1 Inleiding
Turbine-reguleerders is een van die twee belangrikste reguleringsapparatuur vir hidro-elektriese eenhede. Dit speel nie net die rol van spoedregulering nie, maar onderneem ook verskeie werksomstandighede-omskakeling en frekwensie-, krag-, fasehoek- en ander beheer van hidro-elektriese opwekkingseenhede en beskerm die waterwiel. Die taak van die kragopwekkerstel. Turbine-reguleerders het deur drie stadiums van ontwikkeling gegaan: meganiese hidrouliese reguleerders, elektrohidrouliese reguleerders en mikrorekenaar digitale hidrouliese reguleerders. In onlangse jare is programmeerbare beheerders in turbinespoedbeheerstelsels ingebring, wat sterk anti-interferensievermoë en hoë betroubaarheid het; eenvoudige en gerieflike programmering en werking; modulêre struktuur, goeie veelsydigheid, buigsaamheid en gerieflike onderhoud; Dit het die voordele van sterk beheerfunksie en dryfvermoë; dit is prakties geverifieer.
In hierdie artikel word die navorsing oor die PLC-hidrouliese turbine-dubbele verstellingstelsel voorgestel, en die programmeerbare beheerder word gebruik om die dubbele verstelling van die gidsvaan en die roeispaan te bewerkstellig, wat die koördinasie-akkuraatheid van die gidsvaan en die vaan vir verskillende waterhoogtes verbeter. Praktyk toon dat die dubbele beheerstelsel die benuttingstempo van waterenergie verbeter.
2. Turbine-reguleringstelsel
2.1 Turbine-reguleringstelsel
Die basiese taak van die turbinespoedbeheerstelsel is om die opening van die gidsskoepe van die turbine dienooreenkomstig deur die reguleerder te verander wanneer die las van die kragstelsel verander en die rotasiespoed van die eenheid afwyk, sodat die rotasiespoed van die turbine binne die gespesifiseerde reeks gehou word, om die kragopwekkereenheid te laat werk. Uitsetkrag en frekwensie voldoen aan gebruikersvereistes. Die basiese take van turbineregulering kan verdeel word in spoedregulering, aktiewe kragregulering en watervlakregulering.
2.2 Die beginsel van turbineregulering
'n Hidro-generator-eenheid is 'n eenheid wat gevorm word deur 'n hidroturbine en 'n generator te verbind. Die roterende deel van die hidro-generator-stel is 'n starre liggaam wat om 'n vaste as roteer, en die vergelyking daarvan kan deur die volgende vergelyking beskryf word:
In die formule
——Die traagheidsmoment van die roterende deel van die eenheid (kg m2)
——Rotasiehoeksnelheid (rad/s)
——Turbine-wringkrag (N/m), insluitend die meganiese en elektriese verliese van die generator.
—— Generatorweerstandswringkrag, wat verwys na die werkende wringkrag van die generatorstator op die rotor, die rigting daarvan is teenoor die rotasierigting, en verteenwoordig die generator se aktiewe kraglewering, dit wil sê die grootte van die las.
Wanneer die lading verander, bly die opening van die gidsvaan onveranderd, en die eenheidspoed kan steeds op 'n sekere waarde gestabiliseer word. Omdat die spoed van die nominale waarde sal afwyk, is dit nie genoeg om op die selfbalanserende aanpassingsvermoë staat te maak om die spoed te handhaaf nie. Om die spoed van die eenheid op die oorspronklike nominale waarde te hou nadat die lading verander het, kan uit Figuur 1 gesien word dat dit nodig is om die gidsvaanopening dienooreenkomstig te verander. Wanneer die lading afneem, wanneer die weerstandswringkrag van 1 na 2 verander, sal die opening van die gidsvaan tot 1 verminder word, en die spoed van die eenheid sal gehandhaaf word. Daarom, met die verandering van die lading, word die opening van die watergeleidingsmeganisme dienooreenkomstig verander, sodat die spoed van die hidro-generator-eenheid op 'n voorafbepaalde waarde gehandhaaf word, of verander volgens 'n voorafbepaalde wet. Hierdie proses is die spoedaanpassing van die hidro-generator-eenheid, of turbine-regulering.
3. PLC hidrouliese turbine dubbele aanpassingstelsel
Die turbine-reguleerder beheer die opening van die watergidsvlekke om die vloei in die lopende wiel van die turbine aan te pas, waardeur die dinamiese wringkrag van die turbine verander word en die frekwensie van die turbine-eenheid beheer word. Tydens die werking van die aksiaalvloei-roterende roeispanturbine moet die reguleerder egter nie net die opening van die gidsvlekke aanpas nie, maar ook die hoek van die lopende lemme aanpas volgens die slag en waterdrukwaarde van die gidsvlekkevolger, sodat die gidsvlekke en die vlekke verbind is. 'n Samewerkende verhouding tussen hulle handhaaf, dit wil sê 'n koördineringsverhouding, wat die doeltreffendheid van die turbine kan verbeter, lemkavitasie en vibrasie van die eenheid kan verminder, en die stabiliteit van die werking van die turbine kan verbeter.
