1 Introduzzjoni
Ir-regolatur tat-turbini huwa wieħed miż-żewġ tagħmir regolatorju ewlieni għall-unitajiet idroelettriċi. Dan mhux biss għandu rwol fir-regolazzjoni tal-veloċità, iżda jwettaq ukoll diversi konverżjonijiet tal-kundizzjonijiet tax-xogħol u kontroll tal-frekwenza, il-qawwa, l-angolu tal-fażi u kontroll ieħor tal-unitajiet tal-ġenerazzjoni idroelettrika u jipproteġi r-rota tal-ilma. Il-kompitu tas-sett tal-ġeneratur. Ir-regolaturi tat-turbini għaddew minn tliet stadji ta' żvilupp: gvernaturi idrawliċi mekkaniċi, gvernaturi elettro-idrawliċi u gvernaturi idrawliċi diġitali tal-mikrokompjuter. Fi snin reċenti, ġew introdotti kontrolluri programmabbli fis-sistemi ta' kontroll tal-veloċità tat-turbini, li għandhom kapaċità qawwija kontra l-interferenza u affidabbiltà għolja; programmazzjoni u tħaddim sempliċi u konvenjenti; struttura modulari, versatilità tajba, flessibilità, u manutenzjoni konvenjenti; Għandu l-vantaġġi ta' funzjoni ta' kontroll qawwija u kapaċità ta' sewqan; ġie vverifikat fil-prattika.
F'dan id-dokument, qed tiġi proposta r-riċerka dwar is-sistema ta' aġġustament doppju tat-turbina idrawlika PLC, u l-kontrollur programmabbli jintuża biex jirrealizza l-aġġustament doppju tal-paletta gwida u l-pala, li jtejjeb il-preċiżjoni tal-koordinazzjoni tal-paletta gwida u l-paletta għal rjus tal-ilma differenti. Il-prattika turi li s-sistema ta' kontroll doppju ttejjeb ir-rata ta' utilizzazzjoni tal-enerġija tal-ilma.
2. Sistema ta' regolazzjoni tat-turbini
2.1 Sistema ta' regolazzjoni tat-turbini
Il-kompitu bażiku tas-sistema ta' kontroll tal-veloċità tat-turbina huwa li tbiddel il-ftuħ tal-paletti gwida tat-turbina skont dan permezz tar-regolatur meta t-tagħbija tas-sistema tal-enerġija tinbidel u l-veloċità rotazzjonali tal-unità tiddevja, sabiex il-veloċità rotazzjonali tat-turbina tinżamm fil-medda speċifikata, sabiex l-unità tal-ġeneratur topera. Il-qawwa tal-ħruġ u l-frekwenza jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-utent. Il-kompiti bażiċi tar-regolazzjoni tat-turbina jistgħu jinqasmu f'regolazzjoni tal-veloċità, regolazzjoni tal-qawwa attiva u regolazzjoni tal-livell tal-ilma.
2.2 Il-prinċipju tar-regolazzjoni tat-turbini
Unità ta' idroġeneratur hija unità ffurmata billi tikkonnettja idroturbina u ġeneratur. Il-parti li ddur tas-sett ta' idroġeneratur hija korp riġidu li jdur madwar assi fiss, u l-ekwazzjoni tiegħu tista' tiġi deskritta bl-ekwazzjoni li ġejja:
Fil-formula
——Il-mument tal-inerzja tal-parti li ddur tal-unità (Kg m2)
——Veloċità angolari tar-rotazzjoni (rad/s)
——It-torque tat-turbina (N/m), inkluż it-telf mekkaniku u elettriku tal-ġeneratur.
——It-torque tar-reżistenza tal-ġeneratur, li jirreferi għat-torque li jaġixxi tal-istator tal-ġeneratur fuq ir-rotor, id-direzzjoni tiegħu hija opposta għad-direzzjoni tar-rotazzjoni, u jirrappreżenta l-output tal-qawwa attiva tal-ġeneratur, jiġifieri, id-daqs tat-tagħbija.
