1. Giriş
Türbin regülatörü, hidroelektrik üniteler için iki ana düzenleyici ekipmandan biridir.Sadece hız regülasyonu rolünü oynamakla kalmaz, aynı zamanda çeşitli çalışma koşullarında dönüşüm ve frekans, güç, faz açısı ve hidroelektrik üretim ünitelerinin diğer kontrollerini üstlenir ve su çarkını korur.Jeneratör setinin görevi.Türbin düzenleyicileri üç geliştirme aşamasından geçmiştir: mekanik hidrolik düzenleyiciler, elektro-hidrolik düzenleyiciler ve mikrobilgisayar dijital hidrolik düzenleyicileri.Son yıllarda, güçlü anti-parazit yeteneği ve yüksek güvenilirliğe sahip programlanabilir kontrolörler türbin hız kontrol sistemlerine dahil edilmiştir;basit ve kullanışlı programlama ve çalıştırma;modüler yapı, iyi çok yönlülük, esneklik ve uygun bakım;Güçlü kontrol fonksiyonu ve sürüş kabiliyeti avantajlarına sahiptir;pratik olarak doğrulanmıştır.
Bu yazıda, PLC hidrolik türbin ikili ayar sistemi üzerine bir araştırma önerilmiş ve kılavuz kanat ve kanatçıkların ikili ayarını gerçekleştirmek için programlanabilir kontrolör kullanılmıştır, bu da kılavuz kanadın koordinasyon doğruluğunu geliştirmektedir. su kafaları.Uygulama, ikili kontrol sisteminin su enerjisinin kullanım oranını iyileştirdiğini göstermektedir.
2. Türbin düzenleme sistemi
2.1 Türbin düzenleme sistemi
Türbin hız kontrol sisteminin temel görevi, güç sisteminin yükü değiştiğinde ve ünitenin dönüş hızı saptığında, türbinin kılavuz kanatlarının açılmasını buna göre regülatör aracılığıyla değiştirmek, böylece türbin dönme hızı Jeneratör ünitesinin çalışması için belirtilen aralıkta tutulur.Çıkış gücü ve frekansı, kullanıcı gereksinimlerini karşılar.Türbin regülasyonu temel görevleri hız regülasyonu, aktif güç regülasyonu ve su seviyesi regülasyonu olarak ayrılabilir.
2.2 Türbin düzenleme ilkesi
Bir hidro-jeneratör ünitesi, bir hidro-türbin ve bir jeneratörün bağlanmasıyla oluşturulan bir ünitedir.Hidrojeneratör setinin dönen kısmı, sabit bir eksen etrafında dönen katı bir gövdedir ve denklemi aşağıdaki denklemle açıklanabilir:
formülde
——Ünitenin dönen kısmının atalet momenti (Kg m2)
——Dönüş açısal hızı (rad/s)
——Jeneratör mekanik ve elektrik kayıpları dahil türbin torku (N/m).
—— Jeneratör statörünün rotor üzerindeki hareket torkunu ifade eden jeneratör direnç torku, yönü dönüş yönünün tersidir ve jeneratörün aktif güç çıkışını, yani yükün boyutunu temsil eder.
Yük değiştiğinde, kılavuz kanadın açıklığı değişmeden kalır ve ünite hızı yine de belirli bir değerde sabitlenebilir.Hız, nominal değerden sapacağından, hızı korumak için kendi kendini dengeleme ayarına güvenmek yeterli değildir.Yük değiştikten sonra ünitenin hızını orijinal nominal değerde tutmak için, kılavuz kanat açıklığının buna göre değiştirilmesi gerektiği Şekil 1'den görülebilir.Yük azaldığında, direnç torku 1'den 2'ye değiştiğinde, kılavuz kanadın açılması 1'e düşürülecek ve ünitenin hızı korunacaktır.Bu nedenle, yükün değişmesiyle, su yönlendirme mekanizmasının açıklığı, hidro-jeneratör ünitesinin hızının önceden belirlenmiş bir değerde muhafaza edilmesi veya önceden belirlenmiş bir yasaya göre değişmesi için uygun şekilde değiştirilir.Bu işlem hidrojeneratör ünitesinin hız ayarıdır.veya türbin regülasyonu.
3. PLC hidrolik türbin çift ayar sistemi
Türbin regülatörü, türbin çarkına akışı ayarlamak için su kılavuz kanatlarının açılmasını kontrol eder, böylece türbinin dinamik torkunu değiştirir ve türbin ünitesinin frekansını kontrol eder.Bununla birlikte, eksenel akışlı döner kanatlı türbinin çalışması sırasında, vali sadece kılavuz kanatların açıklığını ayarlamakla kalmamalı, aynı zamanda kılavuz kanat izleyicisinin strok ve su kafası değerine göre yolluk kanatlarının açısını da ayarlamalıdır, böylece kılavuz kanat ve kanat birbirine bağlanır.Aralarında işbirliğine dayalı bir ilişki, yani türbinin verimliliğini artırabilen, kanat kavitasyonunu ve ünitenin titreşimini azaltabilen ve türbinin çalışmasının kararlılığını artırabilen bir koordinasyon ilişkisini sürdürün.
