1 Panimula
Ang turbine governor ay isa sa dalawang pangunahing kagamitan sa pagre-regulate para sa mga hydroelectric unit. Hindi lamang nito ginagampanan ang papel na ginagampanan ng regulasyon ng bilis, ngunit nagsasagawa din ng iba't ibang mga kondisyon sa pagtatrabaho na conversion at dalas, kapangyarihan, anggulo ng phase at iba pang kontrol ng mga hydroelectric na yunit ng pagbuo at pinoprotektahan ang gulong ng tubig. Ang gawain ng generator set. Ang mga turbine governor ay dumaan sa tatlong yugto ng pag-unlad: mechanical hydraulic governors, electro-hydraulic governors at microcomputer digital hydraulic governors. Sa mga nagdaang taon, ang mga programmable controllers ay ipinakilala sa turbine speed control system, na may malakas na anti-interference na kakayahan at mataas na pagiging maaasahan; simple at maginhawang programming at operasyon; modular na istraktura, mahusay na versatility, flexibility, at maginhawang pagpapanatili; Ito ay may mga pakinabang ng malakas na pag-andar ng kontrol at kakayahan sa pagmamaneho; ito ay praktikal na napatunayan.
Sa papel na ito, ang pananaliksik sa PLC hydraulic turbine dual adjustment system ay iminungkahi, at ang programmable controller ay ginagamit upang mapagtanto ang dual adjustment ng guide vane at paddle, na nagpapabuti sa katumpakan ng koordinasyon ng guide vane at ang vane para sa iba't ibang water head. Ipinapakita ng pagsasanay na pinapabuti ng dual control system ang rate ng paggamit ng enerhiya ng tubig.
2. Sistema ng regulasyon ng turbine
2.1 Sistema ng regulasyon ng turbine
Ang pangunahing gawain ng sistema ng kontrol ng bilis ng turbine ay upang baguhin ang pagbubukas ng mga gabay na vanes ng turbine nang naaayon sa pamamagitan ng gobernador kapag ang pagkarga ng sistema ng kuryente ay nagbabago at ang bilis ng pag-ikot ng yunit ay lumihis, upang ang bilis ng pag-ikot ng turbine ay mapanatili sa loob ng tinukoy na saklaw, upang mapatakbo ang yunit ng generator. Ang lakas at dalas ng output ay nakakatugon sa mga kinakailangan ng user. Ang mga pangunahing gawain ng regulasyon ng turbine ay maaaring nahahati sa regulasyon ng bilis, aktibong regulasyon ng kuryente at regulasyon ng antas ng tubig.
2.2 Ang prinsipyo ng regulasyon ng turbine
Ang isang hydro-generator unit ay isang yunit na nabuo sa pamamagitan ng pagkonekta ng isang hydro-turbine at isang generator. Ang umiikot na bahagi ng hydro-generator set ay isang matibay na katawan na umiikot sa isang nakapirming axis, at ang equation nito ay maaaring ilarawan ng sumusunod na equation:
Sa formula
——Ang sandali ng pagkawalang-kilos ng umiikot na bahagi ng yunit (Kg m2)
——Rotation angular velocity (rad/s)
——Turbine torque (N/m), kasama ang generator mechanical at electrical loss.
——Generator resistance torque, na tumutukoy sa kumikilos na torque ng generator stator sa rotor, ang direksyon nito ay kabaligtaran sa direksyon ng pag-ikot, at kumakatawan sa aktibong power output ng generator, iyon ay, ang laki ng load.