Meta t-tagħbija tinbidel, il-ftuħ tal-paletta gwida jibqa' l-istess, u l-veloċità tal-unità xorta tista' tiġi stabbilizzata f'ċertu valur. Minħabba li l-veloċità tiddevja mill-valur nominali, mhux biżżejjed li wieħed jiddependi fuq il-kapaċità ta' aġġustament tal-awtobilanċjar biex tinżamm il-veloċità. Sabiex il-veloċità tal-unità tinżamm fil-valur nominali oriġinali wara li tinbidel it-tagħbija, jidher mill-Figura 1 li huwa meħtieġ li l-ftuħ tal-paletta gwida jinbidel kif xieraq. Meta t-tagħbija tonqos, meta t-torque tar-reżistenza jinbidel minn 1 għal 2, il-ftuħ tal-paletta gwida jitnaqqas għal 1, u l-veloċità tal-unità tinżamm. Għalhekk, bil-bidla tat-tagħbija, il-ftuħ tal-mekkaniżmu ta' gwida tal-ilma jinbidel b'mod korrispondenti, sabiex il-veloċità tal-unità tal-idroġeneratur tinżamm f'valur predeterminat, jew tinbidel skont liġi predeterminata. Dan il-proċess huwa l-aġġustament tal-veloċità tal-unità tal-idroġeneratur, jew ir-regolazzjoni tat-turbina.
3. Sistema ta' aġġustament doppju tat-turbina idrawlika PLC
Ir-regolatur tat-turbina għandu jikkontrolla l-ftuħ tal-paletti gwida tal-ilma biex jaġġusta l-fluss fir-runner tat-turbina, u b'hekk jibdel it-torque dinamiku tat-turbina u jikkontrolla l-frekwenza tal-unità tat-turbina. Madankollu, waqt it-tħaddim tat-turbina tal-paletti rotatorji b'fluss assjali, ir-regolatur mhux biss għandu jaġġusta l-ftuħ tal-paletti gwida, iżda wkoll għandu jaġġusta l-angolu tax-xfafar tar-runner skont il-valur tal-puplesija u r-ras tal-ilma tas-segwaċi tal-paletti gwida, sabiex il-paletti gwida u l-paletti jkunu konnessi. Iżżomm relazzjoni ta' kooperazzjoni bejniethom, jiġifieri, relazzjoni ta' koordinazzjoni, li tista' ttejjeb l-effiċjenza tat-turbina, tnaqqas il-kavitazzjoni u l-vibrazzjoni tax-xfafar tal-unità, u ttejjeb l-istabbiltà tat-tħaddim tat-turbina.
Il-ħardwer tas-sistema tal-paletti tat-turbina tal-kontroll PLC huwa magħmul prinċipalment minn żewġ partijiet, jiġifieri l-kontrollur PLC u s-sistema servo idrawlika. L-ewwel, ejja niddiskutu l-istruttura tal-ħardwer tal-kontrollur PLC.
3.1 Kontrollur tal-PLC
Il-kontrollur PLC huwa magħmul prinċipalment minn unità ta' input, unità bażika PLC u unità ta' output. L-unità ta' input hija magħmula minn modulu A/D u modulu ta' input diġitali, u l-unità ta' output hija magħmula minn modulu D/A u modulu ta' input diġitali. Il-kontrollur PLC huwa mgħammar b'wiri diġitali LED għall-osservazzjoni f'ħin reali tal-parametri PID tas-sistema, il-pożizzjoni tas-segwaċi tal-paletta, il-pożizzjoni tas-segwaċi tal-paletta gwida u l-valur tar-ras tal-ilma. Voltmeter analogu huwa pprovdut ukoll biex jimmonitorja l-pożizzjoni tas-segwaċi tal-paletta f'każ ta' ħsara fil-kontrollur tal-mikrokompjuter.
