PLC मा आधारित हाइड्रोलिक टर्बाइन गति नियन्त्रण प्रणाली को विकास र अनुसन्धान

1। परिचय
टर्बाइन गभर्नर जलविद्युत एकाइहरूको लागि दुई प्रमुख नियामक उपकरणहरू मध्ये एक हो।यसले गति नियमनको भूमिका मात्र खेल्दैन, तर विभिन्न कार्य अवस्थाहरू रूपान्तरण र फ्रिक्वेन्सी, पावर, फेज कोण र जलविद्युत उत्पादन एकाइहरूको अन्य नियन्त्रण पनि गर्दछ र पानीको पाङ्ग्राको सुरक्षा गर्दछ।जेनेरेटर सेट को कार्य।टर्बाइन गभर्नरहरूले विकासको तीन चरणहरू पार गरेका छन्: मेकानिकल हाइड्रोलिक गभर्नरहरू, इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक गभर्नरहरू र माइक्रो कम्प्युटर डिजिटल हाइड्रोलिक गभर्नरहरू।हालैका वर्षहरूमा, प्रोग्रामेबल कन्ट्रोलरहरू टर्बाइन गति नियन्त्रण प्रणालीहरूमा प्रस्तुत गरिएको छ, जसमा बलियो विरोधी हस्तक्षेप क्षमता र उच्च विश्वसनीयता छ;सरल र सुविधाजनक प्रोग्रामिङ र सञ्चालन;मोड्युलर संरचना, राम्रो बहुमुखी प्रतिभा, लचिलोपन, र सुविधाजनक मर्मत;यसमा बलियो नियन्त्रण प्रकार्य र ड्राइभिङ क्षमताको फाइदाहरू छन्;यसलाई व्यावहारिक रूपमा प्रमाणित गरिएको छ।
यस कागजमा, PLC हाइड्रोलिक टर्बाइन दोहोरो समायोजन प्रणालीमा अनुसन्धान प्रस्तावित छ, र प्रोग्रामेबल कन्ट्रोलरलाई गाइड वेन र प्याडलको दोहोरो समायोजन महसुस गर्न प्रयोग गरिन्छ, जसले गाइड वेन र वेनको समन्वय शुद्धता सुधार गर्दछ। पानीको टाउको।अभ्यासले देखाउँछ कि दोहोरो नियन्त्रण प्रणालीले जल ऊर्जाको उपयोग दरमा सुधार गर्छ।

2. टर्बाइन नियमन प्रणाली

2.1 टर्बाइन नियमन प्रणाली
टर्बाइनको गति नियन्त्रण प्रणालीको आधारभूत कार्य भनेको पावर प्रणालीको लोड परिवर्तन हुँदा र एकाइको घूर्णन गति विचलित हुँदा गभर्नर मार्फत टर्बाइनको गाइड वेन खोल्ने परिवर्तन गर्नु हो, ताकि टर्बाइनको घूर्णन गति। निर्दिष्ट दायरा भित्र राखिएको छ, ताकि जेनेरेटर एकाइ सञ्चालन गर्न।आउटपुट पावर र फ्रिक्वेन्सी प्रयोगकर्ता आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ।टर्बाइन नियमनका आधारभूत कार्यहरूलाई गति नियमन, सक्रिय शक्ति नियमन र पानी स्तर नियमनमा विभाजन गर्न सकिन्छ।

2.2 टर्बाइन नियमन को सिद्धान्त
हाइड्रो-जेनेरेटर एकाइ हाइड्रो-टर्बाइन र जेनेरेटर जडान गरेर बनाइएको एकाइ हो।हाइड्रो-जेनरेटर सेटको घुमाउने भाग एक कठोर शरीर हो जुन एक निश्चित अक्ष वरिपरि घुम्छ, र यसको समीकरण निम्न समीकरणद्वारा वर्णन गर्न सकिन्छ:

सूत्र मा
——एकाइको घुम्ने भागको जडत्वको क्षण (Kg m2)
——रोटेशन कोणुलर वेग (रेड/से)
—— टर्बाइन टर्क (N/m), जनरेटर मेकानिकल र बिजुली घाटा सहित।
——जेनेरेटर प्रतिरोध टर्क, जसले रोटरमा जेनेरेटर स्टेटरको अभिनय टर्कलाई जनाउँछ, यसको दिशा घुमाउने दिशाको विपरीत छ, र जनरेटरको सक्रिय पावर आउटपुट, अर्थात्, लोडको आकारलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।