Kapag nagbago ang load, ang pagbubukas ng guide vane ay nananatiling hindi nagbabago, at ang bilis ng yunit ay maaari pa ring patatagin sa isang tiyak na halaga. Dahil ang bilis ay lilihis mula sa na-rate na halaga, hindi sapat na umasa sa kakayahan sa pagsasaayos sa sarili na pagbabalanse upang mapanatili ang bilis. Upang mapanatili ang bilis ng yunit sa orihinal na na-rate na halaga pagkatapos ng mga pagbabago sa pagkarga, makikita mula sa Figure 1 na kinakailangang baguhin ang pagbubukas ng guide vane nang naaayon. Kapag bumaba ang load, kapag ang resistensya ng metalikang kuwintas ay nagbago mula 1 hanggang 2, ang pagbubukas ng guide vane ay mababawasan sa 1, at ang bilis ng yunit ay mapapanatili. Samakatuwid, sa pagbabago ng load, ang pagbubukas ng mekanismo ng paggabay ng tubig ay naaayon sa pagbabago, upang ang bilis ng hydro-generator unit ay mapanatili sa isang paunang natukoy na halaga, o mga pagbabago ayon sa isang paunang natukoy na batas. Ang prosesong ito ay ang pagsasaayos ng bilis ng hydro-generator unit. , o regulasyon ng turbine.
3. PLC hydraulic turbine dual adjustment system
Ang turbine governor ay upang kontrolin ang pagbubukas ng mga water guide vanes upang ayusin ang daloy sa runner ng turbine, sa gayon ay binabago ang dynamic na torque ng turbine at kinokontrol ang frequency ng turbine unit. Gayunpaman, sa panahon ng pagpapatakbo ng axial-flow rotary paddle turbine, hindi lamang dapat ayusin ng gobernador ang pagbubukas ng mga guide vanes, ngunit ayusin din ang anggulo ng mga runner blades ayon sa stroke at water head value ng guide vane follower, upang ang guide vane at ang vane ay konektado. Panatilihin ang isang kooperatiba na relasyon sa pagitan nila, iyon ay, isang relasyon sa koordinasyon, na maaaring mapabuti ang kahusayan ng turbine, bawasan ang blade cavitation at vibration ng unit, at mapahusay ang katatagan ng operasyon ng turbine.
Ang hardware ng PLC control turbine vane system ay pangunahing binubuo ng dalawang bahagi, katulad ng PLC controller at hydraulic servo system. Una, pag-usapan natin ang istraktura ng hardware ng PLC controller.
3.1 PLC controller
Ang PLC controller ay pangunahing binubuo ng input unit, PLC basic unit at output unit. Ang input unit ay binubuo ng A/D module at digital input module, at ang output unit ay binubuo ng D/A module at digital input module. Ang PLC controller ay nilagyan ng LED digital display para sa real-time na pagmamasid ng mga parameter ng PID ng system, posisyon ng tagasunod ng vane, posisyon ng tagasunod ng gabay ng vane at halaga ng ulo ng tubig. Ang isang analog na voltmeter ay ibinibigay din upang subaybayan ang posisyon ng tagasunod ng vane sa kaganapan ng isang pagkabigo ng microcomputer controller.
3.2 Hydraulic follow-up system
Ang hydraulic servo system ay isang mahalagang bahagi ng turbine vane control system. Ang output signal ng controller ay hydraulically amplified upang kontrolin ang paggalaw ng vane follower, at sa gayon ay inaayos ang anggulo ng mga runner blades. Pinagtibay namin ang kumbinasyon ng proportional valve control main pressure valve type electro-hydraulic control system at tradisyunal na machine-hydraulic control system para bumuo ng parallel hydraulic control system ng electro-hydraulic proportional valve at machine-hydraulic valve gaya ng ipinapakita sa Figure 2. Hydraulic follow-up system para sa turbine blades.
Hydraulic follow-up system para sa turbine blades
Kapag ang PLC controller, electro-hydraulic proportional valve at position sensor ay normal lahat, ang PLC electro-hydraulic proportional control method ay ginagamit upang ayusin ang turbine vane system, ang position feedback value at control output value ay ipinapadala ng mga electrical signal, at ang mga signal ay synthesize ng PLC controller. , pagpoproseso at paggawa ng desisyon, ayusin ang pagbubukas ng balbula ng pangunahing balbula ng pamamahagi ng presyon sa pamamagitan ng proporsyonal na balbula upang makontrol ang posisyon ng tagasunod ng vane, at mapanatili ang kooperatiba na relasyon sa pagitan ng guide vane, ng water head at ng vane. Ang turbine vane system na kinokontrol ng electro-hydraulic proportional valve ay may mataas na synergy precision, simple system structure, malakas na oil pollution resistance, at maginhawang makipag-interface sa PLC controller upang bumuo ng microcomputer automatic control system.