3.2 Sistema ta' segwitu idrawliku
Is-sistema servo idrawlika hija parti importanti mis-sistema ta' kontroll tal-paletti tat-turbina. Is-sinjal tal-ħruġ tal-kontrollur huwa amplifikat idrawlikament biex jikkontrolla l-moviment tas-segwaċi tal-paletti, u b'hekk jaġġusta l-angolu tax-xfafar tar-runner. Adottajna l-kombinazzjoni ta' sistema ta' kontroll elettro-idrawlika tat-tip valv proporzjonali tal-kontroll tal-pressjoni prinċipali u sistema ta' kontroll magna-idrawlika tradizzjonali biex niffurmaw sistema ta' kontroll idrawliku parallela ta' valv proporzjonali elettro-idrawliku u valv magna-idrawliku kif muri fil-Figura 2. Sistema ta' segwitu idrawliku għax-xfafar tat-turbina.
Sistema ta' segwitu idrawliku għal xfafar tat-turbini
Meta l-kontrollur PLC, il-valv proporzjonali elettro-idrawliku u s-senser tal-pożizzjoni jkunu kollha normali, il-metodu ta' kontroll proporzjonali elettro-idrawliku tal-PLC jintuża biex jaġġusta s-sistema tal-paletti tat-turbina, il-valur tal-feedback tal-pożizzjoni u l-valur tal-output tal-kontroll jiġu trażmessi permezz ta' sinjali elettriċi, u s-sinjali jiġu sintetizzati mill-kontrollur PLC. , l-ipproċessar u t-teħid tad-deċiżjonijiet, aġġusta l-ftuħ tal-valv tal-valv tad-distribuzzjoni tal-pressjoni prinċipali permezz tal-valv proporzjonali biex tikkontrolla l-pożizzjoni tas-segwaċi tal-paletti, u żżomm ir-relazzjoni ta' kooperazzjoni bejn il-paletti gwida, ir-ras tal-ilma u l-paletti. Is-sistema tal-paletti tat-turbina kkontrollata minn valv proporzjonali elettro-idrawliku għandha preċiżjoni ta' sinerġija għolja, struttura tas-sistema sempliċi, reżistenza qawwija għat-tniġġis miż-żejt, u hija konvenjenti biex tinteraġixxi mal-kontrollur PLC biex tifforma sistema ta' kontroll awtomatiku tal-mikrokompjuter.
Minħabba ż-żamma tal-mekkaniżmu ta' konnessjoni mekkanika, fil-modalità ta' kontroll proporzjonali elettro-idrawliku, il-mekkaniżmu ta' konnessjoni mekkanika jaħdem ukoll b'mod sinkroniku biex isegwi l-istatus operattiv tas-sistema. Jekk is-sistema ta' kontroll proporzjonali elettro-idrawliku tal-PLC tfalli, il-valv tal-iswiċċjar jaġixxi immedjatament, u l-mekkaniżmu ta' konnessjoni mekkanika jista' bażikament isegwi l-istat ta' tħaddim tas-sistema ta' kontroll proporzjonali elettro-idrawliku. Meta jaqleb, l-impatt tas-sistema huwa żgħir, u s-sistema tal-paletti tista' tittrasferixxi bla xkiel għall-modalità ta' kontroll ta' assoċjazzjoni mekkanika. Il-modalità ta' kontroll ta' assoċjazzjoni mekkanika tiggarantixxi ħafna l-affidabbiltà tal-operazzjoni tas-sistema.