जब लोड परिवर्तन हुन्छ, गाइड वेन को खोल्ने अपरिवर्तित रहन्छ, र एकाइ गति अझै पनि एक निश्चित मान मा स्थिर गर्न सकिन्छ।किनभने गति मूल्याङ्कन गरिएको मानबाट विचलित हुनेछ, यो गति कायम राख्न आत्म-संतुलन समायोजन क्षमतामा भर पर्न पर्याप्त छैन।लोड परिवर्तन पछि मूल मूल्याङ्कन मूल्य मा एकाइ को गति राख्न को लागी, यो चित्र 1 बाट देख्न सकिन्छ कि गाइड वेन खोल्ने अनुसार परिवर्तन गर्न आवश्यक छ।जब लोड घट्छ, जब प्रतिरोध टोक़ 1 देखि 2 मा परिवर्तन हुन्छ, गाइड वेन को खोल्ने 1 मा कम हुनेछ, र एकाइ को गति कायम गरिनेछ।तसर्थ, लोडको परिवर्तनको साथमा, पानीको मार्गनिर्देशन संयन्त्रको उद्घाटन समान रूपमा परिवर्तन हुन्छ, ताकि हाइड्रो-जेनरेटर एकाइको गति पूर्वनिर्धारित मानमा राखिएको छ, वा पूर्वनिर्धारित कानून अनुसार परिवर्तन हुन्छ।यो प्रक्रिया हाइड्रो-जेनरेटर एकाइ को गति समायोजन हो।, वा टर्बाइन नियमन।

3. PLC हाइड्रोलिक टर्बाइन दोहोरो समायोजन प्रणाली
टर्बाइन गभर्नरले टर्बाइनको रनरमा प्रवाह समायोजन गर्न पानी गाइड भ्यान खोल्ने नियन्त्रण गर्नु हो, यसरी टर्बाइनको गतिशील टर्क परिवर्तन गरी टर्बाइन इकाईको आवृत्ति नियन्त्रण गर्न।यद्यपि, अक्षीय-प्रवाह रोटरी प्याडल टर्बाइनको सञ्चालनको क्रममा, गभर्नरले गाईड भ्यानको खोल्ने मात्र समायोजन गर्नु हुँदैन, तर गाइड वेन अनुयायीको स्ट्रोक र वाटर हेड मान अनुसार रनर ब्लेडको कोण पनि समायोजन गर्नुपर्छ, ताकि गाइड फलक र फलक जोडिएको छ।तिनीहरू बीचको सहकारी सम्बन्ध कायम राख्नुहोस्, अर्थात्, एक समन्वय सम्बन्ध, जसले टर्बाइनको दक्षता सुधार गर्न सक्छ, ब्लेड गुफा र एकाइको कम्पन घटाउन सक्छ, र टर्बाइनको सञ्चालनको स्थिरता बढाउन सक्छ।
पीएलसी कन्ट्रोल टर्बाइन भेन प्रणालीको हार्डवेयर मुख्यतया दुई भागहरू मिलेर बनेको छ, अर्थात् पीएलसी कन्ट्रोलर र हाइड्रोलिक सर्वो प्रणाली।पहिले, PLC नियन्त्रकको हार्डवेयर संरचना बारे छलफल गरौं।

3.1 PLC नियन्त्रक
PLC नियन्त्रक मुख्यतया इनपुट एकाइ, PLC आधारभूत एकाइ र आउटपुट एकाइ मिलेर बनेको छ।इनपुट एकाइ A/D मोड्युल र डिजिटल इनपुट मोड्युल मिलेर बनेको हुन्छ, र आउटपुट एकाइ D/A मोड्युल र डिजिटल इनपुट मोड्युल मिलेर बनेको हुन्छ।PLC नियन्त्रक प्रणाली PID प्यारामिटरहरूको वास्तविक-समय अवलोकनको लागि एलईडी डिजिटल डिस्प्लेसँग सुसज्जित छ, फलो अनुयायी स्थिति, गाइड फलो अनुयायी स्थिति र पानी हेड मूल्य।एक एनालग भोल्टमिटर पनि एक माइक्रो कम्प्युटर नियन्त्रक विफलता को घटना मा फलोअर अनुयायी स्थिति निगरानी गर्न प्रदान गरिएको छ।