PLC kontrol türbin kanat sisteminin donanımı esas olarak PLC kontrolör ve hidrolik servo sistem olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır.İlk olarak, PLC kontrolörünün donanım yapısını tartışalım.
3.1 PLC denetleyicisi
PLC kontrolörü temel olarak giriş birimi, PLC temel birimi ve çıkış biriminden oluşur.Giriş birimi A/D modülü ve dijital giriş modülünden, çıkış birimi ise D/A modülü ve dijital giriş modülünden oluşur.PLC kontrolör, sistem PID parametrelerinin, kanat takipçi pozisyonunun, kılavuz kanat takipçi pozisyonunun ve su yüksekliği değerinin gerçek zamanlı gözlemlenmesi için LED dijital ekran ile donatılmıştır.Bir mikrobilgisayar denetleyici arızası durumunda kanat izleyici konumunu izlemek için bir analog voltmetre de sağlanmıştır.
3.2 Hidrolik takip sistemi
Hidrolik servo sistem, türbin kanadı kontrol sisteminin önemli bir parçasıdır.Kontrolörün çıkış sinyali, kanat izleyicisinin hareketini kontrol etmek için hidrolik olarak yükseltilir, böylece yolluk kanatlarının açısı ayarlanır.Şekil 2'de gösterildiği gibi elektro-hidrolik oransal valf ve makine-hidrolik valften oluşan paralel bir hidrolik kontrol sistemi oluşturmak için oransal valf kontrolü ana basınç valfi tipi elektro-hidrolik kontrol sistemi ve geleneksel makine-hidrolik kontrol sistemi kombinasyonunu benimsedik. -türbin kanatları için sistem.
Türbin kanatları için hidrolik takip sistemi
PLC kontrolörü, elektro-hidrolik oransal valf ve konum sensörü normal olduğunda, türbin kanat sistemini ayarlamak için PLC elektro-hidrolik oransal kontrol yöntemi kullanılır, konum geri besleme değeri ve kontrol çıkış değeri elektrik sinyalleri ile iletilir ve sinyaller PLC kontrolörü tarafından sentezlenir., işleme ve karar verme, kanat takipçisinin konumunu kontrol etmek için ana basınç dağıtım valfinin valf açıklığını oransal valf aracılığıyla ayarlayın ve kılavuz kanat, su kafası ve kanat arasındaki işbirliği ilişkisini koruyun.Elektro-hidrolik oransal valf tarafından kontrol edilen türbin kanat sistemi, yüksek sinerji hassasiyetine, basit sistem yapısına, güçlü yağ kirliliği direncine sahiptir ve bir mikrobilgisayar otomatik kontrol sistemi oluşturmak için PLC kontrol cihazı ile arayüz oluşturmaya uygundur.
Elektro-hidrolik oransal kontrol modunda mekanik bağlantı mekanizmasının tutulması nedeniyle, mekanik bağlantı mekanizması da sistemin çalışma durumunu izlemek için senkronize olarak çalışır.PLC elektro-hidrolik oransal kontrol sistemi arızalanırsa, anahtarlama valfi hemen harekete geçer ve mekanik bağlantı mekanizması temel olarak elektro-hidrolik oransal kontrol sisteminin çalışma durumunu izleyebilir.Geçiş yaparken, sistem etkisi küçüktür ve kanat sistemi sorunsuz bir şekilde geçiş yapabilir Mekanik ilişki kontrol modu, sistem çalışmasının güvenilirliğini büyük ölçüde garanti eder.
Hidrolik devreyi tasarlarken, hidrolik kontrol valfinin valf gövdesini, valf gövdesinin ve valf manşonunun eşleşen boyutunu, valf gövdesinin ve ana basınç valfinin bağlantı boyutunu ve mekanik boyutunu yeniden tasarladık. hidrolik valf ile ana basınç dağıtım valfi arasındaki bağlantı çubuğu orijinali ile aynıdır.Kurulum sırasında sadece hidrolik valfin valf gövdesinin değiştirilmesi gerekir ve başka hiçbir parçanın değiştirilmesi gerekmez.Tüm hidrolik kontrol sisteminin yapısı çok kompakttır.Mekanik sinerji mekanizmasının tamamen korunması temelinde, dijital sinerji kontrolünü gerçekleştirmek ve türbin kanat sisteminin koordinasyon doğruluğunu geliştirmek için PLC kontrol cihazı ile arayüzü kolaylaştırmak için bir elektro-hidrolik orantısal kontrol mekanizması eklenir.;Ve sistemin kurulumu ve hata ayıklama işlemi çok kolaydır, bu da hidrolik türbin ünitesinin arıza süresini kısaltır, hidrolik türbinin hidrolik kontrol sisteminin dönüşümünü kolaylaştırır ve iyi bir pratik değere sahiptir.Sahadaki fiili operasyon sırasında, sistem, elektrik santralinin mühendislik ve teknik personeli tarafından yüksek oranda değerlendirilir ve birçok hidroelektrik santralinin valisinin hidrolik servo sisteminde yaygınlaştırılabileceğine ve uygulanabileceğine inanılmaktadır.
