१ परिचय
टर्बाइन गव्हर्नर हे जलविद्युत युनिट्ससाठी दोन प्रमुख नियामक उपकरणांपैकी एक आहे. ते केवळ वेग नियमनाची भूमिका बजावत नाही तर विविध कामकाजाच्या परिस्थिती रूपांतरण आणि वारंवारता, शक्ती, फेज अँगल आणि जलविद्युत जनरेटिंग युनिट्सचे इतर नियंत्रण देखील करते आणि वॉटर व्हीलचे संरक्षण करते. जनरेटर सेटचे कार्य. टर्बाइन गव्हर्नर विकासाच्या तीन टप्प्यांतून गेले आहेत: मेकॅनिकल हायड्रॉलिक गव्हर्नर, इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक गव्हर्नर आणि मायक्रोकॉम्प्युटर डिजिटल हायड्रॉलिक गव्हर्नर. अलिकडच्या वर्षांत, टर्बाइन स्पीड कंट्रोल सिस्टममध्ये प्रोग्रामेबल कंट्रोलर्स सादर केले गेले आहेत, ज्यात मजबूत हस्तक्षेप विरोधी क्षमता आणि उच्च विश्वसनीयता आहे; साधे आणि सोयीस्कर प्रोग्रामिंग आणि ऑपरेशन; मॉड्यूलर रचना, चांगली बहुमुखी प्रतिभा, लवचिकता आणि सोयीस्कर देखभाल; त्यात मजबूत नियंत्रण कार्य आणि ड्रायव्हिंग क्षमतेचे फायदे आहेत; ते व्यावहारिकदृष्ट्या सत्यापित केले गेले आहे.
या पेपरमध्ये, पीएलसी हायड्रॉलिक टर्बाइन ड्युअल अॅडजस्टमेंट सिस्टमवरील संशोधन प्रस्तावित आहे आणि प्रोग्रामेबल कंट्रोलरचा वापर मार्गदर्शक वेन आणि पॅडलचे दुहेरी समायोजन साध्य करण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे वेगवेगळ्या वॉटर हेडसाठी मार्गदर्शक वेन आणि व्हेनची समन्वय अचूकता सुधारते. सराव दर्शवितो की दुहेरी नियंत्रण प्रणाली पाण्याच्या उर्जेचा वापर दर सुधारते.
२. टर्बाइन नियमन प्रणाली
२.१ टर्बाइन नियमन प्रणाली
टर्बाइन स्पीड कंट्रोल सिस्टीमचे मूलभूत काम म्हणजे पॉवर सिस्टीमचा भार बदलतो आणि युनिटचा रोटेशनल स्पीड विचलित होतो तेव्हा गव्हर्नरद्वारे टर्बाइनच्या मार्गदर्शक व्हेनचे ओपनिंग त्यानुसार बदलणे, जेणेकरून टर्बाइनचा रोटेशनल स्पीड निर्दिष्ट मर्यादेत ठेवला जाईल, जेणेकरून जनरेटर युनिट कार्यरत राहील. आउटपुट पॉवर आणि फ्रिक्वेन्सी वापरकर्त्याच्या गरजा पूर्ण करतात. टर्बाइन रेग्युलेशनची मूलभूत कामे स्पीड रेग्युलेशन, अॅक्टिव्ह पॉवर रेग्युलेशन आणि वॉटर लेव्हल रेग्युलेशनमध्ये विभागली जाऊ शकतात.
२.२ टर्बाइन नियमनाचे तत्व
हायड्रो-जनरेटर युनिट म्हणजे हायड्रो-टर्बाइन आणि जनरेटरला जोडून तयार होणारे युनिट. हायड्रो-जनरेटर सेटचा फिरणारा भाग हा एक कडक भाग आहे जो एका निश्चित अक्षाभोवती फिरतो आणि त्याचे समीकरण खालील समीकरणाद्वारे वर्णन केले जाऊ शकते:
सूत्रात
——युनिटच्या फिरणाऱ्या भागाचा जडत्वाचा क्षण (Kg m2)
——परिभ्रमण कोनीय वेग (rad/s)
——टर्बाइन टॉर्क (N/m), जनरेटरच्या यांत्रिक आणि विद्युत नुकसानासह.
——जनरेटर रेझिस्टन्स टॉर्क, जो रोटरवरील जनरेटर स्टेटरच्या अॅक्टिंग टॉर्कचा संदर्भ देतो, त्याची दिशा रोटेशन दिशेच्या विरुद्ध असते आणि जनरेटरच्या सक्रिय पॉवर आउटपुटचे, म्हणजेच लोडच्या आकाराचे प्रतिनिधित्व करते.
