1 Giriş
Turbin tənzimləyicisi hidroelektrik qurğuları üçün iki əsas tənzimləyici avadanlıqdan biridir. O, təkcə sürət tənzimləməsi rolunu oynamır, həm də hidroelektrik generator qurğularının müxtəlif iş şəraitinin çevrilməsini və tezliyini, gücünü, faz bucağını və digər nəzarətini həyata keçirir və su çarxını qoruyur. Generator dəstinin vəzifəsi. Turbin tənzimləyiciləri üç inkişaf mərhələsindən keçib: mexaniki hidravlik tənzimləyicilər, elektro-hidravlik tənzimləyicilər və mikrokompüter rəqəmsal hidravlik tənzimləyicilər. Son illərdə güclü müdaxilə əleyhinə qabiliyyətə və yüksək etibarlılığa malik turbin sürət idarəetmə sistemlərinə proqramlaşdırıla bilən tənzimləyicilər daxil edilmişdir; sadə və rahat proqramlaşdırma və istismar; modul quruluş, yaxşı çox yönlülük, elastiklik və rahat texniki xidmət; güclü idarəetmə funksiyası və idarəetmə qabiliyyəti üstünlüklərinə malikdir; praktik olaraq təsdiqlənmişdir.
Bu məqalədə PLC hidravlik turbininin ikili tənzimləmə sistemi üzrə tədqiqat təklif olunur və proqramlaşdırıla bilən nəzarətçidən istifadə edərək istiqamətləndirici pərin və avarın ikili tənzimlənməsi həyata keçirilir ki, bu da müxtəlif su başlıqları üçün istiqamətləndirici pərin və pərin koordinasiya dəqiqliyini artırır. Təcrübə göstərir ki, ikili idarəetmə sistemi su enerjisindən istifadə nisbətini artırır.
2. Turbin tənzimləmə sistemi
2.1 Turbin tənzimləmə sistemi
Turbin sürət idarəetmə sisteminin əsas vəzifəsi, enerji sisteminin yükü dəyişdikdə və qurğunun fırlanma sürəti sapdıqda turbinin istiqamətləndirici qanadlarının açılışını tənzimləyici vasitəsilə müvafiq olaraq dəyişdirməkdir ki, generator qurğusunun işləməsini təmin etmək üçün turbinin fırlanma sürəti müəyyən edilmiş diapazonda saxlanılsın. Çıxış gücü və tezliyi istifadəçi tələblərinə cavab verir. Turbinin tənzimlənməsinin əsas vəzifələri sürət tənzimlənməsi, aktiv güc tənzimlənməsi və su səviyyəsinin tənzimlənməsi kimi bölmək olar.
2.2 Turbin tənzimlənməsi prinsipi
Hidrogenerator bloku, hidroturbin və generatorun birləşdirilməsi ilə əmələ gələn blokdur. Hidrogenerator dəstinin fırlanan hissəsi sabit ox ətrafında fırlanan sərt bir cisimdir və onun tənliyi aşağıdakı tənliklə təsvir edilə bilər:
Düsturda
——Qurğunun fırlanan hissəsinin ətalət momenti (Kg m2)
——Fırlanma bucaq sürəti (rad/s)
——Generatorun mexaniki və elektrik itkiləri daxil olmaqla, turbin fırlanma anı (N/m).
——Generator müqavimət fırlanma anı, generator statorunun rotor üzərindəki təsir fırlanma anı deməkdir, istiqaməti fırlanma istiqamətinin əksinədir və generatorun aktiv güc çıxışını, yəni yükün ölçüsünü təmsil edir.
Yük dəyişdikdə, istiqamətləndirici qanadın açılışı dəyişməz qalır və qurğunun sürəti hələ də müəyyən bir dəyərdə sabitləşdirilə bilər. Sürət nominal dəyərdən kənara çıxacağı üçün sürəti qorumaq üçün özünü balanslaşdırma tənzimləmə qabiliyyətinə etibar etmək kifayət deyil. Yük dəyişdikdən sonra qurğunun sürətini orijinal nominal dəyərində saxlamaq üçün Şəkil 1-dən göründüyü kimi, istiqamətləndirici qanadın açılışını müvafiq olaraq dəyişdirmək lazımdır. Yük azaldıqda, müqavimət fırlanma anı 1-dən 2-yə dəyişdikdə, istiqamətləndirici qanadın açılışı 1-ə endiriləcək və qurğunun sürəti saxlanılacaq. Buna görə də, yükün dəyişməsi ilə su istiqamətləndirici mexanizminin açılışı müvafiq olaraq dəyişdirilir ki, hidrogenerator qurğusunun sürəti əvvəlcədən müəyyən edilmiş bir dəyərdə saxlanılsın və ya əvvəlcədən müəyyən edilmiş qanuna uyğun olaraq dəyişsin. Bu proses hidrogenerator qurğusunun sürət tənzimlənməsidir. , və ya turbinin tənzimlənməsi.