Meta ddisinjajna ċ-ċirkwit idrawliku, iddisinjajna mill-ġdid il-korp tal-valv tal-valv tal-kontroll idrawliku, id-daqs li jaqbel tal-korp tal-valv u l-kmiem tal-valv, id-daqs tal-konnessjoni tal-korp tal-valv u l-valv tal-pressjoni prinċipali, u l-mekkanika. Id-daqs tal-virga li tgħaqqad bejn il-valv idrawliku u l-valv tad-distribuzzjoni tal-pressjoni prinċipali huwa l-istess bħal dak oriġinali. Il-korp tal-valv tal-valv idrawliku biss jeħtieġ li jiġi sostitwit waqt l-installazzjoni, u l-ebda partijiet oħra m'għandhom bżonn jinbidlu. L-istruttura tas-sistema ta' kontroll idrawliku kollha hija kompatta ħafna. Abbażi taż-żamma sħiħa tal-mekkaniżmu ta' sinerġija mekkanika, ġie miżjud mekkaniżmu ta' kontroll proporzjonali elettro-idrawliku biex jiffaċilita l-interfaċċja mal-kontrollur PLC biex jinkiseb kontroll ta' sinerġija diġitali u tittejjeb il-preċiżjoni tal-koordinazzjoni tas-sistema tal-paletti tat-turbina. ; U l-proċess ta' installazzjoni u debugging tas-sistema huwa faċli ħafna, li jqassar il-ħin ta' waqfien tal-unità tat-turbina idrawlika, jiffaċilita t-trasformazzjoni tas-sistema ta' kontroll idrawliku tat-turbina idrawlika, u għandu valur prattiku tajjeb. Matul l-operazzjoni attwali fuq il-post, is-sistema hija apprezzata ħafna mill-persunal tal-inġinerija u tekniku tal-power station, u huwa maħsub li tista' tiġi popolarizzata u applikata fis-sistema servo idrawlika tal-gvernatur ta' ħafna stazzjonijiet tal-idroenerġija.
3.3 Struttura tas-softwer tas-sistema u metodu ta' implimentazzjoni
Fis-sistema tal-paletti tat-turbina kkontrollata minn PLC, il-metodu ta' sinerġija diġitali jintuża biex jirrealizza r-relazzjoni ta' sinerġija fost il-paletti gwida, ir-ras tal-ilma u l-ftuħ tal-paletti. Meta mqabbel mal-metodu tradizzjonali ta' sinerġija mekkanika, il-metodu ta' sinerġija diġitali għandu l-vantaġġi ta' tirqim faċli tal-parametri, għandu l-vantaġġi ta' debugging u manutenzjoni konvenjenti, u preċiżjoni għolja ta' assoċjazzjoni. L-istruttura tas-softwer tas-sistema ta' kontroll tal-paletti hija magħmula prinċipalment mill-programm tal-funzjoni ta' aġġustament tas-sistema, il-programm tal-algoritmu ta' kontroll u l-programm ta' dijanjosi. Hawn taħt niddiskutu l-metodi ta' realizzazzjoni tat-tliet partijiet ta' hawn fuq tal-programm rispettivament. Il-programm tal-funzjoni ta' aġġustament jinkludi prinċipalment subrutina ta' sinerġija, subrutina tal-bidu tal-paletti, subrutina tal-waqfien tal-paletti u subrutina tat-tneħħija tat-tagħbija tal-paletti. Meta s-sistema tkun qed taħdem, l-ewwel tidentifika u tiġġudika l-kundizzjoni operattiva attwali, imbagħad tibda s-swiċċ tas-softwer, tesegwixxi s-subrutina tal-funzjoni ta' aġġustament korrispondenti, u tikkalkula l-valur mogħti tal-pożizzjoni tas-segwaċi tal-paletti.
(1) Subrutina ta' assoċjazzjoni
Permezz tat-test tal-mudell tal-unità tat-turbina, jista' jinkiseb grupp ta' punti mkejla fuq il-wiċċ tal-ġonta. Il-cam mekkaniku tradizzjonali tal-ġonta huwa magħmul abbażi ta' dawn il-punti mkejla, u l-metodu diġitali tal-ġonta juża wkoll dawn il-punti mkejla biex jiġbed sett ta' kurvi tal-ġonta. Billi jintgħażlu l-punti magħrufa fuq il-kurva tal-assoċjazzjoni bħala nodi, u jiġi adottat il-metodu ta' interpolazzjoni lineari biċċa biċċa tal-funzjoni binarja, jista' jinkiseb il-valur tal-funzjoni tan-non-nodi fuq din il-linja tal-assoċjazzjoni.
