1 Kirish
Turbina regulyatori gidroelektr qurilmalari uchun ikkita asosiy tartibga solish uskunalaridan biridir. U nafaqat tezlikni tartibga solish rolini o'ynaydi, balki gidroelektr generatorlarining turli ish sharoitlarini o'zgartirish va chastota, quvvat, faza burchagi va boshqa boshqaruvlarini ham amalga oshiradi va suv g'ildiragini himoya qiladi. Generator to'plamining vazifasi. Turbina regulyatorlari rivojlanishning uch bosqichidan o'tdi: mexanik gidravlik regulyatorlar, elektro-gidravlik regulyatorlar va mikrokompyuterli raqamli gidravlik regulyatorlar. So'nggi yillarda turbina tezligini boshqarish tizimlariga dasturlashtiriladigan regulyatorlar kiritildi, ular kuchli shovqinlarga qarshi qobiliyat va yuqori ishonchlilikka ega; oddiy va qulay dasturlash va ishlatish; modulli tuzilish, yaxshi ko'p qirralilik, moslashuvchanlik va qulay texnik xizmat ko'rsatish; kuchli boshqaruv funktsiyasi va haydash qobiliyatining afzalliklariga ega; bu amalda tasdiqlangan.
Ushbu maqolada PLC gidravlik turbinasi ikki tomonlama sozlash tizimi bo'yicha tadqiqotlar taklif qilingan va dasturlashtiriladigan boshqaruvchi yo'naltiruvchi qanot va belkurakning ikki tomonlama sozlashini amalga oshirish uchun ishlatiladi, bu esa turli suv sathlari uchun yo'naltiruvchi qanot va qanotning muvofiqlashtirish aniqligini oshiradi. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, ikki tomonlama boshqarish tizimi suv energiyasidan foydalanish tezligini oshiradi.
2. Turbinalarni boshqarish tizimi
2.1 Turbinalarni boshqarish tizimi
Turbina tezligini boshqarish tizimining asosiy vazifasi energiya tizimining yuki o'zgarganda va blokning aylanish tezligi o'zgarganda turbinaning yo'naltiruvchi qanotlarining ochilishini regulyator orqali mos ravishda o'zgartirishdir, shunda turbinaning aylanish tezligi belgilangan diapazonda saqlanadi, shu bilan generator bloki ishlaydi. Chiqish quvvati va chastotasi foydalanuvchi talablariga javob beradi. Turbinaning asosiy vazifalarini tezlikni boshqarish, faol quvvatni boshqarish va suv sathini boshqarishga bo'lish mumkin.
2.2 Turbinalarni boshqarish printsipi
Gidrogenerator bloki - bu gidroturbina va generatorni ulash orqali hosil qilingan blok. Gidrogenerator to'plamining aylanadigan qismi qo'zg'almas o'q atrofida aylanadigan qattiq jism bo'lib, uning tenglamasini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:
Formulada
—— Jihozning aylanuvchi qismining inersiya momenti (Kg m2)
——Aylanish burchak tezligi (rad/s)
——Generatorning mexanik va elektr yo'qotishlarini o'z ichiga olgan holda turbina momenti (N/m).
——Generator qarshilik momenti, bu generator statorining rotordagi ta'sir qiluvchi momentini anglatadi, uning yo'nalishi aylanish yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lib, generatorning faol quvvat chiqishini, ya'ni yuk hajmini ifodalaydi.
Yuk o'zgarganda, yo'naltiruvchi qanotning ochilishi o'zgarishsiz qoladi va birlik tezligi ma'lum bir qiymatda barqarorlashtirilishi mumkin. Tezlik nominal qiymatdan chetga chiqishi sababli, tezlikni saqlab qolish uchun o'z-o'zini muvozanatlash sozlash qobiliyatiga tayanishning o'zi yetarli emas. Yuk o'zgarganda, birlik tezligini asl nominal qiymatda ushlab turish uchun 1-rasmdan ko'rinib turibdiki, yo'naltiruvchi qanotning ochilishini shunga mos ravishda o'zgartirish kerak. Yuk kamayganda, qarshilik momenti 1 dan 2 gacha o'zgarganda, yo'naltiruvchi qanotning ochilishi 1 ga kamayadi va birlik tezligi saqlanib qoladi. Shuning uchun, yuk o'zgarishi bilan suv yo'naltiruvchi mexanizmning ochilishi mos ravishda o'zgaradi, shunda gidrogenerator blokining tezligi oldindan belgilangan qiymatda saqlanadi yoki oldindan belgilangan qonunga muvofiq o'zgaradi. Bu jarayon gidrogenerator blokining tezligini sozlash yoki turbina regulyatsiyasi hisoblanadi.