जेव्हा भार बदलतो तेव्हा मार्गदर्शक वेनचे उघडणे अपरिवर्तित राहते आणि युनिटची गती एका विशिष्ट मूल्यावर स्थिर ठेवता येते. कारण गती रेट केलेल्या मूल्यापासून विचलित होईल, गती राखण्यासाठी स्व-संतुलन समायोजन क्षमतेवर अवलंबून राहणे पुरेसे नाही. भार बदलल्यानंतर युनिटची गती मूळ रेट केलेल्या मूल्यावर ठेवण्यासाठी, आकृती 1 वरून असे दिसून येते की त्यानुसार मार्गदर्शक वेन उघडणे बदलणे आवश्यक आहे. जेव्हा भार कमी होतो, तेव्हा प्रतिकार टॉर्क 1 वरून 2 पर्यंत बदलतो, तेव्हा मार्गदर्शक वेनचे उघडणे 1 पर्यंत कमी केले जाईल आणि युनिटची गती राखली जाईल. म्हणून, भार बदलल्याने, पाणी मार्गदर्शक यंत्रणेचे उघडणे अनुरूप बदलले जाते, जेणेकरून हायड्रो-जनरेटर युनिटची गती पूर्वनिर्धारित मूल्यावर राखली जाते किंवा पूर्वनिर्धारित कायद्यानुसार बदलते. ही प्रक्रिया म्हणजे हायड्रो-जनरेटर युनिटचे गती समायोजन. , किंवा टर्बाइन नियमन.
३. पीएलसी हायड्रॉलिक टर्बाइन ड्युअल अॅडजस्टमेंट सिस्टम
टर्बाइन गव्हर्नर म्हणजे वॉटर गाईड व्हॅनच्या उघडण्यावर नियंत्रण ठेवणे जेणेकरून टर्बाइनच्या रनरमध्ये प्रवाह समायोजित होईल, ज्यामुळे टर्बाइनचा डायनॅमिक टॉर्क बदलेल आणि टर्बाइन युनिटची वारंवारता नियंत्रित होईल. तथापि, अक्षीय-प्रवाह रोटरी पॅडल टर्बाइनच्या ऑपरेशन दरम्यान, गव्हर्नरने केवळ गाईड व्हॅनचे उघडणे समायोजित करावे असे नाही तर गाईड व्हेन फॉलोअरच्या स्ट्रोक आणि वॉटर हेड व्हॅल्यूनुसार रनर ब्लेडचा कोन देखील समायोजित करावा, जेणेकरून गाईड व्हेन आणि व्हेन जोडलेले असतील. त्यांच्यामध्ये एक सहकारी संबंध राखा, म्हणजेच समन्वय संबंध, जो टर्बाइनची कार्यक्षमता सुधारू शकतो, युनिटचे ब्लेड पोकळ्या निर्माण करणे आणि कंपन कमी करू शकतो आणि टर्बाइनच्या ऑपरेशनची स्थिरता वाढवू शकतो.
पीएलसी कंट्रोल टर्बाइन वेन सिस्टीमचे हार्डवेअर प्रामुख्याने दोन भागांनी बनलेले असते, म्हणजे पीएलसी कंट्रोलर आणि हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टीम. प्रथम, पीएलसी कंट्रोलरच्या हार्डवेअर स्ट्रक्चरबद्दल चर्चा करूया.
३.१ पीएलसी नियंत्रक
पीएलसी कंट्रोलरमध्ये प्रामुख्याने इनपुट युनिट, पीएलसी बेसिक युनिट आणि आउटपुट युनिट असते. इनपुट युनिटमध्ये ए/डी मॉड्यूल आणि डिजिटल इनपुट मॉड्यूल असते आणि आउटपुट युनिटमध्ये डी/ए मॉड्यूल आणि डिजिटल इनपुट मॉड्यूल असते. सिस्टम पीआयडी पॅरामीटर्स, व्हेन फॉलोअर पोझिशन, गाईड व्हेन फॉलोअर पोझिशन आणि वॉटर हेड व्हॅल्यूचे रिअल-टाइम निरीक्षण करण्यासाठी पीएलसी कंट्रोलरमध्ये एलईडी डिजिटल डिस्प्ले असतो. मायक्रोकॉम्प्युटर कंट्रोलर बिघाड झाल्यास व्हेन फॉलोअर पोझिशनचे निरीक्षण करण्यासाठी अॅनालॉग व्होल्टमीटर देखील प्रदान केला जातो.