Die hardeware van die PLC-beheer-turbine-vaanstelsel bestaan hoofsaaklik uit twee dele, naamlik die PLC-beheerder en die hidrouliese servostelsel. Kom ons bespreek eers die hardewarestruktuur van die PLC-beheerder.
3.1 PLC-beheerder
Die PLC-beheerder bestaan hoofsaaklik uit 'n invoereenheid, 'n PLC-basiese eenheid en 'n uitvoereenheid. Die invoereenheid bestaan uit 'n A/D-module en 'n digitale invoermodule, en die uitvoereenheid bestaan uit 'n D/A-module en 'n digitale invoermodule. Die PLC-beheerder is toegerus met 'n LED-digitale skerm vir intydse waarneming van die stelsel se PID-parameters, die posisie van die vaanvolger, die posisie van die gidsvaanvolger en die waterdrukwaarde. 'n Analoog voltmeter word ook voorsien om die posisie van die vaanvolger te monitor in die geval van 'n mikrorekenaarbeheerder se fout.
3.2 Hidrouliese opvolgstelsel
Die hidrouliese servostelsel is 'n belangrike deel van die turbine-vaanbeheerstelsel. Die uitsetsein van die beheerder word hidroulies versterk om die beweging van die vaanvolger te beheer, waardeur die hoek van die lopende lemme aangepas word. Ons het die kombinasie van die proporsionele klepbeheer hoofdrukklep tipe elektrohidrouliese beheerstelsel en tradisionele masjien-hidrouliese beheerstelsel aangeneem om 'n parallelle hidrouliese beheerstelsel van elektrohidrouliese proporsionele klep en masjien-hidrouliese klep te vorm soos getoon in Figuur 2. Hidrouliese opvolgstelsel vir turbinelemme.
Hidrouliese opvolgstelsel vir turbinelemme
Wanneer die PLC-beheerder, elektrohidrouliese proporsionele klep en posisiesensor almal normaal is, word die PLC-elektrohidrouliese proporsionele beheermetode gebruik om die turbine-vaanstelsel aan te pas, die posisieterugvoerwaarde en beheeruitsetwaarde word deur elektriese seine oorgedra, en die seine word deur die PLC-beheerder gesintetiseer. Verwerking en besluitneming, pas die klepopening van die hoofdrukverspreidingsklep deur die proporsionele klep aan om die posisie van die vaanvolger te beheer, en die samewerkingsverhouding tussen die geleidingsvaan, die waterkop en die vaan te handhaaf. Die turbine-vaanstelsel wat deur die elektrohidrouliese proporsionele klep beheer word, het hoë sinergie-presisie, eenvoudige stelselstruktuur, sterk oliebesoedelingsweerstand, en is gerieflik om met die PLC-beheerder te koppel om 'n mikrorekenaar outomatiese beheerstelsel te vorm.
As gevolg van die behoud van die meganiese skakelmeganisme, werk die meganiese skakelmeganisme ook sinchroon in die elektrohidrouliese proporsionele beheermodus om die bedryfstatus van die stelsel op te spoor. Indien die PLC elektrohidrouliese proporsionele beheerstelsel faal, sal die skakelklep onmiddellik optree, en die meganiese skakelmeganisme kan basies die bedryfstoestand van die elektrohidrouliese proporsionele beheerstelsel opspoor. Wanneer oorgeskakel word, is die stelselimpak klein, en die vlerkstelsel kan glad oorskakel na die meganiese assosiasiebeheermodus. Die betroubaarheid van die stelselwerking word grootliks gewaarborg.
Toe ons die hidrouliese stroombaan ontwerp het, het ons die klepliggaam van die hidrouliese beheerklep herontwerp, die ooreenstemmende grootte van die klepliggaam en die klepmou, die verbindingsgrootte van die klepliggaam en die hoofdrukklep, en die meganiese. Die grootte van die verbindingsstang tussen die hidrouliese klep en die hoofdrukverspreidingsklep is dieselfde as die oorspronklike een. Slegs die klepliggaam van die hidrouliese klep hoef tydens installasie vervang te word, en geen ander dele hoef verander te word nie. Die struktuur van die hele hidrouliese beheerstelsel is baie kompak. Op grond van die volledige behoud van die meganiese sinergiemeganisme, word 'n elektrohidrouliese proporsionele beheermeganisme bygevoeg om die koppelvlak met die PLC-beheerder te vergemaklik om digitale sinergiebeheer te verwesenlik en die koördinasie-akkuraatheid van die turbine-vaanstelsel te verbeter. ; En die installasie- en ontfoutingsproses van die stelsel is baie maklik, wat die stilstandtyd van die hidrouliese turbine-eenheid verkort, die transformasie van die hidrouliese beheerstelsel van die hidrouliese turbine vergemaklik, en goeie praktiese waarde het. Tydens die werklike operasie op die perseel word die stelsel hoog aangeslaan deur die ingenieurs- en tegniese personeel van die kragstasie, en daar word geglo dat dit gewild gemaak en toegepas kan word in die hidrouliese servostelsel van die goewerneur van baie waterkragstasies.