Dahil sa pagpapanatili ng mechanical linkage mechanism, sa electro-hydraulic proportional control mode, ang mechanical linkage mechanism ay sabay ding gumagana upang subaybayan ang operating status ng system. Kung ang PLC electro-hydraulic proportional control system ay nabigo, ang switching valve ay kikilos kaagad, at ang mekanikal na mekanismo ng linkage ay karaniwang masusubaybayan ang tumatakbong estado ng electro-hydraulic proportional control system. Kapag lumilipat, ang epekto ng system ay maliit, at ang vane system ay maaaring maayos na lumipat sa Ang mechanical association control mode ay lubos na ginagarantiyahan ang pagiging maaasahan ng pagpapatakbo ng system.
Noong idinisenyo namin ang hydraulic circuit, muling idinisenyo namin ang valve body ng hydraulic control valve, ang katugmang laki ng valve body at ang valve sleeve, ang laki ng koneksyon ng valve body at ang pangunahing pressure valve, at ang mekanikal Ang laki ng connecting rod sa pagitan ng hydraulic valve at ang pangunahing pressure distribution valve ay pareho sa orihinal. Tanging ang valve body ng hydraulic valve ang kailangang palitan sa panahon ng pag-install, at walang ibang bahagi ang kailangang baguhin. Ang istraktura ng buong hydraulic control system ay napaka-compact. Sa batayan ng ganap na pagpapanatili ng mekanikal na mekanismo ng synergy, ang isang electro-hydraulic proportional na mekanismo ng kontrol ay idinagdag upang mapadali ang interface sa PLC controller upang mapagtanto ang digital synergy control at mapabuti ang katumpakan ng koordinasyon ng turbine vane system. ; At ang proseso ng pag-install at pag-debug ng system ay napakadali, na nagpapaikli sa downtime ng hydraulic turbine unit, pinapadali ang pagbabago ng hydraulic control system ng hydraulic turbine, at may magandang praktikal na halaga. Sa panahon ng aktwal na operasyon sa site, ang sistema ay lubos na sinusuri ng mga tauhan ng inhinyero at teknikal ng istasyon ng kuryente, at pinaniniwalaan na maaari itong gawing popular at mailapat sa hydraulic servo system ng gobernador ng maraming mga istasyon ng hydropower.
3.3 Istraktura ng software ng system at paraan ng pagpapatupad
Sa sistema ng turbine vane na kontrolado ng PLC, ginagamit ang digital synergy method para mapagtanto ang synergy relationship sa mga guide vanes, water head at pagbubukas ng vane. Kung ikukumpara sa tradisyonal na mekanikal na paraan ng synergy, ang digital synergy na pamamaraan ay may mga pakinabang ng madaling pag-trim ng parameter, Ito ay may mga pakinabang ng maginhawang pag-debug at pagpapanatili, at mataas na katumpakan ng pagsasamahan. Ang software structure ng vane control system ay pangunahing binubuo ng system adjustment function program, ang control algorithm program at ang diagnosis program. Sa ibaba ay tinatalakay natin ang mga pamamaraan ng pagsasakatuparan ng tatlong bahagi sa itaas ng programa ayon sa pagkakabanggit. Pangunahing kasama sa programa ng adjustment function ang isang subroutine ng isang synergy, isang subroutine ng pagsisimula ng vane, isang subroutine ng paghinto ng vane at isang subroutine ng load shedding ng vane. Kapag gumagana ang system, kinikilala at hinuhusgahan muna nito ang kasalukuyang kondisyon ng pagpapatakbo, pagkatapos ay sisimulan ang switch ng software, isasagawa ang kaukulang adjustment function subroutine, at kinakalkula ang ibinigay na posisyon na halaga ng vane follower.