3.2 हाइड्रोलिक फलो-अप प्रणाली
हाइड्रोलिक सर्वो प्रणाली टर्बाइन वेन नियन्त्रण प्रणाली को एक महत्वपूर्ण भाग हो।कन्ट्रोलरको आउटपुट सिग्नललाई वेन फलोअरको आन्दोलन नियन्त्रण गर्न हाइड्रोलिक रूपमा एम्प्लीफाइड गरिएको छ, जसले गर्दा रनर ब्लेडको कोण समायोजन हुन्छ।हामीले चित्र 2 मा देखाइए अनुसार इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक समानुपातिक भल्भ र मेसिन-हाइड्रोलिक भल्भको समानान्तर हाइड्रोलिक नियन्त्रण प्रणाली बनाउनको लागि समानुपातिक भल्भ नियन्त्रण मुख्य दबाव भल्भ प्रकार इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक नियन्त्रण प्रणाली र परम्परागत मेसिन-हाइड्रोलिक नियन्त्रण प्रणालीको संयोजन अपनायौं। हाइड्रोलिक फलो टर्बाइन ब्लेड को लागी अप प्रणाली।

टर्बाइन ब्लेडका लागि हाइड्रोलिक फलो-अप प्रणाली
जब PLC नियन्त्रक, इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक समानुपातिक भल्भ र स्थिति सेन्सर सबै सामान्य हुन्छन्, PLC इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक समानुपातिक नियन्त्रण विधि टर्बाइन भेन प्रणाली समायोजन गर्न प्रयोग गरिन्छ, स्थिति प्रतिक्रिया मूल्य र नियन्त्रण आउटपुट मूल्य विद्युतीय संकेतहरू द्वारा प्रसारित गरिन्छ, र संकेत PLC नियन्त्रक द्वारा संश्लेषित छन्।, प्रशोधन र निर्णय लिने, समानुपातिक भल्भ मार्फत मुख्य दबाव वितरण भल्भको भल्भ खोल्ने भल्भलाई भेन अनुयायीको स्थिति नियन्त्रण गर्न समायोजन गर्नुहोस्, र गाइड वेन, पानीको टाउको र भ्यान बीचको सहकारी सम्बन्ध कायम गर्नुहोस्।इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक समानुपातिक भल्भद्वारा नियन्त्रित टर्बाइन भेन प्रणालीमा उच्च सिनर्जी परिशुद्धता, सरल प्रणाली संरचना, बलियो तेल प्रदूषण प्रतिरोध, र माइक्रो कम्प्युटर स्वचालित नियन्त्रण प्रणाली बनाउन PLC नियन्त्रकसँग इन्टरफेस गर्न सुविधाजनक छ।

मेकानिकल लिंकेज मेकानिजमको अवधारणको कारण, इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक समानुपातिक नियन्त्रण मोडमा, मेकानिकल लिङ्केज मेकानिजमले प्रणालीको सञ्चालन स्थिति ट्र्याक गर्न सिंक्रोनस रूपमा काम गर्दछ।यदि PLC इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक समानुपातिक नियन्त्रण प्रणाली असफल भयो भने, स्विचिङ भल्भले तुरुन्तै कार्य गर्नेछ, र मेकानिकल लिङ्केज मेकानिजमले मूल रूपमा इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक समानुपातिक नियन्त्रण प्रणालीको चलिरहेको अवस्था ट्र्याक गर्न सक्छ।स्विच गर्दा, प्रणाली प्रभाव सानो छ, र फलक प्रणाली सजिलै संग ट्रान्जिसन गर्न सक्छ मेकानिकल एसोसिएशन नियन्त्रण मोड धेरै प्रणाली सञ्चालन को विश्वसनीयता ग्यारेन्टी गर्दछ।

