1. Introduktion
Turbinregulator är en av de två stora regleringsutrustningarna för vattenkraftverk.Det spelar inte bara rollen som hastighetsreglering, utan åtar sig också olika arbetsförhållanden omvandling och frekvens, effekt, fasvinkel och annan kontroll av vattenkraftverk och skyddar vattenhjulet.Generatoruppsättningens uppgift.Turbinregulatorer har gått igenom tre utvecklingsstadier: mekaniska hydrauliska regulatorer, elektrohydrauliska regulatorer och digitala hydrauliska regulatorer för mikrodatorer.Under de senaste åren har programmerbara styrenheter introducerats i turbinhastighetskontrollsystem, som har stark anti-interferensförmåga och hög tillförlitlighet;enkel och bekväm programmering och drift;modulär struktur, god mångsidighet, flexibilitet och bekvämt underhåll;Den har fördelarna med stark kontrollfunktion och körförmåga;det har praktiskt taget verifierats.
I detta dokument föreslås forskningen om PLC-hydraulikturbinens dubbla justeringssystem, och den programmerbara styrenheten används för att realisera den dubbla justeringen av ledskovlen och skoveln, vilket förbättrar koordinationsnoggrannheten för ledskovlen och skoveln för olika vattenhuvuden.Praxis visar att det dubbla styrsystemet förbättrar utnyttjandegraden av vattenenergi.
2. Turbinregleringssystem
2.1 Turbinregleringssystem
Den grundläggande uppgiften för styrsystemet för turbinhastighet är att ändra öppningen av turbinens ledskovlar i enlighet därmed genom regulatorn när kraftsystemets belastning ändras och enhetens rotationshastighet avviker, så att turbinens rotationshastighet hålls inom det specificerade området för att få generatorenheten att fungera.Uteffekt och frekvens uppfyller användarkraven.De grundläggande uppgifterna för turbinreglering kan delas in i hastighetsreglering, aktiv effektreglering och vattennivåreglering.
2.2 Principen för turbinreglering
En hydrogeneratorenhet är en enhet som bildas genom att en hydroturbin och en generator kopplas samman.Den roterande delen av hydrogeneratorset är en stel kropp som roterar runt en fast axel, och dess ekvation kan beskrivas med följande ekvation:
I formeln
——Tröghetsmomentet för den roterande delen av enheten (Kg m2)
——Rotationsvinkelhastighet (rad/s)
——Turbinvridmoment (N/m), inklusive mekaniska och elektriska förluster i generatorn.
——Generatormotståndsmoment, vilket hänvisar till generatorstatorns verkande vridmoment på rotorn, dess riktning är motsatt rotationsriktningen och representerar generatorns aktiva effekt, det vill säga storleken på lasten.
När belastningen ändras förblir ledskenans öppning oförändrad, och enhetshastigheten kan fortfarande stabiliseras på ett visst värde.Eftersom hastigheten kommer att avvika från det nominella värdet räcker det inte att lita på den självbalanserande justeringsförmågan för att bibehålla hastigheten.För att hålla enhetens hastighet vid det ursprungliga nominella värdet efter belastningsändringar, framgår av figur 1 att det är nödvändigt att ändra ledskovelöppningen i enlighet därmed.När belastningen minskar, när motståndsmomentet ändras från 1 till 2, kommer öppningen av ledskovlen att minska till 1 och enhetens hastighet bibehålls.Därför, med ändringen av belastningen, ändras öppningen av vattenledningsmekanismen på motsvarande sätt, så att hastigheten hos hydrogeneratorenheten hålls vid ett förutbestämt värde, eller ändras enligt en förutbestämd lag.Denna process är hastighetsjusteringen av hydrogeneratorenheten.eller turbinreglering.
3. PLC hydraulisk turbin dubbla justeringssystem
Turbinregulatorn ska styra öppningen av vattenledskovlarna för att justera flödet in i turbinens löpare, och därigenom ändra turbinens dynamiska vridmoment och styra turbinenhetens frekvens.Under driften av den roterande skovelturbinen med axiellt flöde bör dock regulatorn inte bara justera ledskovlarnas öppning, utan också justera vinkeln på löparbladen enligt ledskovelföljarens slaglängd och vattenhöjdvärde, så att ledskoveln och skoveln ansluts.Upprätthåll ett samarbetsförhållande mellan dem, det vill säga ett koordinationsförhållande, vilket kan förbättra turbinens effektivitet, minska bladkavitation och vibrationer hos enheten och förbättra stabiliteten i turbinens drift.