(1) Subroutine ng samahan
Sa pamamagitan ng pagsubok ng modelo ng yunit ng turbine, maaaring makuha ang isang batch ng mga sinusukat na puntos sa magkasanib na ibabaw. Ang tradisyunal na mechanical joint cam ay ginawa batay sa mga sinusukat na puntong ito, at ginagamit din ng digital joint method ang mga sinusukat na puntong ito upang gumuhit ng isang set ng magkasanib na curve. Ang pagpili ng mga kilalang punto sa curve ng asosasyon bilang mga node, at pag-ampon ng paraan ng piecewise linear interpolation ng binary function, ang halaga ng function ng mga hindi node sa linyang ito ng asosasyon ay maaaring makuha.
(2) Subroutine sa pagsisimula ng Vane
Ang layunin ng pag-aaral ng batas sa pagsisimula ay paikliin ang oras ng pagsisimula ng yunit, bawasan ang pagkarga ng thrust bearing, at lumikha ng mga kondisyong konektado sa grid para sa yunit ng generator.
(3) Vane stop subroutine
Ang pagsasara ng mga alituntunin ng vanes ay ang mga sumusunod: kapag natanggap ng controller ang shutdown command, ang mga vanes at ang guide vane ay sarado nang sabay-sabay ayon sa cooperative relationship upang matiyak ang katatagan ng unit: kapag ang guide vane opening ay mas mababa kaysa sa no-load opening, ang vanes lag Kapag ang guide vane ay dahan-dahang sarado, ang cooperative relationship sa pagitan ng vane at guide vane ay hindi na mapanatili; kapag ang bilis ng unit ay bumaba sa ibaba 80% ng na-rate na bilis, ang vane ay muling bubuksan sa panimulang anggulo Φ0, handa na para sa susunod na pagsisimula Maghanda.
(4) Subroutine sa pagtanggi sa pag-load ng blade
Ang pagtanggi sa pag-load ay nangangahulugan na ang unit na may load ay biglang nadiskonekta mula sa power grid, na ginagawang ang unit at ang water diversion system ay nasa isang masamang estado ng operating, na direktang nauugnay sa kaligtasan ng power plant at ng unit. Kapag ang load ay nalaglag, ang gobernador ay katumbas ng isang proteksyon na aparato, na ginagawang ang mga gabay vane at vanes ay agad na sumasara hanggang ang bilis ng yunit ay bumaba sa paligid ng na-rate na bilis. katatagan. Samakatuwid, sa aktwal na pagpapadanak ng pagkarga, ang mga vanes ay karaniwang binubuksan sa isang tiyak na anggulo. Ang pagbubukas na ito ay nakukuha sa pamamagitan ng load shedding test ng aktwal na power station. Ito ay maaaring matiyak na kapag ang yunit ay nagpapadanak ng load, hindi lamang ang pagtaas ng bilis ay maliit, ngunit din ang yunit ay medyo matatag. .
4 Konklusyon
Dahil sa kasalukuyang teknikal na katayuan ng industriya ng hydraulic turbine governor ng aking bansa, ang papel na ito ay tumutukoy sa bagong impormasyon sa larangan ng hydraulic turbine speed control sa loob at labas ng bansa, at inilalapat ang programmable logic controller (PLC) na teknolohiya sa kontrol ng bilis ng hydraulic turbine generator set. Ang program controller (PLC) ay ang core ng axial-flow paddle-type hydraulic turbine dual-regulation system. Ang praktikal na aplikasyon ay nagpapakita na ang scheme ay lubos na nagpapabuti sa katumpakan ng koordinasyon sa pagitan ng guide vane at ng vane para sa iba't ibang kondisyon ng ulo ng tubig, at pinapabuti ang rate ng paggamit ng enerhiya ng tubig.
Oras ng post: Peb-11-2022