हामीले हाइड्रोलिक सर्किट डिजाइन गर्दा, हामीले हाइड्रोलिक कन्ट्रोल भल्भको भल्भ बडी, भल्भ बडी र भल्भ स्लिभको मिल्दो साइज, भल्भ बडी र मुख्य प्रेसर भल्भको जडान साइज र मेकानिकलको साइजलाई पुन: डिजाइन गर्यौं। हाइड्रोलिक भल्भ र मुख्य दबाव वितरण भल्भ बीचको जडान रड मूल एक जस्तै छ।हाइड्रोलिक भल्भको भल्भ बडी मात्र स्थापनाको क्रममा प्रतिस्थापन गर्न आवश्यक छ, र कुनै अन्य भागहरू परिवर्तन गर्न आवश्यक छैन।सम्पूर्ण हाइड्रोलिक नियन्त्रण प्रणाली को संरचना धेरै संकुचित छ।मेकानिकल सिनर्जी मेकानिजमलाई पूर्ण रूपमा कायम राख्ने आधारमा, डिजिटल सिनर्जी नियन्त्रण महसुस गर्न र टर्बाइन भेन प्रणालीको समन्वय शुद्धता सुधार गर्न PLC नियन्त्रकसँग इन्टरफेसलाई सहज बनाउन इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक समानुपातिक नियन्त्रण संयन्त्र थपिएको छ।;र प्रणालीको स्थापना र डिबगिङ प्रक्रिया धेरै सजिलो छ, जसले हाइड्रोलिक टर्बाइन एकाइको डाउनटाइम छोटो पार्छ, हाइड्रोलिक टर्बाइनको हाइड्रोलिक नियन्त्रण प्रणालीको रूपान्तरणलाई सहज बनाउँछ, र राम्रो व्यावहारिक मूल्य छ।साइटमा वास्तविक सञ्चालनको समयमा, प्रणालीलाई पावर स्टेशनको इन्जिनियरिङ र प्राविधिक कर्मचारीहरूले उच्च मूल्याङ्कन गरेका छन्, र यो धेरै जलविद्युत स्टेशनहरूको गभर्नरको हाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीमा लोकप्रिय र लागू गर्न सकिन्छ भन्ने विश्वास गरिन्छ।

