1. Uvod
Turbinski regulator je jedna od dvije glavne regulacione opreme za hidroelektrane.Ne samo da igra ulogu regulacije brzine, već preuzima i konverziju različitih radnih uslova i frekvencije, snage, faznog ugla i druge kontrole hidroelektričnih agregata i štiti vodeni točak.Zadatak generatorskog seta.Turbinski regulatori su prošli kroz tri faze razvoja: mehaničke hidraulične regulatore, elektro-hidraulične regulatore i mikroračunarske digitalne hidraulične regulatore.Poslednjih godina, programabilni kontroleri su uvedeni u sisteme za kontrolu brzine turbine, koji imaju jaku sposobnost protiv smetnji i visoku pouzdanost;jednostavno i praktično programiranje i rad;modularna struktura, dobra svestranost, fleksibilnost i praktično održavanje;Ima prednosti snažne funkcije kontrole i sposobnosti vožnje;to je praktično verifikovano.
U ovom radu se predlaže istraživanje PLC hidrauličkog turbinskog sistema dvostrukog podešavanja, a programabilni kontroler se koristi za realizaciju dvostrukog podešavanja vodeće lopatice i lopatice, čime se poboljšava tačnost koordinacije vodeće lopatice i lopatice za različite vodene glave.Praksa pokazuje da dvostruki sistem upravljanja poboljšava stepen iskorišćenja vodene energije.
2. Sistem regulacije turbine
2.1 Sistem regulacije turbine
Osnovni zadatak sistema za regulaciju brzine turbine je da pri promeni opterećenja elektroenergetskog sistema i odstupanja brzine rotacije agregata preko regulatora menja otvaranje lopatica za vođenje turbine, tako da brzina rotacije turbine se održava unutar specificiranog opsega, kako bi agregat radi.Izlazna snaga i frekvencija zadovoljavaju zahtjeve korisnika.Osnovni zadaci regulacije turbine mogu se podijeliti na regulaciju brzine, regulaciju aktivne snage i regulaciju nivoa vode.
2.2 Princip regulacije turbine
Hidrogeneracijska jedinica je jedinica formirana spajanjem hidroturbine i generatora.Rotirajući dio agregata hidrogeneratora je kruto tijelo koje se okreće oko fiksne ose, a njegova jednačina se može opisati sljedećom jednačinom:
U formuli
——Moment inercije rotacionog dijela jedinice (Kg m2)
——Ugaona brzina rotacije (rad/s)
——Okretni moment turbine (N/m), uključujući mehaničke i električne gubitke generatora.
——Okretni moment otpora generatora, koji se odnosi na moment djelovanja statora generatora na rotoru, njegov smjer je suprotan smjeru rotacije, i predstavlja izlaznu aktivnu snagu generatora, odnosno veličinu opterećenja.
Kada se opterećenje promijeni, otvaranje vodeće lopatice ostaje nepromijenjeno, a brzina jedinice se i dalje može stabilizirati na određenoj vrijednosti.Budući da će brzina odstupiti od nominalne vrijednosti, nije dovoljno osloniti se na sposobnost samouravnoteženog podešavanja za održavanje brzine.Da bi se brzina jedinice zadržala na originalnoj nominalnoj vrijednosti nakon promjene opterećenja, sa slike 1 se može vidjeti da je potrebno u skladu s tim promijeniti otvor vodeće lopatice.Kada se opterećenje smanji, kada se moment otpora promijeni sa 1 na 2, otvaranje vodeće lopatice će se smanjiti na 1, a brzina jedinice će se održati.Dakle, sa promjenom opterećenja, otvor mehanizma za vođenje vode se shodno tome mijenja, tako da se brzina hidrogeneratorske jedinice održava na unaprijed određenoj vrijednosti, odnosno mijenja prema unaprijed određenom zakonu.Ovaj proces je podešavanje brzine hidrogeneratorske jedinice., ili regulacija turbine.
3. PLC hidraulični turbinski sistem dvostrukog podešavanja
Regulator turbine treba da kontroliše otvaranje vodenih lopatica za podešavanje protoka u vodi turbine, čime se menja dinamički obrtni moment turbine i kontroliše frekvencija turbinske jedinice.Međutim, tokom rada rotacione turbine sa lopaticom aksijalnog toka, regulator ne samo da treba da podesi otvaranje vodećih lopatica, već i da podesi ugao lopatica u skladu sa hodom i vrednosti vodene glave pratioca vodeće lopatice, tako da su vodeća lopatica i lopatica spojene.Održavati kooperativni odnos između njih, odnosno koordinacijski odnos, koji može poboljšati efikasnost turbine, smanjiti kavitaciju lopatica i vibracije jedinice, te poboljšati stabilnost rada turbine.
