.Programos valdiklis (PLC) yra ašinio srauto mentelės tipo hidraulinės turbinos dvigubo reguliavimo sistemos šerdis.Praktinis pritaikymas rodo, kad schema labai pagerina koordinavimo tikslumą tarp kreipiančiosios mentės ir mentės skirtingomis vandens slėgio sąlygomis ir pagerina vandens energijos panaudojimo greitį.
Paskelbimo laikas: 2022-02-11