3.3 प्रणाली सफ्टवेयर संरचना र कार्यान्वयन विधि
PLC-नियन्त्रित टर्बाइन भेन प्रणालीमा, डिजिटल सिनर्जी विधि गाइड भ्यान, वाटर हेड र भेन खोल्ने बीचको समन्वय सम्बन्धलाई महसुस गर्न प्रयोग गरिन्छ।परम्परागत मेकानिकल सिनर्जी विधिको तुलनामा, डिजिटल सिनर्जी विधिमा सजिलो प्यारामिटर ट्रिमिङका फाइदाहरू छन्, यसमा सुविधाजनक डिबगिङ र मर्मतसम्भार, र उच्च परिशुद्धताको संयोजनको फाइदाहरू छन्।वेन नियन्त्रण प्रणालीको सफ्टवेयर संरचना मुख्यतया प्रणाली समायोजन प्रकार्य कार्यक्रम, नियन्त्रण एल्गोरिथ्म कार्यक्रम र निदान कार्यक्रम मिलेर बनेको छ।तल हामी क्रमशः कार्यक्रमको माथिका तीन भागहरूको प्राप्ति विधिहरू छलफल गर्छौं।समायोजन कार्य कार्यक्रममा मुख्यतया सिनर्जीको सबरुटिन, भ्यान सुरु गर्ने सबरुटिन, भ्यान रोक्ने सबरुटिन र भानको लोडसेडिङको सबरुटिन समावेश हुन्छ।जब प्रणालीले काम गरिरहेको छ, यसले पहिले हालको अपरेटिङ अवस्था पहिचान गर्छ र न्याय गर्छ, त्यसपछि सफ्टवेयर स्विच सुरु गर्छ, सम्बन्धित समायोजन प्रकार्य सबरुटिन कार्यान्वयन गर्छ, र भेन अनुयायीको स्थिति दिइएको मान गणना गर्दछ।
(१) एसोसिएसन सबरुटिन
टर्बाइन एकाइको मोडेल परीक्षण मार्फत, संयुक्त सतहमा मापन बिन्दुहरूको ब्याच प्राप्त गर्न सकिन्छ।परम्परागत मेकानिकल संयुक्त क्यामेरा यी मापन बिन्दुहरूमा आधारित बनाइन्छ, र डिजिटल संयुक्त विधिले पनि संयुक्त वक्रहरूको सेट कोर्न यी मापन बिन्दुहरू प्रयोग गर्दछ।नोडको रूपमा एसोसिएशन कर्भमा ज्ञात बिन्दुहरू चयन गर्दै, र बाइनरी प्रकार्यको टुक्रा अनुसार रैखिक प्रक्षेपणको विधि अपनाएर, संघको यस रेखामा गैर-नोडहरूको प्रकार्य मूल्य प्राप्त गर्न सकिन्छ।
(२) वेन स्टार्ट-अप सबरुटिन
स्टार्ट-अप कानूनको अध्ययन गर्नुको उद्देश्य एकाइको स्टार्ट-अप समय छोटो पार्नु, थ्रस्ट बियरिङको भार घटाउनु र जेनेरेटर इकाईको लागि ग्रिड-जडित अवस्थाहरू सिर्जना गर्नु हो।
(३) भ्यान स्टप सबरुटिन
भ्यानहरू बन्द गर्ने नियमहरू निम्नानुसार छन्: जब नियन्त्रकले बन्द आदेश प्राप्त गर्दछ, एकाइको स्थिरता सुनिश्चित गर्न सहयोगी सम्बन्ध अनुसार भ्यानहरू र गाइड भ्यानहरू एकै समयमा बन्द हुन्छन्: जब गाइड भेन खोल्ने कम हुन्छ। नो-लोड ओपनिङ भन्दा, vanes lag जब गाइड भ्यान बिस्तारै बन्द हुन्छ, भ्यान र गाइड भ्यान बीचको सहकारी सम्बन्ध अब कायम रहँदैन;जब एकाइको गति मूल्याङ्कन गरिएको गतिको 80% भन्दा कम हुन्छ, भ्यानलाई स्टार्टिङ कोण Φ0 मा पुन: खोलिन्छ, अर्को स्टार्ट-अप तयारीको लागि तयार हुन्छ।
(4) ब्लेड लोड अस्वीकार सबरुटिन
लोड अस्वीकार भन्नाले लोड भएको एकाइ अचानक पावर ग्रिडबाट विच्छेदन हुनु हो, जसले एकाइ र पानी डाइभर्सन प्रणालीलाई खराब अपरेटिङ अवस्थामा बनाउँछ, जुन सीधै पावर प्लान्ट र युनिटको सुरक्षासँग सम्बन्धित छ।जब लोड शेड हुन्छ, गभर्नर एक सुरक्षा उपकरणको बराबर हुन्छ, जसले गाईड भ्यानहरू र भ्यानहरू तुरुन्तै बन्द गर्दछ जबसम्म एकाइ गति मूल्याङ्कन गरिएको गतिको वरपरमा घट्दैन।स्थिरता।त्यसैले, वास्तविक लोडसेडिङमा, भ्यानहरू सामान्यतया एक निश्चित कोणमा खोलिन्छन्।यो उद्घाटन वास्तविक पावर स्टेशनको लोडसेडिङ परीक्षण मार्फत प्राप्त हुन्छ।यसले यो सुनिश्चित गर्न सक्छ कि जब एकाइले लोड शेड गर्दैछ, न केवल गति वृद्धि सानो छ, तर एकाई पनि अपेक्षाकृत स्थिर छ।।

4 निष्कर्ष
मेरो देशको हाइड्रोलिक टर्बाइन गभर्नर उद्योगको हालको प्राविधिक स्थितिलाई ध्यानमा राख्दै, यो कागजले स्वदेश र विदेशमा हाइड्रोलिक टर्बाइन गति नियन्त्रणको क्षेत्रमा नयाँ जानकारीलाई जनाउँछ, र गति नियन्त्रणमा प्रोग्रामेबल लजिक कन्ट्रोलर (PLC) प्रविधि लागू गर्दछ। हाइड्रोलिक टर्बाइन जनरेटर सेट।कार्यक्रम नियन्त्रक (PLC) अक्षीय-प्रवाह प्याडल-प्रकार हाइड्रोलिक टर्बाइन दोहोरो-नियमन प्रणालीको कोर हो।व्यावहारिक अनुप्रयोगले देखाउँछ कि यो योजनाले विभिन्न पानीको टाउको अवस्थाहरूको लागि गाइड वेन र भेन बीचको समन्वय परिशुद्धतामा धेरै सुधार गर्दछ, र जल ऊर्जाको उपयोग दरमा सुधार गर्दछ।