1. Introduksjon
Turbinregulator er en av de to store reguleringsutstyrene for vannkraftenheter.Den spiller ikke bare rollen som hastighetsregulering, men utfører også ulike arbeidsforhold konvertering og frekvens, kraft, fasevinkel og annen kontroll av vannkraftproduksjonsenheter og beskytter vannhjulet.Oppgaven til generatorsettet.Turbinregulatorer har gått gjennom tre utviklingsstadier: mekaniske hydrauliske regulatorer, elektrohydrauliske regulatorer og digitale hydrauliske regulatorer for mikrodatamaskiner.De siste årene har programmerbare kontrollere blitt introdusert i turbinhastighetskontrollsystemer, som har sterk anti-interferensevne og høy pålitelighet;enkel og praktisk programmering og betjening;modulær struktur, god allsidighet, fleksibilitet og praktisk vedlikehold;Den har fordelene med sterk kontrollfunksjon og kjøreevne;det er praktisk talt verifisert.
I denne artikkelen er forskningen på PLS hydrauliske turbinens doble justeringssystem foreslått, og den programmerbare kontrolleren brukes til å realisere den doble justeringen av ledeskovlen og skovlen, noe som forbedrer koordinasjonsnøyaktigheten til ledeskovlen og skovlen for forskjellige vannhoder.Praksis viser at det doble kontrollsystemet forbedrer utnyttelsesgraden av vannenergi.
2. Turbinreguleringssystem
2.1 Turbinreguleringssystem
Den grunnleggende oppgaven til turbinhastighetskontrollsystemet er å endre åpningen til turbinens ledeskovler tilsvarende gjennom regulatoren når kraftsystemets belastning endres og rotasjonshastigheten til enheten avviker, slik at turbinens rotasjonshastighet holdes innenfor det spesifiserte området for å få generatorenheten til å fungere.Utgangseffekt og frekvens oppfyller brukerkravene.De grunnleggende oppgavene til turbinregulering kan deles inn i hastighetsregulering, aktiv effektregulering og vannstandsregulering.
2.2 Prinsippet om turbinregulering
En hydrogeneratorenhet er en enhet dannet ved å koble en hydroturbin og en generator.Den roterende delen av hydrogeneratorsettet er et stivt legeme som roterer rundt en fast akse, og ligningen kan beskrives med følgende ligning:
I formelen
—— Treghetsmomentet til den roterende delen av enheten (Kg m2)
——Rotasjonsvinkelhastighet (rad/s)
——Turbinmoment (N/m), inkludert generatorens mekaniske og elektriske tap.
——Generatormotstandsmoment, som refererer til det virkende dreiemomentet til generatorstatoren på rotoren, dens retning er motsatt av rotasjonsretningen, og representerer generatorens aktive effekt, det vil si størrelsen på lasten.
Når belastningen endres, forblir åpningen av ledeskovlen uendret, og enhetshastigheten kan fortsatt stabiliseres på en viss verdi.Fordi hastigheten vil avvike fra nominell verdi, er det ikke nok å stole på den selvbalanserende justeringsevnen for å opprettholde hastigheten.For å holde enhetens hastighet på den opprinnelige nominelle verdien etter lastendringene, kan man se av figur 1 at det er nødvendig å endre ledeskovlens åpning tilsvarende.Når belastningen avtar, når motstandsmomentet endres fra 1 til 2, vil åpningen av ledeskovlen reduseres til 1, og enhetens hastighet opprettholdes.Derfor, med endringen av belastningen, blir åpningen av vannføringsmekanismen tilsvarende endret, slik at hastigheten til hydrogeneratorenheten holdes på en forhåndsbestemt verdi, eller endres i henhold til en forhåndsbestemt lov.Denne prosessen er hastighetsjusteringen av hydrogeneratorenheten., eller turbinregulering.
3. PLS hydraulisk turbin dobbelt justeringssystem
Turbinregulatoren skal kontrollere åpningen av vannføringsvingene for å justere strømmen inn i turbinens løper, og derved endre det dynamiske dreiemomentet til turbinen og kontrollere turbinenhetens frekvens.Imidlertid, under driften av den aksiale roterende skovlturbinen, bør regulatoren ikke bare justere åpningen til ledeskovlene, men også justere vinkelen på løpebladene i henhold til slag- og vannhøydeverdien til ledeskovlens følger, slik at ledeskovlen og skovlen henger sammen.Oppretthold et samarbeidsforhold mellom dem, det vil si et koordinasjonsforhold, som kan forbedre effektiviteten til turbinen, redusere bladkavitasjon og vibrasjon av enheten og forbedre stabiliteten til turbinens drift.
