1. Вовед
Гувернерот на турбината е една од двете главни уреди за регулирање на хидроелектричните единици.Тој не само што ја игра улогата на регулирање на брзината, туку презема и различни работни услови конверзија и фреквенција, моќност, фазен агол и друга контрола на хидроелектричните генераторски единици и го штити водното тркало.Задачата на генераторскиот сет.Гувернерите на турбините поминаа низ три фази на развој: механички хидраулични гувернери, електрохидраулични гувернери и дигитални хидраулични гувернери на микрокомпјутер.Во последниве години, програмабилните контролери беа воведени во системите за контрола на брзината на турбината, кои имаат силна способност против пречки и висока доверливост;едноставно и практично програмирање и работа;модуларна структура, добра разновидност, флексибилност и удобно одржување;Ги има предностите на силна контролна функција и способност за возење;тоа е практично потврдено.
Во овој труд е предложено истражување на системот за двојно подесување на хидраулична турбина PLC, а програмибилниот контролер се користи за да се реализира двојното прилагодување на водечкото крило и лопатката, со што се подобрува точноста на координацијата на водечкото крило и крилото за различни вода глави.Практиката покажува дека системот за двојна контрола ја подобрува стапката на искористување на водената енергија.
2. Систем за регулација на турбината
2.1 Систем за регулација на турбината
Основната задача на системот за контрола на брзината на турбината е соодветно да го промени отворот на водечките крила на турбината преку гувернерот кога се менува оптоварувањето на електроенергетскиот систем и отстапува ротационата брзина на единицата, така што брзината на вртење на турбината се чува во наведениот опсег, за да може генераторот да работи.Излезната моќност и фреквенцијата ги задоволуваат барањата на корисниците.Основните задачи на регулацијата на турбината може да се поделат на регулација на брзината, регулација на активна моќност и регулирање на нивото на водата.
2.2 Принципот на регулација на турбината
Хидрогенераторска единица е единица формирана со поврзување на хидро-турбина и генератор.Ротирачкиот дел од комплетот хидрогенератор е цврсто тело што ротира околу фиксна оска, а неговата равенка може да се опише со следнава равенка:
Во формулата
——Моментот на инерција на ротирачкиот дел од единицата (Kg m2)
——Аголна брзина на ротација (rad/s)
——Вртежен момент на турбината (N/m), вклучувајќи механички и електрични загуби на генераторот.
——Вртежен момент на отпорот на генераторот, кој се однесува на дејствувачкиот вртежен момент на статорот на генераторот на роторот, неговата насока е спротивна на насоката на ротација и ја претставува активната излезна моќност на генераторот, односно големината на оптоварувањето.
Кога се менува оптоварувањето, отворот на водилката останува непроменет, а брзината на единицата сè уште може да се стабилизира на одредена вредност.Бидејќи брзината ќе отстапи од номиналната вредност, не е доволно да се потпрете на способноста за самобалансирачко прилагодување за да ја одржите брзината.За да се задржи брзината на единицата на првобитната номинална вредност по промената на оптоварувањето, може да се види од Слика 1 дека е неопходно соодветно да се смени отворот на водечката крила.Кога оптоварувањето се намалува, кога вртежниот момент на отпорот се менува од 1 на 2, отворот на водилката ќе се намали на 1, а брзината на единицата ќе се одржи.Затоа, со промената на оптоварувањето, соодветно се менува и отворот на механизмот за водење на водата, така што брзината на хидрогенераторот се одржува на однапред одредена вредност, или се менува според однапред утврден закон.Овој процес е прилагодување на брзината на единицата за хидрогенератор., или регулација на турбината.
3. Саладин хидраулична турбина систем за двојно прилагодување
Гувернерот на турбината треба да го контролира отворањето на водните лопатки за вода за да го прилагоди протокот во тркалцето на турбината, со што ќе го промени динамичкиот вртежен момент на турбината и ќе ја контролира фреквенцијата на турбинската единица.Меѓутоа, за време на работата на ротационата турбина со аксијален проток, гувернерот не само што треба да го приспособи отворот на водечките лопатки, туку и да го приспособи аголот на сечилата на тркачот според вредноста на ударот и главата на водата на следбеникот на водечката крила. така што водилката и лопатката се поврзани.Одржувајте кооперативен однос меѓу нив, односно координативен однос, кој може да ја подобри ефикасноста на турбината, да ја намали кавитацијата на сечилото и вибрациите на единицата и да ја подобри стабилноста на работата на турбината.