3. PLC hidravlik turbin ikili tənzimləmə sistemi
Turbin tənzimləyicisi, turbinin axıcısına axını tənzimləmək üçün su istiqamətləndirici pərlərin açılmasını idarə etməli, bununla da turbinin dinamik fırlanma momentini dəyişdirməli və turbin qurğusunun tezliyini idarə etməlidir. Bununla belə, oxlu axınlı fırlanan avar turbininin işləməsi zamanı tənzimləyici yalnız istiqamətləndirici pərlərin açılmasını tənzimləməməli, həm də istiqamətləndirici pərin izləyicisinin vuruşuna və su təzyiqinə uyğun olaraq hərəkət edən pərlərin bucağını tənzimləməlidir ki, istiqamətləndirici pər və pər birləşdirilsin. Aralarında əməkdaşlıq əlaqəsi, yəni koordinasiya əlaqəsi saxlayın ki, bu da turbinin səmərəliliyini artıra, pərlərin kavitasiyasını və qurğunun titrəməsini azalda və turbinin işləməsinin sabitliyini artıra bilər.
PLC idarəetmə turbin qanad sisteminin aparat təminatı əsasən iki hissədən ibarətdir: PLC nəzarətçisi və hidravlik servo sistem. Əvvəlcə PLC nəzarətçisinin aparat təminatının strukturunu müzakirə edək.
3.1 PLC nəzarətçisi
PLC nəzarətçisi əsasən giriş blokundan, PLC əsas blokundan və çıxış blokundan ibarətdir. Giriş bloku A/D modulundan və rəqəmsal giriş modulundan, çıxış bloku isə D/A modulundan və rəqəmsal giriş modulundan ibarətdir. PLC nəzarətçisi sistem PID parametrlərini, pər izləyicisinin mövqeyini, istiqamətləndirici pər izləyicisinin mövqeyini və su təzyiqi dəyərini real vaxt rejimində müşahidə etmək üçün LED rəqəmsal displeylə təchiz olunmuşdur. Mikrokompüter nəzarətçisinin nasazlığı halında pər izləyicisinin mövqeyini izləmək üçün analoq voltmetr də təmin edilir.
3.2 Hidravlik izləmə sistemi
Hidravlik servo sistem turbin pərlərinin idarəetmə sisteminin vacib hissəsidir. Nəzarətçinin çıxış siqnalı pərlərin hərəkətini idarə etmək üçün hidravlik şəkildə gücləndirilir və bununla da qaçış pərlərinin bucağını tənzimləyir. Şəkil 2-də göstərildiyi kimi, elektro-hidravlik mütənasib klapan və maşın-hidravlik klapanın paralel hidravlik idarəetmə sistemi yaratmaq üçün mütənasib klapan idarəetmə əsas təzyiq klapan tipli elektro-hidravlik idarəetmə sistemi və ənənəvi maşın-hidravlik idarəetmə sisteminin kombinasiyasını tətbiq etdik. Turbin pərləri üçün hidravlik izləmə sistemi.
Turbin bıçaqları üçün hidravlik izləmə sistemi
PLC nəzarətçisi, elektro-hidravlik mütənasib klapan və mövqe sensoru normal olduqda, turbin qanad sistemini tənzimləmək üçün PLC elektro-hidravlik mütənasib idarəetmə metodundan istifadə olunur, mövqe geribildirim dəyəri və idarəetmə çıxış dəyəri elektrik siqnalları ilə ötürülür və siqnallar PLC nəzarətçisi tərəfindən sintez edilir. , emal və qərar qəbuletmə, qanad izləyicisinin mövqeyini idarə etmək üçün əsas təzyiq paylama klapanının klapan açılışını mütənasib klapan vasitəsilə tənzimləyin və istiqamətləndirici qanad, su başlığı və qanad arasında əməkdaşlıq əlaqəsini qoruyun. Elektro-hidravlik mütənasib klapan tərəfindən idarə olunan turbin qanad sistemi yüksək sinergiya dəqiqliyinə, sadə sistem quruluşuna, güclü yağ çirklənməsinə davamlılığa malikdir və mikrokompüter avtomatik idarəetmə sistemi yaratmaq üçün PLC nəzarətçisi ilə interfeys qurmaq üçün əlverişlidir.