Maskinvaren til PLC-kontrollturbinvingesystemet består hovedsakelig av to deler, nemlig PLC-kontroller og hydraulisk servosystem.La oss først diskutere maskinvarestrukturen til PLS-kontrolleren.
3.1 PLS-kontroller
PLS-kontrolleren er hovedsakelig sammensatt av inngangsenhet, PLS-grunnenhet og utgangsenhet.Inngangsenheten er sammensatt av A/D-modul og digital inngangsmodul, og utgangsenheten er sammensatt av D/A-modul og digital inngangsmodul.PLS-kontrolleren er utstyrt med LED digitalt display for sanntidsobservasjon av systemets PID-parametere, vingefølgerposisjon, ledevingefølgerposisjon og vannhøydeverdi.Et analogt voltmeter er også tilveiebrakt for å overvåke vingefølgerposisjonen i tilfelle feil på mikrodatamaskinkontrolleren.
3.2 Hydraulisk oppfølgingssystem
Det hydrauliske servosystemet er en viktig del av turbinvingekontrollsystemet.Utgangssignalet til kontrolleren forsterkes hydraulisk for å kontrollere bevegelsen til skovlfølgeren, og dermed justere vinkelen på løpebladene.Vi tok i bruk kombinasjonen av proporsjonal ventilkontroll hovedtrykkventil type elektrohydraulisk kontrollsystem og tradisjonelt maskinhydraulisk kontrollsystem for å danne et parallelt hydraulisk kontrollsystem av elektrohydraulisk proporsjonal ventil og maskinhydraulisk ventil som vist i figur 2. Hydraulisk følg -up-system for turbinblader.
Hydraulisk oppfølgingssystem for turbinblader
Når PLS-kontrolleren, den elektrohydrauliske proporsjonalventilen og posisjonssensoren alle er normale, brukes den elektrohydrauliske proporsjonale PLS-kontrollmetoden til å justere turbinvingesystemet, posisjonstilbakemeldingsverdien og kontrollutgangsverdien overføres av elektriske signaler, og signaler syntetiseres av PLS-kontrolleren., behandling og beslutningstaking, juster ventilåpningen til hovedtrykkfordelingsventilen gjennom proporsjonalventilen for å kontrollere posisjonen til skovlfølgeren, og opprettholde samarbeidsforholdet mellom ledeskovlen, vannhodet og skovlen.Turbinvingesystemet kontrollert av elektrohydraulisk proporsjonalventil har høy synergipresisjon, enkel systemstruktur, sterk oljeforurensningsmotstand og er praktisk å koble til PLS-kontrolleren for å danne et automatisk mikrodatamaskinkontrollsystem.
På grunn av oppbevaringen av den mekaniske koblingsmekanismen, i den elektrohydrauliske proporsjonalkontrollmodusen, fungerer den mekaniske koblingsmekanismen også synkront for å spore driftsstatusen til systemet.Hvis PLS elektrohydrauliske proporsjonalkontrollsystem svikter, vil svitsjventilen virke umiddelbart, og den mekaniske koblingsmekanismen kan i utgangspunktet spore driftstilstanden til det elektrohydrauliske proporsjonalkontrollsystemet.Når du bytter, er systempåvirkningen liten, og vingesystemet kan jevnt overgå til Den mekaniske assosiasjonskontrollmodusen garanterer i stor grad påliteligheten til systemets drift.
Da vi designet den hydrauliske kretsen, redesignet vi ventilhuset til den hydrauliske kontrollventilen, den samsvarende størrelsen på ventilhuset og ventilhylsen, tilkoblingsstørrelsen til ventilhuset og hovedtrykkventilen, og den mekaniske størrelsen på koblingsstangen mellom hydraulikkventilen og hovedtrykkfordelingsventilen er den samme som den originale.Bare ventilhuset til den hydrauliske ventilen må skiftes under installasjonen, og ingen andre deler må skiftes.Strukturen til hele det hydrauliske kontrollsystemet er svært kompakt.På grunnlag av fullstendig å beholde den mekaniske synergimekanismen, er en elektrohydraulisk proporsjonal kontrollmekanisme lagt til for å lette grensesnittet med PLS-kontrolleren for å realisere digital synergikontroll og forbedre koordinasjonsnøyaktigheten til turbinvingesystemet.;Og installasjonen og feilsøkingsprosessen til systemet er veldig enkel, noe som forkorter nedetiden til den hydrauliske turbinenheten, letter transformasjonen av det hydrauliske kontrollsystemet til den hydrauliske turbinen og har god praktisk verdi.Under selve driften på stedet blir systemet høyt verdsatt av ingeniører og teknisk personell på kraftstasjonen, og det antas at det kan populariseres og brukes i det hydrauliske servosystemet til guvernøren for mange vannkraftstasjoner.