3. PLC gidravlik turbinali ikki tomonlama sozlash tizimi
Turbina boshqaruvchisi turbinaning yuguruvchisiga oqimni sozlash uchun suv yo'naltiruvchi pervanellarning ochilishini boshqarishi, shu bilan turbinaning dinamik momentini o'zgartirishi va turbina blokining chastotasini boshqarishi kerak. Biroq, eksenel oqimli aylanuvchi turbinaning ishlashi paytida boshqaruvchi nafaqat yo'naltiruvchi pervanellarning ochilishini sozlashi, balki yo'naltiruvchi pervanel izdoshining zarbasi va suv bosimi qiymatiga muvofiq yuguruvchi pervanellarning burchagini ham sozlashi kerak, shunda yo'naltiruvchi pervanel va pervanel bir-biriga ulanadi. Ular o'rtasida hamkorlik aloqasini, ya'ni muvofiqlashtirish aloqasini saqlang, bu turbinaning samaradorligini oshirishi, pervanelning kavitatsiyasi va tebranishini kamaytirishi va turbinaning ishlashining barqarorligini oshirishi mumkin.
PLC boshqaruv turbinasi qanot tizimining apparati asosan ikkita qismdan iborat: PLC kontrolleri va gidravlik servo tizim. Avvalo, PLC kontrollerining apparat tuzilishini muhokama qilaylik.
3.1 PLC boshqaruvchisi
PLC kontrolleri asosan kirish bloki, PLC asosiy bloki va chiqish blokidan iborat. Kirish bloki A/D moduli va raqamli kirish modulidan, chiqish bloki esa D/A moduli va raqamli kirish modulidan iborat. PLC kontrolleri tizim PID parametrlarini, qanot izdoshining holatini, yo'naltiruvchi qanot izdoshining holatini va suv bosimi qiymatini real vaqt rejimida kuzatish uchun LED raqamli displey bilan jihozlangan. Mikrokompyuter kontrolleri ishlamay qolganda qanot izdoshining holatini kuzatish uchun analog voltmetr ham taqdim etiladi.
3.2 Shlangi kuzatuv tizimi
Shlangi servo tizim turbina qanotini boshqarish tizimining muhim qismidir. Nazoratchining chiqish signali qanot izdoshining harakatini boshqarish uchun gidravlik ravishda kuchaytiriladi va shu bilan yuguruvchi pichoqlarning burchagini sozlaydi. Biz 2-rasmda ko'rsatilgandek, elektro-gidravlik proporsional klapan va mashina-gidravlik klapanning parallel gidravlik boshqaruv tizimini yaratish uchun proporsional klapan boshqaruvining asosiy bosim klapani turidagi elektro-gidravlik boshqaruv tizimi va an'anaviy mashina-gidravlik boshqaruv tizimining kombinatsiyasini qo'lladik. Turbina pichoqlari uchun gidravlik kuzatuv tizimi.
Turbina pichoqlari uchun gidravlik kuzatuv tizimi
PLC kontrolleri, elektro-gidravlik proporsional klapan va pozitsiya sensori normal holatda bo'lganda, turbina qanot tizimini sozlash uchun PLC elektro-gidravlik proporsional boshqaruv usuli qo'llaniladi, pozitsiya teskari aloqa qiymati va boshqaruv chiqish qiymati elektr signallari orqali uzatiladi va signallar PLC kontrolleri tomonidan sintez qilinadi. , qayta ishlash va qaror qabul qilish, qanot izdoshining holatini boshqarish uchun proporsional klapan orqali asosiy bosim taqsimlash klapanining klapan ochilishini sozlash va yo'naltiruvchi qanot, suv boshi va qanot o'rtasidagi hamkorlik aloqasini saqlab qolish. Elektrogidravlik proporsional klapan tomonidan boshqariladigan turbina qanot tizimi yuqori sinergiya aniqligiga, oddiy tizim tuzilishiga, kuchli moy ifloslanishiga chidamliligiga ega va mikrokompyuter avtomatik boshqaruv tizimini yaratish uchun PLC kontrolleri bilan interfeys qilish qulay.