Хардверот на системот за контролна турбина на PLC главно се состои од два дела, имено PLC контролер и хидрауличен серво систем.Прво, да разговараме за хардверската структура на PLC контролерот.
3.1 PLC контролер
PLC контролерот главно се состои од влезна единица, основна единица PLC и излезна единица.Влезната единица е составена од A/D модул и дигитален влезен модул, а излезната единица е составена од D/A модул и модул за дигитален влез.Контролерот на PLC е опремен со LED дигитален дисплеј за набљудување во реално време на параметрите на системот PID, позицијата на следбеникот на лопатката, позицијата на следбеникот на водилката и вредноста на главата на водата.Обезбеден е и аналоген волтметар за следење на положбата на следбеникот на лопатката во случај на дефект на контролерот на микрокомпјутерот.
3.2 Хидрауличен систем за следење
Хидрауличниот серво систем е важен дел од системот за контрола на турбинските крила.Излезниот сигнал на контролорот е хидраулично засилен за да го контролира движењето на следбеникот на лопатката, со што се прилагодува аголот на сечилата на тркачот.Ја усвоивме комбинацијата на електрохидрауличен систем за контрола на главниот вентил за контрола на пропорционален вентил и традиционален систем за контрола на машина-хидраулични за да формираме паралелен хидрауличен контролен систем на електро-хидрауличен пропорционален вентил и машинско-хидрауличен вентил како што е прикажано на слика 2. -до систем за лопатки на турбината.
Хидрауличен систем за следење на лопатките на турбините
Кога контролорот на PLC, електрохидрауличниот пропорционален вентил и сензорот за положба се нормални, методот на електрохидраулична пропорционална контрола на PLC се користи за приспособување на системот на турбина, вредноста на повратната информација на позицијата и контролната излезна вредност се пренесуваат со електрични сигнали, а сигналите се синтетизираат од PLC контролерот., обработка и одлучување, приспособете го отворот на вентилот на главниот вентил за дистрибуција на притисокот преку пропорционалниот вентил за да ја контролирате положбата на следбеникот на лопатката и да ја одржувате кооперативната врска помеѓу водилката, главата на водата и крилото.Системот на турбинска лопатка контролиран со електро-хидрауличен пропорционален вентил има висока прецизност на синергија, едноставна структура на системот, силна отпорност на загадување од масло и е удобен за поврзување со контролорот PLC за да се формира систем за автоматска контрола на микрокомпјутер.
Поради задржување на механизмот за механичко поврзување, во режимот на електро-хидраулична пропорционална контрола, механизмот за механичко поврзување исто така работи синхроно за да го следи работниот статус на системот.Ако системот за електро-хидраулична пропорционална контрола на PLC не успее, прекинувачкиот вентил ќе дејствува веднаш, а механизмот за механичко поврзување во основа може да ја следи состојбата на работа на електрохидрауличниот пропорционален контролен систем.При префрлување, влијанието на системот е мало, а системот со лопатки може непречено да премине во режимот за контрола на механичката асоцијација во голема мера ја гарантира веродостојноста на работата на системот.
Кога го дизајниравме хидрауличкото коло, го редизајниравме телото на вентилот на хидрауличниот контролен вентил, соодветната големина на телото на вентилот и ракавот на вентилот, големината на поврзувањето на телото на вентилот и главниот вентил за притисок и механичката Големината на поврзувачката шипка помеѓу хидрауличниот вентил и главниот вентил за дистрибуција на притисокот е ист како и оригиналниот.За време на инсталацијата треба да се замени само телото на вентилот на хидрауличниот вентил, а не треба да се менуваат други делови.Структурата на целиот хидрауличен контролен систем е многу компактна.Врз основа на целосно задржување на механичкиот механизам за синергија, се додава електро-хидрауличен пропорционален контролен механизам за да се олесни интерфејсот со PLC контролерот за да се реализира дигитална контрола на синергијата и да се подобри точноста на координацијата на системот на турбинската крила.;И процесот на инсталација и дебагирање на системот е многу лесен, што го скратува времето на застој на единицата на хидрауличната турбина, ја олеснува трансформацијата на хидрауличниот контролен систем на хидрауличната турбина и има добра практична вредност.За време на вистинската работа на лице место, системот е високо оценет од инженерскиот и техничкиот персонал на електраната и се верува дека може да се популаризира и примени во хидрауличниот серво систем на гувернерот на многу хидроцентрали.