३.२ हायड्रॉलिक फॉलो-अप सिस्टम
हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टम ही टर्बाइन व्हेन कंट्रोल सिस्टमचा एक महत्त्वाचा भाग आहे. व्हेन फॉलोअरच्या हालचाली नियंत्रित करण्यासाठी कंट्रोलरचा आउटपुट सिग्नल हायड्रॉलिकली वाढवला जातो, ज्यामुळे रनर ब्लेडचा कोन समायोजित केला जातो. आम्ही आकृती २ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्ह आणि मशीन-हायड्रॉलिक व्हॉल्व्हची समांतर हायड्रॉलिक नियंत्रण प्रणाली तयार करण्यासाठी प्रमाणित व्हॉल्व्ह नियंत्रण मुख्य दाब व्हॉल्व्ह प्रकार इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक नियंत्रण प्रणाली आणि पारंपारिक मशीन-हायड्रॉलिक नियंत्रण प्रणालीचे संयोजन स्वीकारले. टर्बाइन ब्लेडसाठी हायड्रॉलिक फॉलो-अप सिस्टम.
टर्बाइन ब्लेडसाठी हायड्रॉलिक फॉलो-अप सिस्टम
जेव्हा पीएलसी कंट्रोलर, इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्ह आणि पोझिशन सेन्सर सर्व सामान्य असतात, तेव्हा टर्बाइन वेन सिस्टम समायोजित करण्यासाठी पीएलसी इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक प्रोपोर्शनल कंट्रोल पद्धत वापरली जाते, पोझिशन फीडबॅक व्हॅल्यू आणि कंट्रोल आउटपुट व्हॅल्यू इलेक्ट्रिकल सिग्नलद्वारे प्रसारित केले जातात आणि सिग्नल पीएलसी कंट्रोलरद्वारे संश्लेषित केले जातात. , प्रक्रिया आणि निर्णय घेणे, व्हेन फॉलोअरची स्थिती नियंत्रित करण्यासाठी प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्हद्वारे मुख्य प्रेशर डिस्ट्रिब्यूशन व्हॉल्व्हचे व्हॉल्व्ह ओपनिंग समायोजित करा आणि मार्गदर्शक व्हेन, वॉटर हेड आणि व्हेन यांच्यातील सहकारी संबंध राखा. इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्हद्वारे नियंत्रित टर्बाइन वेन सिस्टममध्ये उच्च समन्वय अचूकता, साधी सिस्टम रचना, मजबूत तेल प्रदूषण प्रतिरोधकता आहे आणि मायक्रोकॉम्प्युटर स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली तयार करण्यासाठी पीएलसी कंट्रोलरशी संवाद साधण्यास सोयीस्कर आहे.
यांत्रिक लिंकेज यंत्रणा टिकवून ठेवल्यामुळे, इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक प्रोपोर्शनल कंट्रोल मोडमध्ये, यांत्रिक लिंकेज यंत्रणा सिस्टमच्या ऑपरेटिंग स्थितीचा मागोवा घेण्यासाठी समकालिकपणे कार्य करते. जर पीएलसी इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक प्रोपोर्शनल कंट्रोल सिस्टम अयशस्वी झाली, तर स्विचिंग व्हॉल्व्ह ताबडतोब कार्य करेल आणि मेकॅनिकल लिंकेज यंत्रणा मुळात इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक प्रोपोर्शनल कंट्रोल सिस्टमच्या चालू स्थितीचा मागोवा घेऊ शकते. स्विच करताना, सिस्टमचा प्रभाव कमी असतो आणि वेन सिस्टम सहजतेने संक्रमण करू शकते. मेकॅनिकल असोसिएशन कंट्रोल मोड सिस्टम ऑपरेशनची विश्वासार्हता मोठ्या प्रमाणात हमी देतो.