Hardver PLC upravljačkog sistema turbinskih lopatica uglavnom se sastoji od dva dijela, odnosno PLC kontrolera i hidrauličkog servo sistema.Prvo, razgovarajmo o hardverskoj strukturi PLC kontrolera.
3.1 PLC kontroler
PLC kontroler se uglavnom sastoji od ulazne jedinice, osnovne jedinice PLC-a i izlazne jedinice.Ulazna jedinica se sastoji od A/D modula i digitalnog ulaznog modula, a izlazna jedinica se sastoji od D/A modula i digitalnog ulaznog modula.PLC kontroler je opremljen LED digitalnim displejom za posmatranje u realnom vremenu PID parametara sistema, položaja pratioca lopatice, položaja pratioca vodeće lopatice i vrednosti vode.Analogni voltmetar je također predviđen za praćenje položaja pratioca lopatica u slučaju kvara mikroračunarskog kontrolera.
3.2 Hidraulički sistem praćenja
Hidraulični servo sistem je važan dio sistema upravljanja lopaticama turbine.Izlazni signal kontrolera je hidraulički pojačan kako bi se kontroliralo kretanje pratioca lopatice, čime se podešava ugao lopatica.Usvojili smo kombinaciju elektro-hidrauličnog kontrolnog sistema glavnog tlačnog ventila za kontrolu proporcionalnog ventila i tradicionalnog mašinsko-hidrauličkog kontrolnog sistema da formiramo paralelni hidraulični kontrolni sistem elektro-hidrauličnog proporcionalnog ventila i mašinsko-hidrauličnog ventila kao što je prikazano na slici 2. Hidrauličko praćenje sistem za podizanje lopatica turbine.
Hidraulički sistem praćenja lopatica turbine
Kada su PLC kontroler, elektro-hidraulični proporcionalni ventil i senzor položaja normalni, PLC elektrohidraulični proporcionalni kontrolni metod se koristi za podešavanje sistema turbinskih lopatica, povratna vrijednost položaja i kontrolna izlazna vrijednost se prenose električnim signalima, a signale sintetiše PLC kontroler., obradu i donošenje odluka, podesiti otvaranje ventila glavnog ventila za distribuciju tlaka kroz proporcionalni ventil za kontrolu položaja pratioca lopatice i održavati kooperativni odnos između vodeće lopatice, vodene glave i lopatice.Sistem turbinskih lopatica kontrolisan elektro-hidrauličkim proporcionalnim ventilom ima visoku sinergijsku preciznost, jednostavnu strukturu sistema, jaku otpornost na zagađenje ulja i pogodan je za povezivanje sa PLC kontrolerom kako bi se formirao mikroračunarski automatski kontrolni sistem.
Zbog zadržavanja mehanizma mehaničke veze, u elektro-hidrauličnom proporcionalnom režimu upravljanja, mehanički mehanizam za povezivanje takođe radi sinhrono da prati radni status sistema.Ako PLC elektro-hidraulični proporcionalni sistem upravljanja pokvari, preklopni ventil će odmah djelovati, a mehanički mehanizam povezivanja može u osnovi pratiti radno stanje elektro-hidrauličkog proporcionalnog kontrolnog sistema.Prilikom prebacivanja, uticaj sistema je mali, a sistem lopatica može nesmetano da pređe u režim upravljanja mehaničkim asocijacijama u velikoj meri garantuje pouzdanost rada sistema.
Kada smo dizajnirali hidraulični krug, redizajnirali smo tijelo ventila hidrauličkog kontrolnog ventila, odgovarajuću veličinu tijela ventila i čahure ventila, veličinu priključka tijela ventila i glavnog tlačnog ventila, te mehaničku veličinu ventila. klipnjača između hidrauličkog ventila i glavnog ventila za distribuciju pritiska je ista kao i originalna.Samo tijelo ventila hidrauličkog ventila treba zamijeniti tokom ugradnje, a drugi dijelovi se ne moraju mijenjati.Struktura cijelog hidrauličkog upravljačkog sistema je vrlo kompaktna.Na osnovu potpunog zadržavanja mehanizma mehaničke sinergije, dodat je elektro-hidraulički proporcionalni kontrolni mehanizam kako bi se olakšalo sučelje sa PLC kontrolerom kako bi se ostvarila digitalna kontrola sinergije i poboljšala tačnost koordinacije sistema turbinskih lopatica.;A proces instalacije i otklanjanja grešaka sistema je vrlo jednostavan, što skraćuje vrijeme zastoja hidrauličke turbinske jedinice, olakšava transformaciju hidrauličkog upravljačkog sistema hidraulične turbine i ima dobru praktičnu vrijednost.Tokom samog rada na licu mesta, sistem je visoko ocenjen od strane inženjersko-tehničkog osoblja elektrane, a veruje se da se može popularizovati i primeniti u hidrauličnom servo sistemu upravljača mnogih hidroelektrana.
