1 Hyrje
Rregullatori i turbinës është një nga dy pajisjet kryesore rregulluese për njësitë hidroelektrike. Ai jo vetëm që luan rolin e rregullimit të shpejtësisë, por gjithashtu ndërmerr kushte të ndryshme pune për konvertimin dhe kontrollin e frekuencës, fuqisë, këndit të fazës dhe kontrolle të tjera të njësive gjeneruese hidroelektrike dhe mbron rrotën e ujit. Detyra e grupit të gjeneratorit. Rregullatorët e turbinës kanë kaluar nëpër tre faza zhvillimi: rregullatorë mekanikë hidraulikë, rregullatorë elektro-hidraulikë dhe rregullatorë dixhitalë hidraulikë me mikrokompjuter. Në vitet e fundit, kontrolluesit e programueshëm janë futur në sistemet e kontrollit të shpejtësisë së turbinës, të cilët kanë aftësi të fortë anti-ndërhyrje dhe besueshmëri të lartë; programim dhe funksionim të thjeshtë dhe të përshtatshëm; strukturë modulare, shkathtësi të mirë, fleksibilitet dhe mirëmbajtje të përshtatshme; Ai ka avantazhet e funksionit të fortë të kontrollit dhe aftësisë së drejtimit; është verifikuar praktikisht.
Në këtë punim, propozohet kërkimi mbi sistemin e rregullimit të dyfishtë të turbinës hidraulike PLC, dhe kontrolluesi i programueshëm përdoret për të realizuar rregullimin e dyfishtë të fletës udhëzuese dhe të lopatës, gjë që përmirëson saktësinë e koordinimit të fletës udhëzuese dhe fletës për presione të ndryshme uji. Praktika tregon se sistemi i kontrollit të dyfishtë përmirëson shkallën e shfrytëzimit të energjisë së ujit.
2. Sistemi i rregullimit të turbinës
2.1 Sistemi i rregullimit të turbinës
Detyra themelore e sistemit të kontrollit të shpejtësisë së turbinës është të ndryshojë hapjen e fletëve udhëzuese të turbinës në përputhje me rrethanat përmes rregullatorit të shpejtësisë kur ngarkesa e sistemit të energjisë ndryshon dhe shpejtësia e rrotullimit të njësisë devijon, në mënyrë që shpejtësia e rrotullimit të turbinës të mbahet brenda diapazonit të specifikuar, në mënyrë që njësia gjeneratore të funksionojë. Fuqia dhe frekuenca e daljes plotësojnë kërkesat e përdoruesit. Detyrat themelore të rregullimit të turbinës mund të ndahen në rregullimin e shpejtësisë, rregullimin e fuqisë aktive dhe rregullimin e nivelit të ujit.
2.2 Parimi i rregullimit të turbinës
Një njësi hidrogjeneruese është një njësi e formuar duke lidhur një hidroturbinë dhe një gjenerator. Pjesa rrotulluese e grupit të hidrogjeneratorit është një trup i ngurtë që rrotullohet rreth një boshti të fiksuar, dhe ekuacioni i tij mund të përshkruhet nga ekuacioni i mëposhtëm:
Në formulë
——Momenti i inercisë së pjesës rrotulluese të njësisë (Kg m2)
——Shpejtësia këndore e rrotullimit (rad/s)
Momenti rrotullues i turbinës (N/m), duke përfshirë humbjet mekanike dhe elektrike të gjeneratorit.
——Momenti rrotullues i rezistencës së gjeneratorit, i cili i referohet momentit rrotullues veprues të statorit të gjeneratorit në rotor, drejtimi i të cilit është i kundërt me drejtimin e rrotullimit dhe përfaqëson fuqinë aktive të prodhimit të gjeneratorit, domethënë madhësinë e ngarkesës.