जेव्हा आम्ही हायड्रॉलिक सर्किट डिझाइन केले, तेव्हा आम्ही हायड्रॉलिक कंट्रोल व्हॉल्व्हच्या व्हॉल्व्ह बॉडीची पुनर्रचना केली, व्हॉल्व्ह बॉडी आणि व्हॉल्व्ह स्लीव्हचा जुळणारा आकार, व्हॉल्व्ह बॉडी आणि मुख्य दाब व्हॉल्व्हचा कनेक्शन आकार आणि यांत्रिक हायड्रॉलिक व्हॉल्व्ह आणि मुख्य दाब वितरण व्हॉल्व्हमधील कनेक्टिंग रॉडचा आकार मूळ आकारासारखाच आहे. स्थापनेदरम्यान फक्त हायड्रॉलिक व्हॉल्व्हचा व्हॉल्व्ह बॉडी बदलणे आवश्यक आहे आणि इतर कोणतेही भाग बदलण्याची आवश्यकता नाही. संपूर्ण हायड्रॉलिक नियंत्रण प्रणालीची रचना खूप कॉम्पॅक्ट आहे. यांत्रिक सिनर्जी यंत्रणा पूर्णपणे टिकवून ठेवण्याच्या आधारावर, डिजिटल सिनर्जी नियंत्रण साध्य करण्यासाठी आणि टर्बाइन वेन सिस्टमची समन्वय अचूकता सुधारण्यासाठी पीएलसी कंट्रोलरसह इंटरफेस सुलभ करण्यासाठी इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक प्रमाणित नियंत्रण यंत्रणा जोडली जाते. ; आणि सिस्टमची स्थापना आणि डीबगिंग प्रक्रिया खूप सोपी आहे, जी हायड्रॉलिक टर्बाइन युनिटचा डाउनटाइम कमी करते, हायड्रॉलिक टर्बाइनच्या हायड्रॉलिक नियंत्रण प्रणालीचे रूपांतर सुलभ करते आणि चांगले व्यावहारिक मूल्य आहे. प्रत्यक्ष ऑपरेशन दरम्यान, पॉवर स्टेशनच्या अभियांत्रिकी आणि तांत्रिक कर्मचाऱ्यांकडून या प्रणालीचे खूप कौतुक केले जाते आणि असे मानले जाते की ते अनेक जलविद्युत केंद्रांच्या गव्हर्नरच्या हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टममध्ये लोकप्रिय आणि लागू केले जाऊ शकते.
३.३ सिस्टम सॉफ्टवेअर रचना आणि अंमलबजावणी पद्धत
पीएलसी-नियंत्रित टर्बाइन व्हेन सिस्टीममध्ये, मार्गदर्शक व्हेन, वॉटर हेड आणि व्हेन ओपनिंगमधील सिनर्जी संबंध साकार करण्यासाठी डिजिटल सिनर्जी पद्धत वापरली जाते. पारंपारिक यांत्रिक सिनर्जी पद्धतीच्या तुलनेत, डिजिटल सिनर्जी पद्धतीमध्ये सोपे पॅरामीटर ट्रिमिंगचे फायदे आहेत, त्यात सोयीस्कर डीबगिंग आणि देखभाल आणि उच्च अचूकता यांचे फायदे आहेत. व्हेन कंट्रोल सिस्टमची सॉफ्टवेअर रचना प्रामुख्याने सिस्टम समायोजन फंक्शन प्रोग्राम, कंट्रोल अल्गोरिथम प्रोग्राम आणि डायग्नोसिस प्रोग्रामने बनलेली आहे. खाली आपण प्रोग्रामच्या वरील तीन भागांच्या अनुक्रमे प्राप्ती पद्धतींबद्दल चर्चा करू. समायोजन फंक्शन प्रोग्राममध्ये प्रामुख्याने सिनर्जीचा सबरूटीन, व्हेन सुरू करण्याचा सबरूटीन, व्हेन थांबवण्याचा सबरूटीन आणि व्हेनच्या लोडशेडिंगचा सबरूटीन समाविष्ट आहे. जेव्हा सिस्टम काम करत असते, तेव्हा ते प्रथम वर्तमान ऑपरेटिंग स्थिती ओळखते आणि त्याचे मूल्यांकन करते, नंतर सॉफ्टवेअर स्विच सुरू करते, संबंधित समायोजन फंक्शन सबरूटीन कार्यान्वित करते आणि व्हेन फॉलोअरच्या स्थानानुसार दिलेल्या मूल्याची गणना करते.