3.3 Struktura sistemskog softvera i način implementacije
U sistemu turbinskih lopatica kojim upravlja PLC, metoda digitalne sinergije se koristi za realizaciju sinergijskog odnosa između lopatica za navođenje, vodene glave i otvora lopatica.U poređenju sa tradicionalnom metodom mehaničke sinergije, metoda digitalne sinergije ima prednosti jednostavnog rezanja parametara, ima prednosti praktičnog otklanjanja grešaka i održavanja, i visoke preciznosti povezivanja.Softverska struktura sistema upravljanja lopaticama uglavnom se sastoji od programa funkcije podešavanja sistema, programa kontrolnog algoritma i programa dijagnoze.U nastavku razmatramo metode realizacije gornja tri dijela programa, odnosno.Program funkcije podešavanja uglavnom uključuje potprogram sinergije, potprogram pokretanja lopatice, potprogram zaustavljanja lopatice i podrutinu rasterećenja lopatice.Kada sistem radi, on prvo identifikuje i prosuđuje trenutno radno stanje, zatim pokreće softverski prekidač, izvršava odgovarajuću funkciju podešavanja potprograma i izračunava datu vrednost položaja pratioca lopatica.
(1) Podrutina asocijacije
Testiranjem modela turbinske jedinice može se dobiti serija izmjerenih tačaka na površini spoja.Tradicionalni mehanički zglobni greben je napravljen na osnovu ovih izmerenih tačaka, a digitalna metoda zgloba takođe koristi ove merene tačke za crtanje skupa krivih zglobova.Odabirom poznatih tačaka na krivulji asocijacije kao čvorova i usvajanjem metode komadno linearne interpolacije binarne funkcije, može se dobiti vrijednost funkcije nečvorova na ovoj liniji asocijacije.
(2) Potprogram za pokretanje lopatice
Svrha proučavanja zakona pokretanja je skratiti vrijeme pokretanja agregata, smanjiti opterećenje potisnog ležaja i stvoriti uslove za mrežu generatora.
(3) Potprogram za zaustavljanje lopatica
Pravila zatvaranja lopatica su sljedeća: kada kontrolor primi naredbu za isključivanje, lopatice i vodeće lopatice se zatvaraju u isto vrijeme prema kooperativnom odnosu kako bi se osigurala stabilnost jedinice: kada je otvaranje lopatice manje od otvora bez opterećenja, lopatice zaostaju Kada se vodeća lopatica polako zatvara, kooperativni odnos između lopatice i vodeće lopatice se više ne održava;kada brzina jedinice padne ispod 80% nazivne brzine, lopatica se ponovo otvara do početnog ugla Φ0, spremna za sljedeće pokretanje. Pripremite.
(4) Podrutina za odbacivanje opterećenja oštrice
Odbijanje opterećenja znači da se jedinica sa opterećenjem naglo isključuje iz elektroenergetske mreže, čime se jedinica i sistem za prevođenje vode dovode u loše radno stanje, što je direktno povezano sa sigurnošću elektrane i agregata.Kada se opterećenje raspusti, regulator je ekvivalentan zaštitnom uređaju, koji čini da se vodeće lopatice i lopatice odmah zatvaraju sve dok brzina jedinice ne padne u blizinu nazivne brzine.stabilnost.Stoga, u stvarnom rasterećenju, lopatice se općenito otvaraju pod određenim kutom.Ovaj otvor se dobija testom rasterećenja stvarne elektrane.Može osigurati da kada jedinica rasterećuje, ne samo da je povećanje brzine malo, već je i jedinica relativno stabilna..
4 Zaključak
S obzirom na trenutni tehnički status industrije regulatora hidrauličnih turbina u mojoj zemlji, ovaj rad se odnosi na nove informacije u oblasti kontrole brzine hidraulične turbine u zemlji i inostranstvu i primjenjuje tehnologiju programabilnog logičkog kontrolera (PLC) na kontrolu brzine hidraulički turbinski generatorski set.Programski kontroler (PLC) je jezgro sistema dvostruke regulacije hidraulične turbine tipa lopatice aksijalnog toka.Praktična primjena pokazuje da shema uvelike poboljšava preciznost koordinacije između vodeće lopatice i lopatice za različite uvjete glave vode, te poboljšava stopu iskorištenja vodene energije.
Vrijeme objave: Feb-11-2022