Mexaniki əlaqə mexanizminin saxlanması səbəbindən, elektro-hidravlik mütənasib idarəetmə rejimində mexaniki əlaqə mexanizmi sistemin iş vəziyyətini izləmək üçün sinxron şəkildə işləyir. PLC elektro-hidravlik mütənasib idarəetmə sistemi sıradan çıxarsa, keçid klapanı dərhal işə düşəcək və mexaniki əlaqə mexanizmi əsasən elektro-hidravlik mütənasib idarəetmə sisteminin işləmə vəziyyətini izləyə bilər. Keçid zamanı sistemin təsiri az olur və qanad sistemi rəvan şəkildə mexaniki əlaqə idarəetmə rejiminə keçə bilər. Sistemin işləməsinin etibarlılığını böyük dərəcədə təmin edir.
Hidravlik dövrəni dizayn edərkən, hidravlik idarəetmə klapanının klapan gövdəsini, klapan gövdəsinin və klapan qolunun uyğun ölçüsünü, klapan gövdəsinin və əsas təzyiq klapanının birləşmə ölçüsünü və mexaniki hissəni yenidən dizayn etdik. Hidravlik klapan və əsas təzyiq paylama klapanı arasındakı birləşdirici çubuğun ölçüsü orijinal ilə eynidir. Quraşdırma zamanı yalnız hidravlik klapanın klapan gövdəsi dəyişdirilməlidir və digər hissələrin dəyişdirilməsinə ehtiyac yoxdur. Bütün hidravlik idarəetmə sisteminin strukturu çox kompaktdır. Mexaniki sinergiya mexanizmini tamamilə qorumaq əsasında, rəqəmsal sinergiya nəzarətini həyata keçirmək və turbin qanad sisteminin koordinasiya dəqiqliyini artırmaq üçün PLC nəzarətçisi ilə interfeysi asanlaşdırmaq üçün elektro-hidravlik mütənasib idarəetmə mexanizmi əlavə edilmişdir. ; Sistemin quraşdırılması və sazlanması prosesi çox asandır, bu da hidravlik turbin qurğusunun işləmə müddətini qısaldır, hidravlik turbinin hidravlik idarəetmə sisteminin transformasiyasını asanlaşdırır və yaxşı praktik dəyərə malikdir. Yerində faktiki əməliyyat zamanı sistem elektrik stansiyasının mühəndis və texniki heyəti tərəfindən yüksək qiymətləndirilir və onun populyarlaşdırıla və bir çox su elektrik stansiyalarının idarəedicisinin hidravlik servo sistemində tətbiq oluna biləcəyinə inanılır.
3.3 Sistem proqram təminatının strukturu və tətbiq metodu
PLC ilə idarə olunan turbin qanad sistemində, istiqamətləndirici qanadlar, su başlığı və qanad açılması arasında sinergiya əlaqəsini həyata keçirmək üçün rəqəmsal sinergiya metodundan istifadə olunur. Ənənəvi mexaniki sinergiya metodu ilə müqayisədə rəqəmsal sinergiya metodu asan parametr kəsmə üstünlüklərinə malikdir, rahat ayıklama və texniki xidmət üstünlüklərinə və yüksək dəqiqlikli birləşmə üstünlüklərinə malikdir. Qanad idarəetmə sisteminin proqram təminatı strukturu əsasən sistem tənzimləmə funksiyası proqramından, idarəetmə alqoritmi proqramından və diaqnostika proqramından ibarətdir. Aşağıda proqramın yuxarıdakı üç hissəsinin reallaşdırma metodlarını müvafiq olaraq müzakirə edirik. Tənzimləmə funksiyası proqramı əsasən sinergiyanın alt proqramını, qanadı işə salma alt proqramını, qanadı dayandırma alt proqramını və qanadı yükdən azad etmə alt proqramını əhatə edir. Sistem işləyərkən əvvəlcə mövcud iş vəziyyətini müəyyən edir və qiymətləndirir, sonra proqram açarını işə salır, müvafiq tənzimləmə funksiyası alt proqramını yerinə yetirir və qanad izləyicisinin verilən mövqe dəyərini hesablayır.