3.3 Sistem yazılım yapısı ve uygulama yöntemi
PLC kontrollü türbin kanat sisteminde, kılavuz kanatlar, su başı ve kanat açıklığı arasındaki sinerji ilişkisini gerçekleştirmek için dijital sinerji yöntemi kullanılmaktadır.Geleneksel mekanik sinerji yöntemiyle karşılaştırıldığında, dijital sinerji yöntemi, kolay parametre düzeltme avantajlarına sahiptir, Uygun hata ayıklama ve bakım avantajlarına ve yüksek ilişkilendirme hassasiyetine sahiptir.Kanat kontrol sisteminin yazılım yapısı esas olarak sistem ayar fonksiyon programından, kontrol algoritma programından ve teşhis programından oluşur.Aşağıda, programın yukarıdaki üç bölümünün sırasıyla gerçekleştirme yöntemlerini tartışıyoruz.Ayar fonksiyonu programı temel olarak bir sinerjinin alt rutinini, kanadı çalıştırma alt programını, kanadı durdurma alt programını ve kanadın yük atma alt programını içerir.Sistem çalışırken, önce mevcut çalışma koşulunu tanımlar ve yargılar, ardından yazılım anahtarını başlatır, ilgili ayar fonksiyonu alt programını yürütür ve kanat izleyicisinin verilen pozisyon değerini hesaplar.
(1) İlişkilendirme alt programı
Türbin ünitesinin model testi ile eklem yüzeyinde bir grup ölçülen nokta elde edilebilir.Geleneksel mekanik bağlantı kamı, bu ölçülen noktalara dayalı olarak yapılır ve dijital bağlantı yöntemi, bir dizi bağlantı eğrisi çizmek için bu ölçülen noktaları da kullanır.İlişkilendirme eğrisi üzerinde bilinen noktaları düğüm olarak seçip ikili fonksiyonun parçalı doğrusal enterpolasyonu yöntemini benimseyerek, ilişkilendirmenin bu satırındaki düğüm olmayanların fonksiyon değeri elde edilebilir.
(2) Kanatlı başlatma alt programı
Devreye alma yasasını incelemenin amacı, ünitenin başlatma süresini kısaltmak, baskı yatağının yükünü azaltmak ve jeneratör ünitesi için şebekeye bağlı koşullar oluşturmaktır.
(3) Kanat durdurma alt programı
Kanatların kapanma kuralları aşağıdaki gibidir: kontrolör kapatma komutunu aldığında, kanatlar ve kılavuz kanatlar, ünitenin stabilitesini sağlamak için işbirliği ilişkisine göre aynı anda kapatılır: kılavuz kanat açıklığı daha az olduğunda yüksüz açıklığa göre kanatlar gecikir Kılavuz kanat yavaşça kapatıldığında, kanat ile kılavuz kanat arasındaki işbirliği ilişkisi artık korunmaz;Ünite hızı, nominal hızın %80'inin altına düştüğünde, kanat, bir sonraki başlatma için hazır olan başlangıç açısı Φ0'a yeniden açılır.
(4) Bıçak yükü reddetme alt programı
Yük reddi, yükü olan ünitenin aniden elektrik şebekesinden ayrılması, ünitenin ve su yönlendirme sisteminin kötü bir çalışma durumuna girmesi anlamına gelir, bu da doğrudan elektrik santralinin ve ünitenin güvenliği ile ilgilidir.Yük atıldığında, regülatör, kılavuz kanatları ve kanatları ünite hızı nominal hızın yakınına düşene kadar hemen kapatan bir koruma cihazına eşdeğerdir.istikrar.Bu nedenle fiili yük atmada kanatlar genellikle belli bir açıyla açılır.Bu açıklık, gerçek güç istasyonunun yük atma testi ile elde edilir.Ünite yük atarken, yalnızca hız artışının küçük olmasını değil, aynı zamanda ünitenin nispeten kararlı olmasını da sağlayabilir..
4. Sonuç
Ülkemin hidrolik türbin regülatörü endüstrisinin mevcut teknik durumu göz önüne alındığında, bu makale yurtiçinde ve yurtdışında hidrolik türbin hız kontrolü alanındaki yeni bilgilere atıfta bulunmakta ve programlanabilir mantık denetleyicisi (PLC) teknolojisini hız kontrolüne uygulamaktadır. hidrolik türbin jeneratör seti.Program denetleyicisi (PLC), eksenel akışlı kanatlı tip hidrolik türbin çift düzenleme sisteminin çekirdeğidir.Pratik uygulama, şemanın, farklı su yüksekliği koşulları için kılavuz kanat ve kanat arasındaki koordinasyon hassasiyetini büyük ölçüde geliştirdiğini ve su enerjisinin kullanım oranını iyileştirdiğini göstermektedir.
Gönderim zamanı: Şubat-11-2022