Kur ngarkesa ndryshon, hapja e fletës udhëzuese mbetet e pandryshuar dhe shpejtësia e njësisë mund të stabilizohet ende në një vlerë të caktuar. Meqenëse shpejtësia do të devijojë nga vlera e vlerësuar, nuk mjafton të mbështetemi në aftësinë e rregullimit vetëbalancues për të ruajtur shpejtësinë. Për të mbajtur shpejtësinë e njësisë në vlerën origjinale të vlerësuar pas ndryshimit të ngarkesës, nga Figura 1 mund të shihet se është e nevojshme të ndryshohet hapja e fletës udhëzuese në përputhje me rrethanat. Kur ngarkesa zvogëlohet, kur çift rrotullues i rezistencës ndryshon nga 1 në 2, hapja e fletës udhëzuese do të reduktohet në 1 dhe shpejtësia e njësisë do të ruhet. Prandaj, me ndryshimin e ngarkesës, hapja e mekanizmit udhëzues të ujit ndryshohet në përputhje me rrethanat, në mënyrë që shpejtësia e njësisë hidrogjeneruese të mbahet në një vlerë të paracaktuar ose të ndryshojë sipas një ligji të paracaktuar. Ky proces është rregullimi i shpejtësisë së njësisë hidrogjeneruese, ose rregullimi i turbinës.
3. Sistemi i rregullimit të dyfishtë të turbinës hidraulike PLC
Rregullatori i turbinës ka për qëllim të kontrollojë hapjen e fletëve udhëzuese të ujit për të rregulluar rrjedhën në rrotulluesin e turbinës, duke ndryshuar kështu çift rrotulluesin dinamik të turbinës dhe duke kontrolluar frekuencën e njësisë së turbinës. Megjithatë, gjatë funksionimit të turbinës rrotulluese me rrjedhë aksiale, rregullatori i turbinës jo vetëm që duhet të rregullojë hapjen e fletëve udhëzuese, por edhe të rregullojë këndin e fletëve të rrotulluesit sipas goditjes dhe vlerës së presionit të ujit të ndjekësit të fletës udhëzuese, në mënyrë që fletë udhëzuese dhe fletë të jenë të lidhura. Të mbajë një marrëdhënie bashkëpunuese midis tyre, domethënë një marrëdhënie koordinimi, e cila mund të përmirësojë efikasitetin e turbinës, të zvogëlojë kavitacionin e fletëve dhe dridhjen e njësisë, dhe të rrisë stabilitetin e funksionimit të turbinës.
Pajisjet e sistemit të kontrollit PLC me fletë turbine përbëhen kryesisht nga dy pjesë, përkatësisht kontrolluesi PLC dhe sistemi servo hidraulik. Së pari, le të diskutojmë strukturën e pajisjeve të kontrolluesit PLC.
Kontrolluesi 3.1 PLC
Kontrolluesi PLC përbëhet kryesisht nga njësia hyrëse, njësia bazë e PLC-së dhe njësia dalëse. Njësia hyrëse përbëhet nga moduli A/D dhe moduli dixhital i hyrjes, dhe njësia dalëse përbëhet nga moduli D/A dhe moduli dixhital i hyrjes. Kontrolluesi PLC është i pajisur me ekran dixhital LED për vëzhgim në kohë reale të parametrave PID të sistemit, pozicionit të ndjekësit të fletëve, pozicionit të ndjekësit të fletëve udhëzuese dhe vlerës së presionit të ujit. Një voltmetër analog është gjithashtu i pajisur për të monitoruar pozicionin e ndjekësit të fletëve në rast të një defekti të kontrolluesit të mikrokompjuterit.
3.2 Sistemi i ndjekjes hidraulike
Sistemi servo hidraulik është një pjesë e rëndësishme e sistemit të kontrollit të fletëve të turbinës. Sinjali i daljes së kontrolluesit amplifikohet hidraulikisht për të kontrolluar lëvizjen e ndjekësit të fletëve, duke rregulluar kështu këndin e fletëve të rrotulluesit. Ne kemi përdorur kombinimin e sistemit të kontrollit elektro-hidraulik të tipit të valvulës kryesore të presionit të kontrollit të valvulës proporcionale dhe sistemit tradicional të kontrollit makinë-hidraulik për të formuar një sistem paralel kontrolli hidraulik të valvulës proporcionale elektro-hidraulike dhe valvulës makinë-hidraulike siç tregohet në Figurën 2. Sistemi i ndjekjes hidraulike për fletët e turbinës.