3.3 Структура на системскиот софтвер и метод на имплементација
Во системот на турбински лопатки контролиран од PLC, методот на дигитална синергија се користи за да се реализира врската на синергијата меѓу водечките лопатки, главата на водата и отворот на крилата.Во споредба со традиционалниот метод на механичка синергија, методот на дигитална синергија ги има предностите на лесното отсекување на параметрите, ги има предностите на практичното дебагирање и одржување и висока прецизност на асоцијацијата.Структурата на софтверот на системот за контрола на лопатките е главно составена од функционалната програма за прилагодување на системот, програмата за контролен алгоритам и програмата за дијагноза.Подолу ги разгледуваме методите на реализација на горенаведените три дела од програмата соодветно.Програмата за функции за прилагодување главно вклучува потпрограма за синергија, потпрограма за стартување на лопатката, потпрограма за запирање на крилата и потпрограма за ослободување на товарот на крилата.Кога системот работи, тој прво ја идентификува и проценува моменталната работна состојба, потоа го вклучува софтверскиот прекинувач, ја извршува соодветната потпрограма на функцијата за прилагодување и ја пресметува дадената позиција на вредноста на следбеникот на лопатката.
(1) Потпрограма за асоцијација
Преку тестот на моделот на турбинската единица може да се добие серија од измерени точки на површината на спојницата.Традиционалната механичка спојничка камера е направена врз основа на овие измерени точки, а методот на дигитален спој исто така ги користи овие измерени точки за да нацрта збир на кривини на зглобовите.Со избирање на познатите точки на кривата на асоцијација како јазли и усвојување на методот на парче линеарна интерполација на бинарната функција, може да се добие функционалната вредност на не-јазлите на оваа линија на асоцијацијата.
(2) Потпрограма за стартување на крилата
Целта на проучувањето на законот за стартување е да се скрати времето на стартување на единицата, да се намали оптоварувањето на лежиштето на потисок и да се создадат услови поврзани со мрежата за генераторот.
(3) Потпрограма за запирање на лопатка
Правилата за затворање на лопатките се следни: кога контролорот ќе ја прими командата за исклучување, лопатките и лопатките се затвораат во исто време во согласност со кооперативниот однос за да се обезбеди стабилност на единицата: кога отворот на водечките крила е помал од отворот без оптоварување, лопатките заостануваат Кога водилката полека се затвора, кооперативниот однос помеѓу лопатката и водилката повеќе не се одржува;кога брзината на единицата падне под 80% од номиналната брзина, лопатката повторно се отвора до аголот на стартување Φ0, подготвен за следното стартување Подгответе се.
(4) Потпрограма за отфрлање на оптоварувањето на сечилото
Отфрлањето на товарот значи дека единицата со оптоварување наеднаш се исклучува од електричната мрежа, со што единицата и системот за пренасочување на водата се во лоша работна состојба, што е директно поврзано со безбедноста на електраната и единицата.Кога оптоварувањето е отфрлено, гувернерот е еквивалентен на заштитниот уред, што ги прави водечките лопатки и лопатки веднаш да се затвораат додека брзината на единицата не падне во близина на номиналната брзина.стабилност.Затоа, при вистинското ослободување на товарот, лопатките генерално се отвораат до одреден агол.Овој отвор се добива преку тестот за намалување на оптоварувањето на вистинската електрана.Може да обезбеди дека кога единицата го отфрла товарот, не само што зголемувањето на брзината е мало, туку и единицата е релативно стабилна..
4 Заклучок
Со оглед на тековниот технички статус на индустријата за гувернер на хидраулични турбини во мојата земја, овој труд се однесува на новите информации во областа на контролата на брзината на хидраулични турбини дома и во странство и ја применува технологијата на програмабилен логички контролер (PLC) за контрола на брзината на комплетот генератор на хидраулични турбини.Програмскиот контролер (PLC) е јадрото на системот за двојна регулација на хидраулична турбина од типот на лопатка со аксијален проток.Практичната примена покажува дека шемата во голема мера ја подобрува координативната прецизност помеѓу водилката и крилото за различни услови на главата на водата и ја подобрува стапката на искористување на водената енергија.
Време на објавување: Февруари 11-2022 година
