Совершенствование конструкций и режимов работы гидравлических приводов в системах регулирования гидротурбин

• Автор: Шавлович, Зоя Анатольевна
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГИДРОТУРБИН И ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
1.1. Структурные особенности систем автоматического регулирования гидротурбин
1.2. Требования, предъявляемые к регуляторам скорости гидротурбин
1.3. Устойчивость внутреннего контура регуляторов скорости гидротурбин
1.4. Автоколебания в системе регулирования гидротурбин, вызванные нелинейностями внутреннего контура
1.5. Основные выводы
ГЛАВА 2. ДИНАМИКА ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ
СКОРОСТИ ГИДРОТУРБИН
2.1. Математическая модель системы автоматического регулирования радиально-осевой гидротурбиной
2.1.1. Математическая модель гидроагрегата, учитывающая основные нелинейности переходного процесса
2.1.2. Передаточная функция формирователя закона частоты вращения
2.1.3. Математическая модель электрогидравлической следящей
системы регулятора скорости радиально-осевой гидротурбины
2.2. Исследование влияния основных параметров внутреннего контура на динамику регулятора скорости радиально-осевой гидротурбины
2.3. Результаты и выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВНУТРЕННЕГО КОНТУРА
РЕГУЛЯТОРОВ СКОРОСТИ ГИДРОТУРБИН
ЗЛ. Цели и задачи экспериментального исследования
3.2. Экспериментальное исследование динамических свойств электрогидравлической следящей системы ГЭС Аль-Адаим
3.3. Теоретический анализ динамических свойств системы, экспериментально исследованной на стенде
3.4. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов
для ГЭС Аль-Адаим
3.5. Экспериментальные исследования электрогидравлической следящей системы регулятора скорости Красноярской ГЭС
3.6. Основные результаты и выводы
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ВНУТРЕННЕГО КОНТУРА РЕГУЛЯТОРА СКОРОСТИ ГИДРОТУРБИНЫ ПРИ РАБОТЕ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОГО РАБОЧЕГО ДАВЛЕНИЯ
4.1. Цели и задачи теоретического исследования
4.2. Теоретическое исследование динамики внутреннего контура регулятора скорости радиально-осевой гидротурбины, выполненного
на базе традиционных элементов управления
4.3. Теоретическое исследование динамики внутреннего контура регулятора скорости радиально-осевой гидротурбины, выполненного
на базе типового электрогидравлического усилителя
4.4. Основные выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
В последние годы конкуренция на мировом и отечественном рынках энергетических машин резко возросла. Это связано с тем, что турбины различных типов, в том числе и гидравлические, а также вырабатываемая ими электрическая энергия, играют все более важную роль в экономике любого государства.
К качеству электрической энергии предъявляются определенные требования, которые регламентируются отечественными и зарубежными нормативными документами. Одним из важнейших требований является точность поддержания заданной частоты, значение которой согласно ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» составляет ±0,2 Гц [18].
Устройством, призванным поддерживать частоту вращения ротора гидротурбины в заданных пределах, служит автоматический регулятор скорости [19]. Для выполнения поставленной задачи регулятор формирует управляющее воздействие, призванное компенсировать влияние возмущений на режим работы данного агрегата. Отклонения регулируемого параметра системы регулирования гидравлическими турбинами - частоты вращения - возникают, главным образом, при изменениях режима потребления электрической энергии. Обеспечить высокое качество стабилизации указанного параметра оказывается трудной задачей. И дело здесь не только в приемах разработки алгоритма, учитывающего все разнообразие возможных режимов функционирования. Не меньшее значение имеют проблемы создания средств регулирования, реализующих разработанный алгоритм наиболее эффективно. Вместе с тем пути создания эффективных аппаратных средств регулирования решающим образом зависят от требований, предъявляемым к их динамическим характеристикам.
Все проблемы, возникающие при проектировании и испытании системы регулирования, могут быть разделены на две группы. Одна включает в себя

мдІ =мо]нт,

где п - частота вращения ротора гидроагрегата;
СО2 - маховый момент гидроагрегата;
МдІ - текущий движущий момент турбины в момент времени Ц - движущий момент турбины в момент времени 1-1;
М! - приведенный момент, определяется по моментной характеристики;
£)у - диаметр рабочего колеса;
Нт - текущий напор.
Уравнение (2.2) ориентировано на получение его решения с использованием вычислительной техники.
Неустановившееся движение жидкости в напорном водоводе ГЭС может быть описано системой, содержащей два классических уравнения — движения и неразрывности [13,39]:
£ - гравитационная постоянная; р - внутреннее давление воды;
г - отметка пьезометрической линии относительно плоскости сравнения;
0 - средняя по сечению водовода скорость потока;
1 - гидравлический уклон пьезометрической линии;
/ - координата сечения водовода, отсчитываемая вдоль оси, совпадающей с
осью водовода;
с!г
уклон оси водовода к горизонту;
<11
с - скорость распространения упругой волны.

(2.3)
дН ,дН (1г с2 до
+ и( + —) +
ді ді іи ё ді
где Н = я + — - потенциальный напор;