Hårdvaran i PLC-styrturbinsystemet består huvudsakligen av två delar, nämligen PLC-styrenhet och hydrauliskt servosystem.Låt oss först diskutera hårdvarustrukturen för PLC-styrenheten.
3.1 PLC-styrenhet
PLC-regulatorn består huvudsakligen av ingångsenhet, PLC-basenhet och utgångsenhet.Ingångsenheten består av A/D-modul och digital ingångsmodul, och utgångsenheten är sammansatt av D/A-modul och digital ingångsmodul.PLC-styrenheten är utrustad med LED-digitaldisplay för realtidsobservation av systemets PID-parametrar, skovelföljarposition, ledskovelföljarposition och vattenhöjdvärde.En analog voltmeter tillhandahålls också för att övervaka skovelföljarens position i händelse av ett fel på mikrodatorstyrenheten.
3.2 Hydrauliskt uppföljningssystem
Det hydrauliska servosystemet är en viktig del av turbinens skovelstyrsystem.Styrenhetens utsignal förstärks hydrauliskt för att styra vingföljarens rörelse och därigenom justera vinkeln på löparbladen.Vi antog kombinationen av proportionell ventilstyrning huvudtryckventil typ elektrohydrauliskt styrsystem och traditionellt maskinhydrauliskt styrsystem för att bilda ett parallellt hydrauliskt styrsystem av elektrohydraulisk proportionell ventil och maskinhydraulisk ventil som visas i figur 2. Hydraulisk följ -up-system för turbinblad.
Hydrauliskt uppföljningssystem för turbinblad
När PLC-styrenheten, den elektrohydrauliska proportionella ventilen och positionssensorn alla är normala, används den elektrohydrauliska proportionella PLC-metoden för att justera turbinvingesystemet, positionsåterkopplingsvärdet och styrutgångsvärdet överförs av elektriska signaler, och signaler syntetiseras av PLC-styrenheten., bearbetning och beslutsfattande, justera ventilöppningen för huvudtryckfördelningsventilen genom proportionalventilen för att styra vingföljarens position och bibehålla samarbetsförhållandet mellan ledskenan, vattenhuvudet och vingen.Turbinvingesystemet som styrs av en elektrohydraulisk proportionell ventil har hög synergiprecision, enkel systemstruktur, stark oljeföroreningsbeständighet och är bekvämt att samverka med PLC-styrenheten för att bilda ett automatiskt styrsystem för mikrodatorer.
På grund av kvarhållandet av den mekaniska länkmekanismen, i det elektrohydrauliska proportionella styrläget, fungerar den mekaniska länkmekanismen också synkront för att spåra systemets driftsstatus.Om PLC:s elektrohydrauliska proportionella styrsystem misslyckas, kommer omkopplingsventilen att agera omedelbart, och den mekaniska länkmekanismen kan i princip spåra det elektrohydrauliska proportionella styrsystemets körtillstånd.Vid byte är systemets påverkan liten, och skovelsystemet kan smidigt övergå till det mekaniska associeringskontrollläget garanterar i hög grad tillförlitligheten av systemets funktion.
När vi designade den hydrauliska kretsen gjorde vi om ventilkroppen på den hydrauliska styrventilen, den matchande storleken på ventilkroppen och ventilhylsan, anslutningsstorleken på ventilkroppen och huvudtryckventilen och den mekaniska storleken på vevstaken mellan hydraulventilen och huvudtryckfördelningsventilen är densamma som den ursprungliga.Endast hydraulventilens ventilkropp behöver bytas ut under installationen och inga andra delar behöver bytas.Strukturen för hela det hydrauliska styrsystemet är mycket kompakt.På grundval av att den mekaniska synergimekanismen helt bibehålls, läggs en elektrohydraulisk proportionell styrmekanism till för att underlätta gränssnittet med PLC-styrenheten för att realisera digital synergistyrning och förbättra koordinationsnoggrannheten för turbinvingesystemet.;Och installations- och felsökningsprocessen för systemet är mycket enkel, vilket förkortar stilleståndstiden för den hydrauliska turbinenheten, underlättar omvandlingen av den hydrauliska turbinens hydrauliska styrsystem och har bra praktiskt värde.Under själva driften på plats uppskattas systemet mycket av kraftstationens ingenjörer och tekniska personal, och man tror att det kan populariseras och tillämpas i det hydrauliska servosystemet hos guvernören för många vattenkraftverk.
