1. Pengenalan
Gabenor turbin adalah salah satu daripada dua peralatan pengawalseliaan utama untuk unit hidroelektrik.Ia bukan sahaja memainkan peranan pengawalan kelajuan, tetapi juga menjalankan pelbagai penukaran keadaan kerja dan kekerapan, kuasa, sudut fasa dan kawalan lain unit penjana hidroelektrik dan melindungi roda air.Tugas set penjana.Gabenor turbin telah melalui tiga peringkat pembangunan: gabenor hidraulik mekanikal, gabenor elektro-hidraulik dan gabenor hidraulik digital mikrokomputer.Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, pengawal boleh atur cara telah diperkenalkan ke dalam sistem kawalan kelajuan turbin, yang mempunyai keupayaan anti-gangguan yang kuat dan kebolehpercayaan yang tinggi;pengaturcaraan dan operasi yang mudah dan mudah;struktur modular, serba boleh yang baik, fleksibiliti, dan penyelenggaraan yang mudah;Ia mempunyai kelebihan fungsi kawalan yang kuat dan keupayaan memandu;ia telah disahkan secara praktikal.
Dalam makalah ini, penyelidikan tentang sistem pelarasan dwi turbin hidraulik PLC dicadangkan, dan pengawal boleh atur cara digunakan untuk merealisasikan pelarasan dwi ram pemandu dan dayung, yang meningkatkan ketepatan penyelarasan ram pemandu dan ram untuk berbeza. kepala air.Amalan menunjukkan bahawa sistem kawalan dwi meningkatkan kadar penggunaan tenaga air.
2. Sistem kawal selia turbin
2.1 Sistem kawal selia turbin
Tugas asas sistem kawalan kelajuan turbin adalah untuk menukar pembukaan ram pemandu turbin dengan sewajarnya melalui gabenor apabila beban sistem kuasa berubah dan kelajuan putaran unit menyimpang, supaya kelajuan putaran turbin disimpan dalam julat yang ditentukan, supaya unit penjana beroperasi.Kuasa dan kekerapan keluaran memenuhi keperluan pengguna.Tugas asas peraturan turbin boleh dibahagikan kepada peraturan kelajuan, peraturan kuasa aktif dan peraturan paras air.
2.2 Prinsip pengawalseliaan turbin
Unit penjana hidro ialah unit yang dibentuk dengan menyambungkan turbin hidro dan penjana.Bahagian berputar set penjana hidro ialah jasad tegar yang berputar mengelilingi paksi tetap, dan persamaannya boleh diterangkan dengan persamaan berikut:
Dalam formula
——Momen inersia bahagian berputar unit (Kg m2)
——Halaju sudut putaran (rad/s)
——Tork turbin (N/m), termasuk kehilangan mekanikal dan elektrik penjana.
——Tork rintangan penjana, yang merujuk kepada tork lakonan stator penjana pada pemutar, arahnya bertentangan dengan arah putaran, dan mewakili keluaran kuasa aktif penjana, iaitu saiz beban.
Apabila beban berubah, bukaan ram pemandu kekal tidak berubah, dan kelajuan unit masih boleh distabilkan pada nilai tertentu.Kerana kelajuan akan menyimpang daripada nilai undian, ia tidak mencukupi untuk bergantung pada keupayaan pelarasan pengimbangan diri untuk mengekalkan kelajuan.Untuk mengekalkan kelajuan unit pada nilai terkadar asal selepas perubahan beban, dapat dilihat dari Rajah 1 bahawa adalah perlu untuk menukar pembukaan ram pemandu dengan sewajarnya.Apabila beban berkurangan, apabila tork rintangan berubah dari 1 kepada 2, pembukaan ram pemandu akan dikurangkan kepada 1, dan kelajuan unit akan dikekalkan.Oleh itu, dengan perubahan beban, bukaan mekanisme panduan air juga berubah, supaya kelajuan unit penjana hidro dikekalkan pada nilai yang telah ditetapkan, atau berubah mengikut undang-undang yang telah ditetapkan.Proses ini ialah pelarasan kelajuan unit penjana hidro., atau peraturan turbin.
3. Sistem pelarasan dwi turbin hidraulik PLC
Gabenor turbin adalah untuk mengawal pembukaan ram pemandu air untuk melaraskan aliran ke dalam pelari turbin, dengan itu mengubah tork dinamik turbin dan mengawal frekuensi unit turbin.Walau bagaimanapun, semasa operasi turbin dayung berputar aliran paksi, gabenor bukan sahaja perlu melaraskan pembukaan ram pemandu, tetapi juga melaraskan sudut bilah pelari mengikut lejang dan nilai kepala air pengikut ram pemandu, supaya ram pemandu dan ram bersambung.Mengekalkan hubungan kerjasama antara mereka, iaitu, hubungan penyelarasan, yang boleh meningkatkan kecekapan turbin, mengurangkan peronggaan bilah dan getaran unit, dan meningkatkan kestabilan operasi turbin.