Mexanik bog'lanish mexanizmining saqlanib qolishi tufayli, elektro-gidravlik proporsional boshqaruv rejimida mexanik bog'lanish mexanizmi tizimning ish holatini kuzatish uchun sinxron ravishda ishlaydi. Agar PLC elektro-gidravlik proporsional boshqaruv tizimi ishlamay qolsa, kommutatsiya klapani darhol ishlaydi va mexanik bog'lanish mexanizmi asosan elektro-gidravlik proporsional boshqaruv tizimining ish holatini kuzatishi mumkin. Kommutatsiya paytida tizimning ta'siri kichik bo'ladi va qanotli tizim muammosiz o'tishi mumkin. Mexanik bog'lanishni boshqarish rejimi tizim ishlashining ishonchliligini katta darajada kafolatlaydi.
Shlangi sxemani loyihalashda biz gidravlik boshqaruv klapanining klapan korpusini, klapan korpusi va klapan yengining mos keladigan o'lchamini, klapan korpusi va asosiy bosim klapanining ulanish o'lchamini va mexanikni qayta loyihalashtirdik. Shlangi klapan va asosiy bosim taqsimlash klapani orasidagi bog'lovchi novda o'lchami asl nusxasi bilan bir xil. O'rnatish paytida faqat gidravlik klapanning klapan korpusini almashtirish kerak va boshqa qismlarni o'zgartirish shart emas. Butun gidravlik boshqaruv tizimining tuzilishi juda ixcham. Mexanik sinergiya mexanizmini to'liq saqlab qolish asosida, raqamli sinergiya boshqaruvini amalga oshirish va turbina qanoti tizimining muvofiqlashtirish aniqligini oshirish uchun PLC kontrolleri bilan interfeysni osonlashtirish uchun elektro-gidravlik mutanosib boshqaruv mexanizmi qo'shilgan. ; Va tizimni o'rnatish va nosozliklarni tuzatish jarayoni juda oson, bu gidravlik turbina blokining ishlamay qolish vaqtini qisqartiradi, gidravlik turbinaning gidravlik boshqaruv tizimini o'zgartirishni osonlashtiradi va yaxshi amaliy qiymatga ega. Qurilish maydonchasida amalda foydalanish jarayonida tizim elektr stantsiyasining muhandislik-texnik xodimlari tomonidan yuqori baholanadi va uni ko'plab gidroelektrostansiyalarning boshqaruvchi gidravlik servo tizimida ommalashtirish va qo'llash mumkinligiga ishoniladi.
3.3 Tizim dasturiy ta'minotining tuzilishi va amalga oshirish usuli
PLC tomonidan boshqariladigan turbina qanot tizimida yo'naltiruvchi qanotlar, suv boshi va qanot ochilishi o'rtasidagi sinergiya munosabatini amalga oshirish uchun raqamli sinergiya usuli qo'llaniladi. An'anaviy mexanik sinergiya usuli bilan taqqoslaganda, raqamli sinergiya usuli parametrlarni oson kesish, qulay nosozliklarni tuzatish va texnik xizmat ko'rsatish hamda yuqori aniqlikdagi assotsiatsiya afzalliklariga ega. Qanotni boshqarish tizimining dasturiy ta'minot tuzilishi asosan tizimni sozlash funktsiyasi dasturi, boshqaruv algoritmi dasturi va diagnostika dasturidan iborat. Quyida biz dasturning yuqoridagi uchta qismining amalga oshirish usullarini muhokama qilamiz. Sozlash funktsiyasi dasturi asosan sinergiyaning kichik dasturini, qanotni ishga tushirishning kichik dasturini, qanotni to'xtatishning kichik dasturini va qanotning yukni tushirishning kichik dasturini o'z ichiga oladi. Tizim ishlayotganda, u avval joriy ish holatini aniqlaydi va baholaydi, keyin dasturiy ta'minot tugmachasini ishga tushiradi, mos keladigan sozlash funktsiyasi kichik dasturini bajaradi va qanot izdoshining berilgan pozitsiya qiymatini hisoblaydi.