(१) असोसिएशन सबरूटीन
टर्बाइन युनिटच्या मॉडेल चाचणीद्वारे, संयुक्त पृष्ठभागावर मोजलेल्या बिंदूंचा एक तुकडा मिळवता येतो. पारंपारिक यांत्रिक संयुक्त कॅम या मोजलेल्या बिंदूंवर आधारित बनवला जातो आणि डिजिटल संयुक्त पद्धत देखील संयुक्त वक्रांचा संच काढण्यासाठी या मोजलेल्या बिंदूंचा वापर करते. असोसिएशन वक्रवरील ज्ञात बिंदू नोड्स म्हणून निवडून आणि बायनरी फंक्शनच्या तुकड्यांच्या रेषीय प्रक्षेपणाची पद्धत स्वीकारून, असोसिएशनच्या या रेषेवरील नॉन-नोड्सचे फंक्शन मूल्य मिळवता येते.
(२) व्हेन स्टार्ट-अप सबरूटीन
स्टार्ट-अप कायद्याचा अभ्यास करण्याचा उद्देश युनिटचा स्टार्ट-अप वेळ कमी करणे, थ्रस्ट बेअरिंगचा भार कमी करणे आणि जनरेटर युनिटसाठी ग्रिड-कनेक्टेड परिस्थिती निर्माण करणे आहे.
(३) व्हेन स्टॉप सबरूटीन
व्हॅन बंद करण्याचे नियम खालीलप्रमाणे आहेत: जेव्हा कंट्रोलरला शटडाउन कमांड मिळते, तेव्हा युनिटची स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी व्हॅन आणि गाईड व्हॅन एकाच वेळी सहकारी संबंधांनुसार बंद केल्या जातात: जेव्हा गाईड व्हेन ओपनिंग नो-लोड ओपनिंगपेक्षा कमी असते, तेव्हा व्हेन मागे पडतात जेव्हा गाईड व्हेन हळूहळू बंद होते, तेव्हा व्हेन आणि गाईड व्हेनमधील सहकारी संबंध यापुढे राखला जात नाही; जेव्हा युनिटचा वेग रेट केलेल्या गतीच्या 80% पेक्षा कमी होतो, तेव्हा व्हेन सुरुवातीच्या कोनात Φ0 वर पुन्हा उघडला जातो, पुढील स्टार्ट-अपसाठी तयार होतो.
(४) ब्लेड लोड रिजेक्शन सबरूटीन
लोड रिजेक्शन म्हणजे लोड असलेले युनिट अचानक पॉवर ग्रिडपासून डिस्कनेक्ट होते, ज्यामुळे युनिट आणि वॉटर डायव्हर्शन सिस्टम खराब ऑपरेटिंग स्थितीत होते, जे थेट पॉवर प्लांट आणि युनिटच्या सुरक्षिततेशी संबंधित आहे. जेव्हा लोड शेड केले जाते, तेव्हा गव्हर्नर हे संरक्षण उपकरणाच्या समतुल्य असते, जे युनिटची गती रेट केलेल्या गतीच्या जवळपास येईपर्यंत मार्गदर्शक व्हॅन आणि व्हॅन ताबडतोब बंद करते. स्थिरता. म्हणून, प्रत्यक्ष लोड शेडिंगमध्ये, व्हॅन सामान्यतः एका विशिष्ट कोनात उघडल्या जातात. हे ओपनिंग प्रत्यक्ष पॉवर स्टेशनच्या लोड शेडिंग चाचणीद्वारे प्राप्त केले जाते. हे सुनिश्चित करू शकते की जेव्हा युनिट लोड शेड करत असेल तेव्हा केवळ वेग वाढ कमीच नाही तर युनिट तुलनेने स्थिर देखील आहे. .
४ निष्कर्ष
माझ्या देशाच्या हायड्रॉलिक टर्बाइन गव्हर्नर उद्योगाची सध्याची तांत्रिक स्थिती लक्षात घेता, हा पेपर देशांतर्गत आणि परदेशात हायड्रॉलिक टर्बाइन स्पीड कंट्रोलच्या क्षेत्रातील नवीन माहितीचा संदर्भ देतो आणि हायड्रॉलिक टर्बाइन जनरेटर सेटच्या स्पीड कंट्रोलसाठी प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (PLC) तंत्रज्ञान लागू करतो. प्रोग्राम कंट्रोलर (PLC) हा अक्षीय-प्रवाह पॅडल-प्रकार हायड्रॉलिक टर्बाइन ड्युअल-रेग्युलेशन सिस्टमचा गाभा आहे. व्यावहारिक अनुप्रयोग दर्शवितो की ही योजना वेगवेगळ्या वॉटर हेड परिस्थितींसाठी मार्गदर्शक वेन आणि वेनमधील समन्वय अचूकतेमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा करते आणि पाण्याच्या उर्जेचा वापर दर सुधारते.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-११-२०२२