Sistemi i ndjekjes hidraulike për fletët e turbinës
Kur kontrolluesi PLC, valvula proporcionale elektro-hidraulike dhe sensori i pozicionit janë të gjitha normale, metoda e kontrollit proporcional elektro-hidraulik PLC përdoret për të rregulluar sistemin e fletëve të turbinës, vlera e reagimit të pozicionit dhe vlera e daljes së kontrollit transmetohen me anë të sinjaleve elektrike, dhe sinjalet sintetizohen nga kontrolluesi PLC. , përpunimi dhe marrja e vendimeve, rregullimi i hapjes së valvulës kryesore të shpërndarjes së presionit përmes valvulës proporcionale për të kontrolluar pozicionin e ndjekësit të fletës, dhe për të ruajtur marrëdhënien bashkëpunuese midis fletës udhëzuese, kokës së ujit dhe fletës. Sistemi i fletëve të turbinës i kontrolluar nga valvula proporcionale elektro-hidraulike ka saktësi të lartë sinergjie, strukturë të thjeshtë sistemi, rezistencë të fortë ndaj ndotjes nga vaji, dhe është i përshtatshëm për t'u ndërfaqur me kontrolluesin PLC për të formuar një sistem kontrolli automatik me mikrokompjuter.
Për shkak të ruajtjes së mekanizmit të lidhjes mekanike, në modalitetin e kontrollit proporcional elektro-hidraulik, mekanizmi i lidhjes mekanike punon gjithashtu në mënyrë sinkrone për të ndjekur statusin e funksionimit të sistemit. Nëse sistemi i kontrollit proporcional elektro-hidraulik PLC dështon, valvula e ndërrimit do të veprojë menjëherë, dhe mekanizmi i lidhjes mekanike në thelb mund të ndjekë gjendjen e funksionimit të sistemit të kontrollit proporcional elektro-hidraulik. Gjatë ndërrimit, ndikimi i sistemit është i vogël, dhe sistemi i fletëve mund të kalojë pa probleme në modalitetin e kontrollit të shoqërimit mekanik. Kjo garanton shumë besueshmërinë e funksionimit të sistemit.
Kur projektuam qarkun hidraulik, ridizajnuam trupin e valvulës së kontrollit hidraulik, madhësinë përkatëse të trupit të valvulës dhe mëngës së valvulës, madhësinë e lidhjes së trupit të valvulës dhe valvulës kryesore të presionit, dhe madhësinë mekanike të shufrës lidhëse midis valvulës hidraulike dhe valvulës kryesore të shpërndarjes së presionit është e njëjtë me atë origjinale. Vetëm trupi i valvulës së valvulës hidraulike duhet të zëvendësohet gjatë instalimit dhe asnjë pjesë tjetër nuk ka nevojë të ndryshohet. Struktura e të gjithë sistemit të kontrollit hidraulik është shumë kompakte. Në bazë të ruajtjes së plotë të mekanizmit mekanik të sinergjisë, shtohet një mekanizëm kontrolli proporcional elektro-hidraulik për të lehtësuar ndërfaqen me kontrolluesin PLC për të realizuar kontrollin dixhital të sinergjisë dhe për të përmirësuar saktësinë e koordinimit të sistemit të fletëve të turbinës. Dhe procesi i instalimit dhe debuggingut të sistemit është shumë i lehtë, gjë që shkurton kohën e ndërprerjes së njësisë së turbinës hidraulike, lehtëson transformimin e sistemit të kontrollit hidraulik të turbinës hidraulike dhe ka vlerë të mirë praktike. Gjatë funksionimit aktual në vend, sistemi vlerësohet shumë nga personeli inxhinierik dhe teknik i termocentralit, dhe besohet se mund të popullarizohet dhe aplikohet në sistemin servo hidraulik të rregullatorit të shumë hidrocentraleve.
3.3 Struktura e softuerit të sistemit dhe metoda e implementimit
Në sistemin e fletëve të turbinës të kontrolluara nga PLC, metoda e sinergjisë dixhitale përdoret për të realizuar marrëdhënien e sinergjisë midis fletëve udhëzuese, kokës së ujit dhe hapjes së fletëve. Krahasuar me metodën tradicionale të sinergjisë mekanike, metoda e sinergjisë dixhitale ka avantazhet e rregullimit të lehtë të parametrave, ka avantazhet e debuggingut dhe mirëmbajtjes së përshtatshme, dhe saktësisë së lartë të shoqërimit. Struktura e softuerit të sistemit të kontrollit të fletëve përbëhet kryesisht nga programi i funksionit të rregullimit të sistemit, programi i algoritmit të kontrollit dhe programi i diagnostikimit. Më poshtë diskutojmë metodat e realizimit të tre pjesëve të mësipërme të programit përkatësisht. Programi i funksionit të rregullimit përfshin kryesisht një nënprogram të sinergjisë, një nënprogram të nisjes së fletës, një nënprogram të ndalimit të fletës dhe një nënprogram të reduktimit të ngarkesës së fletës. Kur sistemi është në punë, ai së pari identifikon dhe gjykon gjendjen aktuale të funksionimit, pastaj nis çelësin e softuerit, ekzekuton nënprogramin përkatës të funksionit të rregullimit dhe llogarit pozicionin me vlerë të dhënë të ndjekësit të fletës.
