1 Pambuka
Gubernur turbin minangka salah siji saka rong peralatan pangaturan utama kanggo unit hidroelektrik. Ora mung nduweni peran minangka pangaturan kecepatan, nanging uga nindakake macem-macem konversi kondisi kerja lan frekuensi, daya, sudut fase lan kontrol liyane saka unit pembangkit listrik tenaga air lan nglindhungi kincir banyu. Tugas generator. Gubernur turbin wis ngliwati telung tahap pangembangan: gubernur hidrolik mekanik, gubernur elektro-hidrolik lan gubernur hidrolik digital mikrokomputer. Ing taun-taun pungkasan, pengontrol sing bisa diprogram wis dikenalake ing sistem kontrol kecepatan turbin, sing nduweni kemampuan anti-gangguan sing kuwat lan linuwih sing dhuwur; pemrograman lan operasi sing prasaja lan trep; struktur modular, fleksibilitas sing apik, fleksibilitas, lan perawatan sing trep; nduweni kaluwihan fungsi kontrol sing kuwat lan kemampuan nyopir; wis diverifikasi kanthi praktis.
Ing makalah iki, riset babagan sistem penyesuaian ganda turbin hidrolik PLC diusulake, lan kontroler sing bisa diprogram digunakake kanggo nggayuh penyesuaian ganda saka baling-baling pandhuan lan dayung, sing ningkatake akurasi koordinasi baling-baling pandhuan lan baling-baling kanggo macem-macem sirah banyu. Praktek nuduhake yen sistem kontrol ganda ningkatake tingkat pemanfaatan energi banyu.
2. Sistem pengaturan turbin
2.1 Sistem pengaturan turbin
Tugas dhasar sistem kontrol kecepatan turbin yaiku ngganti bukaan baling-baling pandhuan turbin liwat gubernur nalika beban sistem daya owah lan kecepatan rotasi unit nyimpang, supaya kecepatan rotasi turbin tetep ana ing kisaran sing ditemtokake, supaya unit generator bisa beroperasi. Daya output lan frekuensi nyukupi kabutuhan pangguna. Tugas dhasar pengaturan turbin bisa dipérang dadi pengaturan kecepatan, pengaturan daya aktif, lan pengaturan tingkat banyu.
2.2 Prinsip pangaturan turbin
Unit generator hidro yaiku unit sing dibentuk kanthi nyambungake turbin hidro lan generator. Bagean sing muter saka set generator hidro yaiku awak kaku sing muter ngubengi sumbu tetep, lan persamaane bisa diterangake kanthi persamaan ing ngisor iki:
Ing rumus kasebut
——Momen inersia saka bagean sing muter saka unit kasebut (Kg m2)
——Kecepatan sudut rotasi (rad/s)
——Torsi turbin (N/m), kalebu rugi mekanik lan listrik generator.
——Torsi resistensi generator, sing nuduhake torsi kerja stator generator ing rotor, arahe ngelawan arah rotasi, lan makili output daya aktif generator, yaiku, ukuran beban.
Nalika beban owah, bukaan baling-baling pandhuan tetep ora owah, lan kecepatan unit isih bisa distabilake ing nilai tartamtu. Amarga kecepatan bakal nyimpang saka nilai sing dirating, ora cukup mung gumantung marang kemampuan penyesuaian keseimbangan dhewe kanggo njaga kecepatan. Kanggo njaga kecepatan unit ing nilai sing dirating asli sawise beban owah, bisa dideleng saka Gambar 1 yen perlu ngganti bukaan baling-baling pandhuan. Nalika beban mudhun, nalika torsi resistensi owah saka 1 dadi 2, bukaan baling-baling pandhuan bakal suda dadi 1, lan kecepatan unit bakal tetep. Mulane, kanthi owah-owahan beban, bukaan mekanisme panduan banyu uga owah, saengga kecepatan unit generator hidro dijaga ing nilai sing wis ditemtokake, utawa owah miturut hukum sing wis ditemtokake. Proses iki minangka penyesuaian kecepatan unit generator hidro, utawa regulasi turbin.
3. Sistem pangaturan ganda turbin hidrolik PLC
Gubernur turbin kudu ngontrol bukaan baling-baling pandhuan banyu kanggo nyetel aliran menyang runner turbin, saengga ngganti torsi dinamis turbin lan ngontrol frekuensi unit turbin. Nanging, sajrone operasi turbin dayung putar aliran aksial, gubernur ora mung kudu nyetel bukaan baling-baling pandhuan, nanging uga nyetel sudut bilah runner miturut stroke lan nilai head banyu saka pengikut baling-baling pandhuan, supaya baling-baling pandhuan lan baling-baling nyambung. Njaga hubungan kerjasama antarane, yaiku hubungan koordinasi, sing bisa ningkatake efisiensi turbin, nyuda kavitasi bilah lan getaran unit, lan ningkatake stabilitas operasi turbin.