Perkakasan sistem ram turbin kawalan PLC terutamanya terdiri daripada dua bahagian, iaitu pengawal PLC dan sistem servo hidraulik.Mula-mula, mari kita bincangkan struktur perkakasan pengawal PLC.
3.1 Pengawal PLC
Pengawal PLC terutamanya terdiri daripada unit input, unit asas PLC dan unit output.Unit input terdiri daripada modul A/D dan modul input digital, dan unit output terdiri daripada modul D/A dan modul input digital.Pengawal PLC dilengkapi dengan paparan digital LED untuk pemerhatian masa nyata parameter PID sistem, kedudukan pengikut ram, kedudukan pengikut ram pemandu dan nilai kepala air.Voltmeter analog juga disediakan untuk memantau kedudukan pengikut ram sekiranya berlaku kegagalan pengawal mikrokomputer.
3.2 Sistem susulan hidraulik
Sistem servo hidraulik adalah bahagian penting dalam sistem kawalan ram turbin.Isyarat keluaran pengawal dikuatkan secara hidraulik untuk mengawal pergerakan pengikut ram, dengan itu melaraskan sudut bilah pelari.Kami mengguna pakai gabungan sistem kawalan elektro-hidraulik jenis kawalan injap tekanan utama dan sistem kawalan mesin-hidraulik tradisional untuk membentuk sistem kawalan hidraulik selari bagi injap berkadar elektro-hidraulik dan injap mesin-hidraulik seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Pengikut hidraulik sistem -up untuk bilah turbin.
Sistem susulan hidraulik untuk bilah turbin
Apabila pengawal PLC, injap berkadar elektro-hidraulik dan sensor kedudukan semuanya normal, kaedah kawalan berkadar elektro-hidraulik PLC digunakan untuk melaraskan sistem ram turbin, nilai maklum balas kedudukan dan nilai keluaran kawalan dihantar oleh isyarat elektrik, dan isyarat disintesis oleh pengawal PLC., pemprosesan dan membuat keputusan, laraskan pembukaan injap injap pengagihan tekanan utama melalui injap berkadar untuk mengawal kedudukan pengikut ram, dan mengekalkan hubungan kerjasama antara ram pemandu, kepala air dan ram.Sistem ram turbin yang dikawal oleh injap berkadar elektro-hidraulik mempunyai ketepatan sinergi yang tinggi, struktur sistem mudah, rintangan pencemaran minyak yang kuat, dan mudah untuk bersambung dengan pengawal PLC untuk membentuk sistem kawalan automatik mikrokomputer.
Disebabkan pengekalan mekanisme pautan mekanikal, dalam mod kawalan berkadar elektro-hidraulik, mekanisme pautan mekanikal juga berfungsi serentak untuk menjejak status pengendalian sistem.Jika sistem kawalan berkadar elektro-hidraulik PLC gagal, injap pensuisan akan bertindak serta-merta, dan mekanisme rantaian mekanikal pada asasnya boleh menjejaki keadaan berjalan sistem kawalan berkadar elektro-hidraulik.Apabila menukar, impak sistem adalah kecil, dan sistem ram boleh dengan lancar beralih ke Mod kawalan persatuan mekanikal sangat menjamin kebolehpercayaan operasi sistem.
Apabila kami mereka bentuk litar hidraulik, kami mereka bentuk semula badan injap injap kawalan hidraulik, saiz padanan badan injap dan lengan injap, saiz sambungan badan injap dan injap tekanan utama, dan saiz mekanikal rod penyambung antara injap hidraulik dan injap pengagihan tekanan utama adalah sama seperti yang asal.Hanya badan injap injap hidraulik yang perlu diganti semasa pemasangan, dan tiada bahagian lain yang perlu ditukar.Struktur keseluruhan sistem kawalan hidraulik adalah sangat padat.Atas dasar mengekalkan sepenuhnya mekanisme sinergi mekanikal, mekanisme kawalan berkadar elektro-hidraulik ditambah untuk memudahkan antara muka dengan pengawal PLC untuk merealisasikan kawalan sinergi digital dan meningkatkan ketepatan penyelarasan sistem ram turbin.;Dan proses pemasangan dan penyahpepijatan sistem adalah sangat mudah, yang memendekkan masa henti unit turbin hidraulik, memudahkan transformasi sistem kawalan hidraulik turbin hidraulik, dan mempunyai nilai praktikal yang baik.Semasa operasi sebenar di tapak, sistem ini dinilai tinggi oleh kakitangan kejuruteraan dan teknikal stesen janakuasa, dan dipercayai ia boleh dipopularkan dan digunakan dalam sistem servo hidraulik gabenor di banyak stesen janakuasa hidro.