3.3 Systemprogramvarans struktur och implementeringsmetod
I det PLC-styrda turbinvingesystemet används den digitala synergimetoden för att realisera synergiförhållandet mellan ledskovlar, vattenhuvud och skovelöppning.Jämfört med den traditionella mekaniska synergimetoden har den digitala synergimetoden fördelarna med enkel parametertrimning, den har fördelarna med bekväm felsökning och underhåll och hög precision av association.Mjukvarustrukturen för skovelstyrsystemet består huvudsakligen av systemjusteringsfunktionsprogrammet, styralgoritmprogrammet och diagnosprogrammet.Nedan diskuterar vi realiseringsmetoderna för de tre ovanstående delarna av programmet respektive.Justeringsfunktionsprogrammet innefattar huvudsakligen en subrutin för en synergi, en subrutin för att starta skoveln, en subrutin för att stoppa skoveln och en subrutin för skovelns belastningsbortfall.När systemet fungerar identifierar och bedömer det först det aktuella drifttillståndet, startar sedan mjukvaruomkopplaren, utför motsvarande justeringsfunktionssubrutin och beräknar det positionsgivna värdet för skovelföljaren.
(1) Föreningsunderrutin
Genom modelltestet av turbinenheten kan ett parti uppmätta punkter på fogytan erhållas.Den traditionella mekaniska fogkammen är gjord utifrån dessa uppmätta punkter, och den digitala fogmetoden använder även dessa uppmätta punkter för att rita en uppsättning fogkurvor.Genom att välja de kända punkterna på associationskurvan som noder, och använda metoden för bitvis linjär interpolering av den binära funktionen, kan funktionsvärdet för icke-noderna på denna linje av associationen erhållas.
(2) Vane start-up subrutin
Syftet med att studera igångsättningslagen är att förkorta aggregatets starttid, minska belastningen på axiallagret och skapa nätanslutna förhållanden för generatoraggregatet.
(3) Vane stop subrutin
Skovlarnas stängningsregler är som följer: när styrenheten tar emot avstängningskommandot stängs vingarna och ledskovlarna samtidigt i enlighet med samarbetsförhållandet för att säkerställa enhetens stabilitet: när ledskovlarnas öppning är mindre än den obelastade öppningen, släpar vingarna. När ledskovlan långsamt stängs, upprätthålls inte längre samverkansförhållandet mellan skoveln och ledskenan;när enhetens hastighet sjunker under 80 % av den nominella hastigheten, öppnas vingen igen till startvinkeln Φ0, redo för nästa start Förbered.
(4) Subrutin för att avvisa bladbelastning
Lastavvisning innebär att aggregatet med belastning plötsligt kopplas bort från elnätet, vilket gör att aggregatet och vattenavledningssystemet är i ett dåligt driftskick, vilket är direkt relaterat till säkerheten för kraftverket och aggregatet.När lasten släpps är regulatorn likvärdig med en skyddsanordning, som gör att ledskovlarna och vingarna stänger omedelbart tills enhetshastigheten sjunker i närheten av den nominella hastigheten.stabilitet.I själva belastningsavfallet öppnas därför vingarna i allmänhet till en viss vinkel.Denna öppning erhålls genom belastningsbortfallstestet av den faktiska kraftstationen.Det kan säkerställa att när enheten avlastar, inte bara hastighetsökningen är liten, utan också enheten är relativt stabil..
4. Slutsats
Med tanke på den aktuella tekniska statusen för mitt lands hydrauliska turbinregulatorindustri, hänvisar detta dokument till den nya informationen inom området för hydraulisk turbinhastighetskontroll hemma och utomlands, och tillämpar PLC-tekniken (Programmable Logic Controller) för hastighetskontroll av den hydrauliska turbingeneratorsatsen.Programkontrollern (PLC) är kärnan i det axialflödespaddelliknande hydrauliska turbinsystemet med dubbelreglering.Den praktiska tillämpningen visar att schemat avsevärt förbättrar koordinationsprecisionen mellan ledskoveln och skoveln för olika vattenhöjdsförhållanden och förbättrar utnyttjandegraden av vattenenergi.
Posttid: 2022-02-11