Perangkat keras sistem baling-baling turbin kontrol PLC utamane kasusun saka rong bagean, yaiku pengontrol PLC lan sistem servo hidrolik. Kapisan, ayo dirembug struktur perangkat keras pengontrol PLC.
3.1 Kontroler PLC
Kontroler PLC utamane kasusun saka unit input, unit dhasar PLC, lan unit output. Unit input kasusun saka modul A/D lan modul input digital, lan unit output kasusun saka modul D/A lan modul input digital. Kontroler PLC dilengkapi tampilan digital LED kanggo pengamatan wektu nyata parameter PID sistem, posisi pengikut baling-baling, posisi pengikut baling-baling pandhuan, lan nilai head banyu. Voltmeter analog uga kasedhiya kanggo ngawasi posisi pengikut baling-baling yen ana kegagalan kontroler mikrokomputer.
3.2 Sistem tindak lanjut hidrolik
Sistem servo hidrolik minangka bagean penting saka sistem kontrol baling-baling turbin. Sinyal output saka controller dikuatake kanthi hidrolik kanggo ngontrol gerakan pengikut baling-baling, saengga nyetel sudut bilah runner. Kita nggunakake kombinasi sistem kontrol elektro-hidrolik jinis katup tekanan utama kontrol katup proporsional lan sistem kontrol mesin-hidrolik tradisional kanggo mbentuk sistem kontrol hidrolik paralel saka katup proporsional elektro-hidrolik lan katup mesin-hidrolik kaya sing dituduhake ing Gambar 2. Sistem tindak lanjut hidrolik kanggo bilah turbin.
Sistem tindak lanjut hidrolik kanggo bilah turbin
Nalika kontroler PLC, katup proporsional elektro-hidrolik, lan sensor posisi kabeh normal, metode kontrol proporsional elektro-hidrolik PLC digunakake kanggo nyetel sistem baling-baling turbin, nilai umpan balik posisi lan nilai output kontrol ditularake dening sinyal listrik, lan sinyal kasebut disintesis dening kontroler PLC. , pangolahan lan pengambilan keputusan, nyetel bukaan katup distribusi tekanan utama liwat katup proporsional kanggo ngontrol posisi pengikut baling-baling, lan njaga hubungan kerjasama antarane baling-baling pandhuan, sirah banyu, lan baling-baling. Sistem baling-baling turbin sing dikontrol dening katup proporsional elektro-hidrolik duwe presisi sinergi sing dhuwur, struktur sistem sing prasaja, tahan polusi lenga sing kuwat, lan trep kanggo antarmuka karo kontroler PLC kanggo mbentuk sistem kontrol otomatis mikrokomputer.
Amarga mekanisme sambungan mekanik tetep ana, ing mode kontrol proporsional elektro-hidrolik, mekanisme sambungan mekanik uga bisa digunakake kanthi sinkron kanggo nglacak status operasi sistem. Yen sistem kontrol proporsional elektro-hidrolik PLC gagal, katup switching bakal langsung tumindak, lan mekanisme sambungan mekanik bisa nglacak kahanan operasi sistem kontrol proporsional elektro-hidrolik. Nalika ngalih, dampak sistem cilik, lan sistem baling-baling bisa kanthi lancar pindhah menyang mode kontrol asosiasi mekanik sing njamin keandalan operasi sistem.
Nalika ngrancang sirkuit hidrolik, kita ngrancang ulang awak katup kontrol hidrolik, ukuran sing cocog karo awak katup lan selongsong katup, ukuran sambungan awak katup lan katup tekanan utama, lan ukuran mekanik batang penghubung antarane katup hidrolik lan katup distribusi tekanan utama padha karo sing asli. Mung awak katup katup hidrolik sing kudu diganti nalika instalasi, lan ora ana bagean liyane sing kudu diganti. Struktur kabeh sistem kontrol hidrolik kompak banget. Adhedhasar mekanisme sinergi mekanik sing tetep, mekanisme kontrol proporsional elektro-hidrolik ditambahake kanggo nggampangake antarmuka karo pengontrol PLC kanggo nggayuh kontrol sinergi digital lan nambah akurasi koordinasi sistem baling-baling turbin. ; Lan proses instalasi lan debugging sistem gampang banget, sing nyepetake downtime unit turbin hidrolik, nggampangake transformasi sistem kontrol hidrolik turbin hidrolik, lan nduweni nilai praktis sing apik. Sajrone operasi nyata ing lokasi, sistem kasebut dinilai kanthi teliti dening personel teknik lan teknis pembangkit listrik, lan dipercaya bisa dipopulerkan lan diterapake ing sistem servo hidrolik gubernur akeh pembangkit listrik tenaga air.