3.3 Struktur perisian sistem dan kaedah pelaksanaan
Dalam sistem ram turbin dikawal PLC, kaedah sinergi digital digunakan untuk merealisasikan hubungan sinergi antara ram pemandu, kepala air dan bukaan ram.Berbanding dengan kaedah sinergi mekanikal tradisional, kaedah sinergi digital mempunyai kelebihan pemangkasan parameter yang mudah, Ia mempunyai kelebihan penyahpepijatan dan penyelenggaraan yang mudah, dan ketepatan tinggi persatuan.Struktur perisian sistem kawalan ram terutamanya terdiri daripada program fungsi pelarasan sistem, program algoritma kawalan dan program diagnosis.Di bawah ini kita membincangkan kaedah realisasi ketiga-tiga bahagian program di atas masing-masing.Program fungsi pelarasan terutamanya termasuk subrutin sinergi, subrutin memulakan ram, subrutin menghentikan ram dan subrutin penumpahan beban ram.Apabila sistem berfungsi, ia mula-mula mengenal pasti dan menilai keadaan pengendalian semasa, kemudian memulakan suis perisian, melaksanakan subrutin fungsi pelarasan yang sepadan, dan mengira kedudukan yang diberi nilai pengikut ram.
(1) Subrutin persatuan
Melalui ujian model unit turbin, sekumpulan titik yang diukur pada permukaan sambungan boleh diperolehi.Cam sendi mekanikal tradisional dibuat berdasarkan titik yang diukur ini, dan kaedah sambungan digital juga menggunakan titik yang diukur ini untuk melukis satu set lengkung sendi.Memilih titik yang diketahui pada lengkung persatuan sebagai nod, dan menggunakan kaedah interpolasi linear sekeping bagi fungsi binari, nilai fungsi bukan nod pada baris persatuan ini boleh diperolehi.
(2) Subrutin permulaan Vane
Tujuan mengkaji undang-undang permulaan adalah untuk memendekkan masa permulaan unit, mengurangkan beban galas tujahan, dan mewujudkan keadaan bersambung grid untuk unit penjana.
(3) Subrutin berhenti Vane
Peraturan penutupan ram adalah seperti berikut: apabila pengawal menerima arahan penutupan, ram dan ram pemandu ditutup pada masa yang sama mengikut hubungan kerjasama untuk memastikan kestabilan unit: apabila pembukaan ram pemandu kurang daripada bukaan tanpa beban, ram tertinggal Apabila ram pemandu ditutup perlahan, hubungan kerjasama antara ram dan ram pemandu tidak lagi dikekalkan;apabila kelajuan unit menurun di bawah 80% daripada kelajuan terkadar, ram dibuka semula ke sudut permulaan Φ0, bersedia untuk permulaan seterusnya Sediakan.
(4) Subrutin penolakan beban bilah
Penolakan beban bermakna unit dengan beban tiba-tiba terputus sambungan dari grid kuasa, menjadikan unit dan sistem pengalihan air dalam keadaan operasi yang tidak baik, yang berkaitan secara langsung dengan keselamatan loji kuasa dan unit.Apabila beban diturunkan, gabenor adalah bersamaan dengan peranti perlindungan, yang menjadikan ram dan ram pemandu ditutup serta-merta sehingga kelajuan unit menurun ke sekitar kelajuan yang dinilai.kestabilan.Oleh itu, dalam penumpahan beban sebenar, ram biasanya dibuka pada sudut tertentu.Pembukaan ini diperoleh melalui ujian penumpahan beban stesen janakuasa sebenar.Ia boleh memastikan bahawa apabila unit menumpahkan beban, bukan sahaja peningkatan kelajuan adalah kecil, tetapi juga unit itu agak stabil..
4. Kesimpulan
Memandangkan status teknikal semasa industri gabenor turbin hidraulik negara saya, makalah ini merujuk kepada maklumat baharu dalam bidang kawalan kelajuan turbin hidraulik di dalam dan luar negara, dan menggunakan teknologi pengawal logik boleh atur cara (PLC) untuk kawalan kelajuan set penjana turbin hidraulik.Pengawal atur cara (PLC) ialah teras sistem dwi peraturan turbin hidraulik dayung aliran paksi.Aplikasi praktikal menunjukkan bahawa skim ini meningkatkan ketepatan penyelarasan antara ram pemandu dan ram untuk keadaan kepala air yang berbeza, dan meningkatkan kadar penggunaan tenaga air.
Masa siaran: Feb-11-2022