3.3 Systemprogramvarestruktur og implementeringsmetode
I det PLS-styrte turbinvingesystemet brukes den digitale synergimetoden for å realisere synergiforholdet mellom ledeskovler, vannhode og skovlåpning.Sammenlignet med den tradisjonelle mekaniske synergimetoden, har den digitale synergimetoden fordelene med enkel parametertrimming, den har fordelene med praktisk feilsøking og vedlikehold, og høy tilknytningspresisjon.Programvarestrukturen til vingekontrollsystemet er hovedsakelig sammensatt av systemjusteringsfunksjonsprogrammet, kontrollalgoritmeprogrammet og diagnoseprogrammet.Nedenfor diskuterer vi realiseringsmetodene for henholdsvis de tre ovennevnte delene av programmet.Justeringsfunksjonsprogrammet inkluderer hovedsakelig en subrutine av en synergi, en subrutine for å starte skovlen, en subrutine for å stoppe skovlen og en subrutine for belastningsreduksjon av skovlen.Når systemet fungerer, identifiserer og bedømmer det først gjeldende driftstilstand, starter deretter programvarebryteren, utfører den tilsvarende justeringsfunksjonssubrutinen og beregner posisjonsgitt verdi for vingefølgeren.
(1) Foreningsunderrutine
Gjennom modelltesten av turbinenheten kan man få et parti med målte punkter på fugeoverflaten.Den tradisjonelle mekaniske leddkammen er laget basert på disse målte punktene, og den digitale fugemetoden bruker også disse målte punktene til å tegne et sett med fugekurver.Ved å velge de kjente punktene på assosiasjonskurven som noder, og ta i bruk metoden for stykkevis lineær interpolering av den binære funksjonen, kan funksjonsverdien til ikke-nodene på denne linjen av assosiasjonen oppnås.
(2) Underrutine for vingestart
Formålet med å studere igangsettingsloven er å forkorte oppstartstiden til aggregatet, redusere belastningen på aksiallageret, og skape netttilknyttede forhold for generatoraggregatet.
(3) Underrutine for vingestopp
Skovlenes lukkeregler er som følger: når kontrolleren mottar avstengingskommandoen, lukkes skovlene og ledeskovlene samtidig i henhold til samarbeidsforholdet for å sikre enhetens stabilitet: når ledeskovlenes åpning er mindre enn den ubelastede åpningen, halter skovlene. Når ledeskovlen lukkes sakte, opprettholdes ikke lenger samarbeidsforholdet mellom skovlen og ledeskovlen;når enhetens hastighet faller under 80 % av den nominelle hastigheten, åpnes skovlen igjen til startvinkelen Φ0, klar for neste oppstart Forbered.
(4) Subrutine for avvisning av bladbelastning
Lastavvisning betyr at enheten med last plutselig kobles fra strømnettet, noe som gjør at enheten og vannavledningssystemet er i dårlig driftstilstand, noe som er direkte relatert til sikkerheten til kraftverket og enheten.Når lasten avgis, tilsvarer regulatoren en beskyttelsesanordning, som gjør at ledeskovlene og skovlene lukkes umiddelbart inntil enhetshastigheten faller i nærheten av nominell hastighet.stabilitet.Derfor, i selve belastningsreduksjonen, åpnes vingene generelt til en viss vinkel.Denne åpningen oppnås gjennom belastningsreduksjonstesten av selve kraftstasjonen.Det kan sikre at når enheten slipper belastning, er ikke bare hastighetsøkningen liten, men også enheten er relativt stabil..
4. Konklusjon
I lys av den nåværende tekniske statusen til mitt lands hydrauliske turbinregulatorindustri, refererer denne artikkelen til den nye informasjonen innen hydraulisk turbinhastighetskontroll i inn- og utland, og anvender den programmerbare logiske kontroller (PLC) teknologien til hastighetskontroll av det hydrauliske turbingeneratorsettet.Programkontrolleren (PLC) er kjernen i det hydrauliske dobbeltreguleringssystemet for aksialstrømspadle-type.Den praktiske anvendelsen viser at ordningen i stor grad forbedrer koordinasjonspresisjonen mellom ledeskovlen og skovlen for forskjellige vannhodeforhold, og forbedrer utnyttelsesgraden av vannenergi.
Innleggstid: 11. februar 2022