(1) Assotsiatsiya kichik dasturi
Turbina blokining model sinovi orqali bo'g'im yuzasida o'lchangan nuqtalar partiyasini olish mumkin. An'anaviy mexanik bo'g'im kami ushbu o'lchangan nuqtalar asosida tayyorlanadi va raqamli bo'g'im usuli ham ushbu o'lchangan nuqtalardan foydalanib, bo'g'im egri chiziqlari to'plamini chizadi. Assotsiatsiya egri chizig'idagi ma'lum nuqtalarni tugun sifatida tanlash va ikkilik funksiyaning bo'lak-bo'lak chiziqli interpolyatsiyasi usulini qo'llash orqali, ushbu assotsiatsiya chizig'idagi tugun bo'lmaganlarning funksiya qiymatini olish mumkin.
(2) Vane ishga tushirish kichik dasturi
Ishga tushirish qonunini o'rganishdan maqsad blokning ishga tushirish vaqtini qisqartirish, itarish podshipnigining yukini kamaytirish va generator bloki uchun tarmoqqa ulangan sharoitlarni yaratishdir.
(3) Vane stop subprogrammi
Pervanellarning yopilish qoidalari quyidagicha: boshqaruvchi o'chirish buyrug'ini olganda, pervanellar va yo'naltiruvchi pervanellar bir vaqtning o'zida kooperativ munosabatlarga muvofiq yopiladi, bu esa jihozning barqarorligini ta'minlaydi: yo'naltiruvchi pervanelning ochilishi yuksiz ochilishdan kamroq bo'lganda, pervanellar orqada qoladi. Yo'naltiruvchi pervanel sekin yopilganda, pervanel va yo'naltiruvchi pervanel o'rtasidagi kooperativ munosabatlar endi saqlanib qolmaydi; jihoz tezligi nominal tezlikning 80% dan pastga tushganda, pervanel Φ0 boshlang'ich burchagiga qayta ochiladi va keyingi ishga tushirishga tayyor bo'ladi. Tayyorlang.
(4) Pichoq yukini rad etish kichik dasturi
Yukning rad etilishi yuk bilan jihozning to'satdan elektr tarmog'idan uzilib qolishini anglatadi, bu esa jihoz va suvni yo'naltirish tizimining yomon ish holatiga tushishini anglatadi, bu esa elektr stantsiyasi va jihozning xavfsizligi bilan bevosita bog'liq. Yuk tushirilganda, regulyator himoya moslamasiga teng bo'lib, u yo'naltiruvchi pervanellar va pervanellarni jihoz tezligi nominal tezlikka yaqinlashguncha darhol yopadi. Shuning uchun, haqiqiy yukni yo'qotishda pervanellar odatda ma'lum bir burchak ostida ochiladi. Bu teshik haqiqiy elektr stantsiyasining yukni yo'qotish sinovi orqali olinadi. Bu jihoz yukni yo'qotganda nafaqat tezlikning oshishi kichik bo'lishini, balki jihozning nisbatan barqaror bo'lishini ham ta'minlaydi.
4 Xulosa
Mamlakatimning gidravlik turbina boshqaruvchisi sanoatining hozirgi texnik holatini hisobga olgan holda, ushbu maqolada mamlakatimizda va chet elda gidravlik turbina tezligini boshqarish sohasidagi yangi ma'lumotlarga havola qilinadi va dasturlashtiriladigan mantiqiy boshqaruvchi (PLC) texnologiyasini gidravlik turbina generator to'plamining tezlikni boshqarishga qo'llaydi. Dastur boshqaruvchisi (PLC) eksenel oqimli eshkakli gidravlik turbina ikki tomonlama boshqaruv tizimining yadrosidir. Amaliy qo'llanilishi shuni ko'rsatadiki, sxema turli suv bosimi sharoitlari uchun yo'naltiruvchi qanot va qanot o'rtasidagi muvofiqlashtirish aniqligini sezilarli darajada yaxshilaydi va suv energiyasidan foydalanish tezligini oshiradi.
Nashr vaqti: 2022-yil 11-fevral