3.3 Stelselsagtewarestruktuur en implementeringsmetode
In die PLC-beheerde turbine-vaanstelsel word die digitale sinergiemetode gebruik om die sinergie-verhouding tussen gidsvaane, waterkop en vaanopening te verwesenlik. In vergelyking met die tradisionele meganiese sinergiemetode, het die digitale sinergiemetode die voordele van maklike parameterverwerking, gerieflike ontfouting en instandhouding, en hoë presisie van assosiasie. Die sagtewarestruktuur van die vaanbeheerstelsel bestaan hoofsaaklik uit die stelselaanpassingsfunksieprogram, die beheeralgoritmeprogram en die diagnoseprogram. Hieronder bespreek ons die realiseringsmetodes van die bogenoemde drie dele van die program onderskeidelik. Die aanpassingsfunksieprogram sluit hoofsaaklik 'n subroetine van 'n sinergie, 'n subroetine van die begin van die vaan, 'n subroetine van die stop van die vaan en 'n subroetine van die lasafskeiding van die vaan in. Wanneer die stelsel werk, identifiseer en beoordeel dit eers die huidige bedryfstoestand, begin dan die sagtewareskakelaar, voer die ooreenstemmende aanpassingsfunksie-subroetine uit, en bereken die posisiegegewe waarde van die vaanvolger.
(1) Assosiasie-subroetine
Deur die modeltoets van die turbine-eenheid kan 'n bondel gemete punte op die verbindingsoppervlak verkry word. Die tradisionele meganiese verbindingsnok word gemaak op grond van hierdie gemete punte, en die digitale verbindingsmetode gebruik ook hierdie gemete punte om 'n stel verbindingskurwes te teken. Deur die bekende punte op die assosiasiekurwe as nodusse te kies, en die metode van stuksgewyse lineêre interpolasie van die binêre funksie aan te neem, kan die funksiewaarde van die nie-nodusse op hierdie lyn van die assosiasie verkry word.
(2) Vane-opstart subroetine
Die doel van die bestudering van die aanvangswet is om die aanvangstyd van die eenheid te verkort, die las van die druklager te verminder en netwerkgekoppelde toestande vir die kragopwekkereenheid te skep.
(3) Vane stop subroetine
Die sluitreëls van die lemme is soos volg: wanneer die beheerder die afsluitopdrag ontvang, word die lemme en die gidslemme gelyktydig gesluit volgens die samewerkingsverhouding om die stabiliteit van die eenheid te verseker: wanneer die gidslemme-opening minder is as die nullas-opening, bly die lemme agter. Wanneer die gidslemme stadig toegemaak word, word die samewerkingsverhouding tussen die lemme en die gidslemme nie meer gehandhaaf nie; wanneer die eenheidspoed onder 80% van die nominale spoed daal, word die lemme weer oopgemaak na die beginhoek Φ0, gereed vir die volgende aanskakeling. Voorberei.
(4) Lemlas-verwerpings-subroetine
Lasverwerping beteken dat die eenheid met las skielik van die kragnetwerk ontkoppel word, wat die eenheid en die waterafleidingstelsel in 'n swak bedryfstoestand plaas, wat direk verband hou met die veiligheid van die kragsentrale en die eenheid. Wanneer die las afgeskud word, is die reguleerder gelykstaande aan 'n beskermingstoestel, wat die geleidingslede en lemme onmiddellik laat sluit totdat die eenheidsspoed tot naby die nominale spoedstabiliteit daal. Daarom word die lemme gewoonlik tydens die werklike lasafskeiding tot 'n sekere hoek oopgemaak. Hierdie opening word verkry deur die lasafskeidingstoets van die werklike kragsentrale. Dit kan verseker dat wanneer die eenheid las afskud, nie net die spoedtoename klein is nie, maar ook dat die eenheid relatief stabiel is.
4 Gevolgtrekking
In die lig van die huidige tegniese status van my land se hidrouliese turbine-reguleerderbedryf, verwys hierdie artikel na die nuwe inligting op die gebied van hidrouliese turbinespoedbeheer tuis en in die buiteland, en pas die programmeerbare logikabeheerder (PLC) tegnologie toe op die spoedbeheer van die hidrouliese turbine-generatorstel. Die programbeheerder (PLC) is die kern van die aksiale-vloei-peddel-tipe hidrouliese turbine dubbelreguleringstelsel. Die praktiese toepassing toon dat die skema die koördinasie-presisie tussen die gidsvaan en die vaan vir verskillende waterdruktoestande aansienlik verbeter, en die benuttingstempo van waterenergie verbeter.
Plasingstyd: 11 Februarie 2022
