Разработка алгоритмических и аппаратных средств исследования, реализации и настройки цифровой многофункциональной системы автоматического управления радиально-осевой гидротурбиной

• Автор: Волков, Дамир Раильевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава 1. Анализ радиальноосевой гидротурбины, объекта управления и определение основных требований к многофункциональной системе автоматического управления гидроагрегатом
1.1 Анализ объекта управления радиальноосевой гидротурбины и определение необходимых параметров регулирования.
1.2 Выбор и обоснование законов управления по каждому из параметров регулирования гидротурбины

1.3 Анализ требований к алгоритмическим и аппаратным средствам реализации САУ

1.4 Результаты и выводы.

Глава 2. Разработка алгоритмов функционирования и структуры САУ

2.1 Разработка алгоритмов функционирования САУ РОГ в различных режимах работы.

2.2 Синтез полной структуры САУ РОГ.

2.3 Определение технических требований к основным элементам САУ РОГ быстродействие, разрядность и т.п.
2.4 Состав стенда для отладки цифровой САУ РОГ
2.5 Результаты и выводы.
Глава 3. Математическое моделирование цифровой САУ РОГ
3.1 Разработка математической модели цифровой САУ РОГ.
3.2 Проверка адекватности модели цифровой САУ РОГ
3.3 Математическое моделирование цифровой САУ РОГ с целью предварительного определения ее характеристик и настройки.
3.4 Результаты и выводы.
Глава 4. Стендовое исследование и натурные испытания цифровой САУ
4.1 Исследование САУ РОГ на стенде при работе на изолированную нагрузку
4.2 Исследование САУ РОГ на стенде при работе на мощную энергосеть
4.3 Натурные испытания цифровой САУ РОГ
4.4 Результаты и выводы.
Заключение.
Библиографический список использованной литературы.
Приложения.
Введение
Актуальность


Построение статических характеристик гидротурбины ведется следующим образом. Ищ - диаметр рабочего колеса модели; ъ и число лопаток направляющего аппарата соответственно турбины и модели. Проводится ряд линий постоянных значений приведенной скорости п’ц, п’|2, п’|з и т. Л/я. В точках пересечения этих линий с кривой ам=сопз! С}’) и к. О и Н - в [м]; у - в [Н/м3]; СГ1 - в [м,/2/с]; п’| - в [м,/2*об/мин]. К.п. Точно таким же путем строятся статические характеристики и для других открытий регулирующего органа. На рис. Из графиков видно, что с увеличением скорости вращения турбины ее момент уменьшается. Этим свойством обладают все без исключения типы гидротурбин и оно называется эффектом саморегулирования. Количественно эффект саморегулирования характеризуется коэффициентом саморегулирования турбины е1? М| и пл - номинальные (расчетные) значения соответственно момента и скорости вращения турбины. Как видно из рис. П^Лк всегда имеет знак минус, т. Следует отметить, что обычно в технической литературе по регулированию гидротурбин коэффициентом саморегулирования называют величину (1. Данное выше определение коэффициента саморегулирования принято в соответствии с международным кодом по испытаниям систем регулирования гидротурбин []. Далее рассмотрим статические характеристики генератора и нагрузки. В общем виде активная мощность, потребляемая нагрузкой, является функцией напряжения и и частоты электрического тока ? Р=Р(Щ) (1. Р=Ро+Рг, (1. Р0 - активная мощность генератора при номинальной частоте ^ [Гц]; Рг-изменение мощности потребителей за счет изменения частоты или скорости вращения. Разделив все члены уравнения (1. МЕ=Мб0+Меп, (1. Значение Ыёп целиком определяется составом нагрузки. Для чисто активной нагрузки (осветительные и нагревательные приборы и др. В этом случае статические характеристики нагрузки имеют вид, показанный на рис. Рис. Статические характеристики нагрузки. Как видно из рис. СІМ. Мйп - номинальное значение момента нагрузки. В табл. Коэффициенты саморегулирования нагрузки Табл. В реальных условиях в энергосистеме встречаются в том или ином сочетании все виды нагрузки, приведенные в таблице. Например, испытания энергосистемы мощностью 0 [МВт] показали, что eg =0,6 [1]. Для наглядного представления о физическом смысле коэффициентов саморегулирования турбины et и нагрузки eg рассмотрим нерегулируемый гидроагрегат и выясним, как влияют величины et и eg на скорость его вращения при изменениях момента нагрузки. На рис. Mt является статической характеристикой гидротурбины для номинального открытия регулирующего органа. Ее коэффициент саморегулирования равен et. Пусть в первом случае момент нагрузки определяется прямой 1-1 с коэффициентом саморегулирования eg = -1, во втором - прямой 2-2 с eg = 0, в третьем - прямой 3-3 с коэффициентом саморегулирования eg = 1. Точка О пересечения этих прямых с кривой Mt определяет установившийся режим работы гидроагрегата с угловой скоростью вращения пп. Теперь для каждого из трех случаев уменьшим на одинаковую величину ДМг момент нагрузки. В результате все три прямые сместятся вниз на величину ДМ1. На рисунке новые статические характеристики показаны пунктирными линиями Г-Г, 2у-2 3’-3 Тогда для первого случая равновесный режим сместится в точку О) и скорость вращения будет пи для второго - в точку со скоростью п2, а для третьего случая равновесный режим определится точкой Оз и скоростью П3. Минимальное увеличение скорости получилось для момента нагрузки с коэффициентом саморегулирования е8=1, а максимальное - для момента с коэффициентом е8 = -1. Аналогичный результат получится, если вместо момента нагрузки изменить момент турбины на /±М{ (штриховая линия М), только в этом случае, естественно, скорость вращения агрегата уменьшится соответственно до значений П 1, П 2, п 3. Следовательно, коэффициент саморегулирования нагрузки характеризует степень изменения скорости вращения нерегулируемого гидроагрегата при изменениях моментов нагрузки или турбины. Чем больше этот коэффициент, тем меньше изменение скорости.