(1) Nënprogrami i shoqërimit
Nëpërmjet testit të modelit të njësisë së turbinës, mund të merret një grup pikash të matura në sipërfaqen e bashkimit. Kama tradicionale mekanike e bashkimit është bërë bazuar në këto pika të matura, dhe metoda dixhitale e bashkimit gjithashtu përdor këto pika të matura për të vizatuar një grup kurbash bashkimi. Duke zgjedhur pikat e njohura në kurbën e shoqërimit si nyje, dhe duke adoptuar metodën e interpolimit linear pjesë-pjesë të funksionit binar, mund të merret vlera e funksionit të jo-nyjeve në këtë linjë të shoqërimit.
(2) Nënprogrami i nisjes së fletëve
Qëllimi i studimit të ligjit të ndezjes është shkurtimi i kohës së ndezjes së njësisë, zvogëlimi i ngarkesës së kushinetës shtytëse dhe krijimi i kushteve të lidhjes në rrjet për njësinë gjeneruese.
(3) Nënprogrami i ndalimit të fletës
Rregullat e mbylljes së fletëve janë si më poshtë: kur kontrolluesi merr komandën e mbylljes, fletët dhe fletët udhëzuese mbyllen në të njëjtën kohë sipas marrëdhënies bashkëpunuese për të siguruar stabilitetin e njësisë: kur hapja e fletës udhëzuese është më e vogël se hapja pa ngarkesë, fletët vonohen. Kur fletët udhëzuese mbyllen ngadalë, marrëdhënia bashkëpunuese midis fletës dhe fletës udhëzuese nuk mbahet më; kur shpejtësia e njësisë bie nën 80% të shpejtësisë nominale, fletët rihapen në këndin fillestar Φ0, gati për ndezjen tjetër. Përgatitja.
(4) Nënprogrami i refuzimit të ngarkesës së tehut
Refuzimi i ngarkesës do të thotë që njësia me ngarkesë shkëputet papritur nga rrjeti elektrik, duke e bërë njësinë dhe sistemin e devijimit të ujit në një gjendje të keqe operimi, gjë që lidhet drejtpërdrejt me sigurinë e termocentralit dhe njësisë. Kur ngarkesa hiqet, rregullatori është ekuivalent me një pajisje mbrojtëse, e cila bën që fletët udhëzuese dhe fletët të mbyllen menjëherë derisa shpejtësia e njësisë të bjerë afër shpejtësisë së vlerësuar. Prandaj, në heqjen aktuale të ngarkesës, fletët në përgjithësi hapen në një kënd të caktuar. Kjo hapje merret përmes testit të heqjes së ngarkesës së termocentralit aktual. Mund të sigurojë që kur njësia po heq ngarkesën, jo vetëm që rritja e shpejtësisë është e vogël, por edhe njësia është relativisht e qëndrueshme.
4 Përfundim
Duke pasur parasysh gjendjen aktuale teknike të industrisë së rregullatorëve të turbinave hidraulike në vendin tim, ky punim i referohet informacionit të ri në fushën e kontrollit të shpejtësisë së turbinave hidraulike brenda dhe jashtë vendit, dhe zbaton teknologjinë e kontrolluesit logjik të programueshëm (PLC) në kontrollin e shpejtësisë së grupit të gjeneratorëve të turbinave hidraulike. Kontrolluesi i programit (PLC) është thelbi i sistemit të rregullimit të dyfishtë të turbinave hidraulike me rrjedhje aksiale të tipit me lopatë. Zbatimi praktik tregon se skema përmirëson shumë saktësinë e koordinimit midis fletës udhëzuese dhe fletës për kushte të ndryshme të presionit të ujit, dhe përmirëson shkallën e shfrytëzimit të energjisë së ujit.
Koha e postimit: 11 shkurt 2022