3.3 Struktur lan metode implementasi piranti lunak sistem
Ing sistem baling-baling turbin sing dikontrol PLC, metode sinergi digital digunakake kanggo nggayuh hubungan sinergi antarane baling-baling pandhuan, sirah banyu, lan pambukaan baling-baling. Dibandhingake karo metode sinergi mekanik tradisional, metode sinergi digital nduweni kaluwihan yaiku gampang ngethok parameter, nduweni kaluwihan debugging lan pangopènan sing trep, lan presisi asosiasi sing dhuwur. Struktur piranti lunak sistem kontrol baling-baling utamane kasusun saka program fungsi pangaturan sistem, program algoritma kontrol, lan program diagnosis. Ing ngisor iki kita bakal ngrembug metode realisasi saka telung bagean program ing ndhuwur. Program fungsi pangaturan utamane kalebu subrutin sinergi, subrutin miwiti baling-baling, subrutin mungkasi baling-baling, lan subrutin ngeculake beban baling-baling. Nalika sistem lagi mlaku, sistem kasebut pisanan ngenali lan ngadili kondisi operasi saiki, banjur miwiti saklar piranti lunak, nglakokake subrutin fungsi pangaturan sing cocog, lan ngetung posisi sing diwenehake saka nilai pengikut baling-baling.
(1) Subrutin asosiasi
Liwat uji model unit turbin, sakumpulan titik sing diukur ing permukaan sambungan bisa dipikolehi. Cam sambungan mekanik tradisional digawe adhedhasar titik sing diukur iki, lan metode sambungan digital uga nggunakake titik sing diukur iki kanggo nggambar sakumpulan kurva sambungan. Milih titik sing dikenal ing kurva asosiasi minangka simpul, lan nggunakake metode interpolasi linier sepotong-sepotong saka fungsi biner, nilai fungsi non-simpul ing garis asosiasi iki bisa dipikolehi.
(2) Subrutin wiwitan vane
Tujuane sinau babagan hukum wiwitan yaiku kanggo nyepetake wektu wiwitan unit, nyuda beban bantalan dorong, lan nggawe kahanan sing nyambung karo jaringan kanggo unit generator.
(3) Subrutin mandheg vane
Aturan nutup baling-baling kaya ing ngisor iki: nalika controller nampa printah mati, baling-baling lan baling-baling pandhuan ditutup bebarengan miturut hubungan kerjasama kanggo njamin stabilitas unit: nalika bukaan baling-baling pandhuan kurang saka bukaan tanpa beban, baling-baling ketinggalan. Nalika baling-baling pandhuan ditutup alon-alon, hubungan kerjasama antarane baling-baling lan baling-baling pandhuan ora dijaga maneh; nalika kecepatan unit mudhun ing ngisor 80% saka kecepatan sing dirating, baling-baling dibukak maneh menyang sudut wiwitan Φ0, siap kanggo wiwitan sabanjure. Siapke.
(4) Subrutin penolakan beban bilah
Penolakan beban tegese unit kanthi beban dadakan pedhot saka jaringan listrik, nggawe unit lan sistem pengalihan banyu ana ing kahanan operasi sing ala, sing ana hubungane langsung karo keamanan pembangkit listrik lan unit kasebut. Nalika beban dicopot, gubernur padha karo piranti perlindungan, sing nggawe baling-baling pandhuan lan baling-baling nutup langsung nganti kecepatan unit mudhun menyang cedhak kecepatan sing dirating. stabilitas. Mulane, ing pelepasan beban sing nyata, baling-baling umume dibukak menyang sudut tartamtu. Bukaan iki dipikolehi liwat tes pelepasan beban saka pembangkit listrik sing nyata. Bisa njamin yen nalika unit ngeculake beban, ora mung kenaikan kecepatan sing cilik, nanging uga unit kasebut relatif stabil. .
4 Dudutan
Ngelingi status teknis industri gubernur turbin hidrolik negaraku saiki, makalah iki ngrujuk informasi anyar ing babagan kontrol kecepatan turbin hidrolik ing njero lan njaba negeri, lan ngetrapake teknologi pengontrol logika terprogram (PLC) kanggo kontrol kecepatan set generator turbin hidrolik. Pengontrol program (PLC) minangka inti saka sistem pengaturan ganda turbin hidrolik tipe dayung aliran aksial. Aplikasi praktis nuduhake yen skema kasebut ningkatake presisi koordinasi antarane baling-baling pandhuan lan baling-baling kanggo macem-macem kondisi sirah banyu, lan ningkatake tingkat pemanfaatan energi banyu.
Wektu kiriman: 11 Februari 2022