(1) Assosiasiya altproqramı
Turbin qurğusunun model sınağı vasitəsilə birləşmə səthində ölçülmüş nöqtələr toplusu əldə edilə bilər. Ənənəvi mexaniki birləşmə kamı bu ölçülmüş nöqtələrə əsaslanaraq hazırlanır və rəqəmsal birləşmə metodu da bu ölçülmüş nöqtələrdən istifadə edərək bir sıra birləşmə əyriləri çəkir. Assosiasiya əyrisində məlum nöqtələri düyünlər kimi seçməklə və ikili funksiyanın hissə-hissə xətti interpolasiyası metodunu tətbiq etməklə, assosiasiyanın bu xəttindəki qeyri-düyünlərin funksiya dəyəri əldə edilə bilər.
(2) Pərvanəli başlanğıc altproqramı
Başlama qanununun öyrənilməsində məqsəd qurğunun işə salınma müddətini qısaltmaq, itələmə yatağının yükünü azaltmaq və generator qurğusu üçün şəbəkəyə qoşulmuş şərait yaratmaqdır.
(3) Pərli stop alt proqramı
Pərlərin bağlanma qaydaları aşağıdakılardır: nəzarətçi bağlama əmrini aldıqda, bölmənin sabitliyini təmin etmək üçün pərlər və istiqamətləndirici pərlər əməkdaşlıq əlaqəsinə uyğun olaraq eyni vaxtda bağlanır: istiqamətləndirici pərin açılışı yüksüz açılışdan az olduqda, pərlər gecikir. Rəhbər pər yavaş bağlandıqda, pər və istiqamətləndirici pər arasındakı əməkdaşlıq əlaqəsi artıq qorunmur; bölmənin sürəti nominal sürətin 80%-dən aşağı düşdükdə, pər növbəti işə salma üçün hazır olan Φ0 başlanğıc bucağına yenidən açılır. Hazırlayın.
(4) Bıçaq yükünün rədd edilməsi altproqramı
Yükün rədd edilməsi, yükü olan qurğunun qəfildən elektrik şəbəkəsindən ayrılması və qurğunun və suyun yönləndirilməsi sisteminin pis işləmə vəziyyətinə düşməsi deməkdir ki, bu da elektrik stansiyasının və qurğunun təhlükəsizliyi ilə birbaşa əlaqəlidir. Yük azaldıldıqda, tənzimləyici qoruyucu cihaza bərabərdir və qurğunun sürəti nominal sürətə yaxın olana qədər istiqamətləndirici pərləri və pərləri dərhal bağlayır. Buna görə də, faktiki yük azaldılması zamanı pərlər ümumiyyətlə müəyyən bir bucaq altında açılır. Bu açılış faktiki elektrik stansiyasının yük azaldılması sınağı vasitəsilə əldə edilir. Bu, qurğu yük azaldarkən təkcə sürət artımının az olmasını deyil, həm də qurğunun nisbətən sabit olmasını təmin edə bilər.
4 Nəticə
Ölkəmin hidravlik turbin tənzimləyicisi sənayesinin mövcud texniki vəziyyətini nəzərə alaraq, bu məqalədə həm ölkə daxilində, həm də xaricdə hidravlik turbin sürətinin idarə olunması sahəsindəki yeni məlumatlara istinad edilir və proqramlaşdırıla bilən məntiq nəzarətçisi (PLC) texnologiyası hidravlik turbin generator dəstinin sürətinin idarə olunmasına tətbiq olunur. Proqram nəzarətçisi (PLC) oxlu axınlı avar tipli hidravlik turbin ikili tənzimləmə sisteminin əsasını təşkil edir. Praktik tətbiq göstərir ki, sxem müxtəlif su başı şəraitləri üçün istiqamətləndirici qanad və qanad arasında koordinasiya dəqiqliyini xeyli yaxşılaşdırır və su enerjisindən istifadə nisbətini artırır.
Yayımlanma vaxtı: 11 Fevral 2022