(2) Subrutina tal-istartjar tal-paletti
L-iskop tal-istudju tal-liġi tal-bidu huwa li jitqassar il-ħin tal-bidu tal-unità, titnaqqas it-tagħbija tal-berings tal-ispinta, u jinħolqu kundizzjonijiet konnessi mal-grilja għall-unità tal-ġeneratur.
(3) Subrutina tal-waqfien tal-paletta
Ir-regoli tal-għeluq tal-paletti huma kif ġej: meta l-kontrollur jirċievi l-kmand tal-għeluq, il-paletti u l-paletti gwida jingħalqu fl-istess ħin skont ir-relazzjoni ta' kooperazzjoni biex tiġi żgurata l-istabbiltà tal-unità: meta l-ftuħ tal-palett gwida jkun inqas mill-ftuħ mingħajr tagħbija, il-paletti jittardjaw. Meta l-palett gwida jingħalaq bil-mod, ir-relazzjoni ta' kooperazzjoni bejn il-palett u l-palett gwida ma tibqax tinżamm; meta l-veloċità tal-unità tinżel taħt it-80% tal-veloċità nominali, il-palett jerġa' jinfetaħ għall-angolu tal-bidu Φ0, lest għall-istartjar li jmiss.
(4) Subrutina ta' ċaħda tat-tagħbija tax-xafra
Ir-rifjut tat-tagħbija jfisser li l-unità bit-tagħbija tiġi skonnettjata f'daqqa mill-grilja tal-enerġija, u b'hekk l-unità u s-sistema ta' devjazzjoni tal-ilma jkunu fi stat ħażin ta' tħaddim, li huwa direttament relatat mas-sigurtà tal-impjant tal-enerġija u tal-unità. Meta t-tagħbija titneħħa, ir-regolatur huwa ekwivalenti għal apparat ta' protezzjoni, li jġiegħel il-paletti gwida u l-paletti jingħalqu immedjatament sakemm il-veloċità tal-unità tinżel fil-viċinanza tal-veloċità nominali. Għalhekk, fit-tneħħija tat-tagħbija attwali, il-paletti ġeneralment jinfetħu f'ċertu angolu. Dan il-ftuħ jinkiseb permezz tat-test tat-tneħħija tat-tagħbija tal-impjant tal-enerġija attwali. Jista' jiżgura li meta l-unità tkun qed titlef it-tagħbija, mhux biss iż-żieda fil-veloċità tkun żgħira, iżda wkoll l-unità tkun relattivament stabbli.
4 Konklużjoni
Fid-dawl tal-istatus tekniku attwali tal-industrija tar-regolaturi tat-turbini idrawliċi f'pajjiżi, dan id-dokument jirreferi għall-informazzjoni ġdida fil-qasam tal-kontroll tal-veloċità tat-turbini idrawliċi f'pajjiżna u barra minn pajjiżna, u japplika t-teknoloġija tal-kontrollur tal-loġika programmabbli (PLC) għall-kontroll tal-veloċità tas-sett tal-ġeneratur tat-turbini idrawliċi. Il-kontrollur tal-programm (PLC) huwa l-qalba tas-sistema ta' regolazzjoni doppja tat-turbini idrawliċi tat-tip paddle b'fluss assjali. L-applikazzjoni prattika turi li l-iskema ttejjeb ħafna l-preċiżjoni tal-koordinazzjoni bejn il-paletta gwida u l-paletta għal kundizzjonijiet differenti tar-ras tal-ilma, u ttejjeb ir-rata ta' utilizzazzjoni tal-enerġija tal-ilma.
Ħin tal-posta: 11 ta' Frar 2022
