СИСТЕМА РЕГУЛЮВАННЯ ШВИДКОСТІ ГІДРОТУРБІНИ

Бічна панель сторінки статті

PDF
Опубліковано: лис 14, 2022
DOI: https://doi.org/10.20998/2411-3441.2022.1.07
Ключові слова:
система управління, робоче колесо, поворотно-лопатева гідротурбіна, регулятор, математична модель, позиційний гідропневмопривід, синтез

Основний зміст сторінки статті

Олександр Іванович Гасюк
Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»
https://orcid.org/0000-0001-6347-8501

Анотація

Наведено аналіз існуючих у світовій і вітчизняній практиці систем управління гідротурбін. Розглянуто конструктивні особливості побудови схем з дискретним і дискретно-аналоговим способом управління. Наведено схеми управління частотою обертання гідротурбіни провідних фірм-виробників гідротурбінного обладнання: ВО «ЛМЗ» і ALSTOM POWER HYDRO (Франція, Гренобль). Приведена комп'ютерна система регулювання швидкості гідравлічної турбіни гарантує безаварійну роботу в разі відхилення навантаження і збоїв в електромережі. Можливий повністю автоматичний спосіб управління гідроагрегатом, при якому комп'ютерна система управляє турбіною самостійно, на основі врахованих датчиками параметрів роботи гідроагрегату, відповідно до програми керуючої ЕОМ. Система управління постійно контролює роботу гідротурбіни, регулює її швидкість згідно з навантаженням, виконує адекватні керуючі операції. Виконано аналіз роботи схем з урахуванням специфіки функціонування системи регулювання. Розглянуто нелінійну математичну модель гідромеханічної частини регулятора для оцінки показників якості перехідних процесів, що відбуваються в процесі пуску, зупинки і реверсу гідротурбіни. Показано, що розробка теорії і методів проектування з використанням обох підходів, математичних моделей і алгоритмів управління, спрямованих на підвищення точності позиціювання і надійності гідропневмосистем з можливим спрощенням схемних рішень, є найважливішим завданням, спрямованим на отримання значного економічного ефекту при вирішенні цієї найважливішої проблеми. Отримані результати доводять, що застосування позиційних гідропневмоприводів для побудови системи управління швидкістю гідротурбіни з дискретним і дискретноаналоговим управлінням, дозволяє синтезувати гідропневмоприводи з високою точністю позиціонування, без застосування дорогих гідророзподільників з пропорційним управлінням.

Блок інформації про статтю

Номер
№ 1 (2022): Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Серія: "Гідравлічні машини та гідроагрегати"
Розділ
Статті

Посилання

Rusanov A. V., Hnyesin V. I. Naukovo-tekhnichni osnovy modelyuvannya i proektuvannya protochnykh chastyn enerhetychnykh turboustanovok [Scientific and technical bases of modeling and designing of flowing parts of power turbo installations]. Kharkiv, Ipmash Publ., 2019. 386 p.

Sokol Ye., Cherkashenko M., Potetenko O., Drankovs'kyy V., Hasyuk O., Hryb O. Hidroenerhetyka. Tom 2. Hidravlichni mashyny [Hydropower engineering. Vol. 2. Hydraulic machines]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2020. 534 p.

Migushchenko R. P., Cherkashenko M. V., Potetenko O. V., Gasyuk A. I., Doroshenko A. V., Cherkashenko A. Sistemy upravleniya gidroturbin [Hydraulic turbin control systems]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2019, no. 1, pp. 84–97.

Cherkashenko M. V., Vur'e B. A., Gasyuk A. I., Potetenko O. V. Sintez kombinatsionnykh skhem gidropnevmoavtomatiki [Synthesis of combinatorial schemes of hydropneumoautomatics]. Germany, GMBH Publ., 2020. 130 p.

Umov V. A., Filatov I. N. Dinamicheskie kharakteristiki gidravlicheskikh agregatov [Dynamic characteristics of hydraulic units]. LPI Publ., 1983. 72 p.

Umov V. A., Filatov I. N. Opredelenie parametrov i dinamicheskikh kharakteristik sistem avtomaticheskogo regulirovaniya gidroagregatov [Determination of parameters and dynamic characteristics of automatic control systems of hydraulic units]. SPbGTU Publ., 1995. 84 p.

Rukovodstvo po ekspluatatsii regulyatora skorosti ALSTOM radial'no-osevoy gidroturbiny [ALSTOM radial-axis hydraulic turbine speed regulator manual]. Grenoble, 2011. 206 p.

Afanas'ev A. M., Baykov G. M., Gavshin V. A. Sistema avtomaticheskogo upravleniya gidroturbin na programmiruemykh kontrollerakh [Automatic control system for hydraulic turbines on programmable controllers]. Nauchno-tekhnicheskie problemy sovremennogo gidromashinostroeniya i metody ikh resheniya. Trudy mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii (5–7 iyunya 2001 g., SPb) [Scientific and Technical Problems of Modern Hydromechanical Engineering and Methods of their Solutions. Proc. of the Int. Sci. and Techn. Conf. (5–7 June 2001, St. P)]. 2001, pp. 87–91.

Balagurov E. V., Bashnin O. I., Gel'fand G. P. Razrabotka i vnedrenie sistem upravleniya gidroagregatami GES [Development and implementation of hydropower unit control systems]. Nauchnotekhnicheskie problemy sovremennogo gidromashinostroeniya i metody ikh resheniya. Trudy mezhdunarodnoy nauchnotekhnicheskoy konferentsii (5–7 iyunya 2001 g., SPb) [Scientific and Technical Problems of Modern Hydromechanical Engineering and Methods of their Solutions. Proc. of the Int. Sci. and Techn. Conf. (5–7 June 2001, St. P)]. 2001, pp. 91–95.

Gorbeshko M. V., Shavlovich Z. A. Sovershenstvovanie ob"emnogo gidroprivoda mekhanizma regulirovaniya gidroturbin [Improvement of volumetric hydraulic drive of hydraulic turbine control mechanism]. Konstruktsii i rabochiy protsess gidroturbin. Trudy SPbIMash. 1997, issue 6, pp. 95–96.

Sokol Ye., Cherkashenko М. Syntesis of control schemes of drives system. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2018. 120 p.

Cherkashenko M. V., Serikov A. D., Salyga T. S., Fateev A. N., Fateeva N. N., Radchenko L. R. Pozitsionnye gidropnevmoagregaty [Positional hydropneumatic units]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2015. 115 p.

Cherkashenko M. V. Sintez minimal'nykh skhem gidropnevmoagregatov [Synthesis of minimum schemes of hydropneumatic units]. Pnevmogidromashiny Publ., 2013. 265 p.

Lur'e Z. Ya., Gasyuk A. I., Bulgakov V. A., Tsekhmistro L. N., Tsenta E. N. Sintez mekhatronnogo gidroprivoda rabochego kolesa gidroturbiny [Synthesis of a mechatronic hydraulic drive of a hydraulic turbine impeller]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2015, no. 45, pp. 47–52.

Adegbuyi P. Hydraulic and pneumatic cylinder failures, the effect of fluid cleanliness on component life. Hidraulica. 2013, no. 1, pp. 27–30.

Chengwen C. Research on PLC-Based Pneumatic Controlling System of Flying Splicer of Web-Fed Offset Presses. The Open Mechanical Engineering Journal. 2011, no. 5, pp. 160–165.

Strutyns'kyy V. B., Hurzhiy A. M., Kryvtsov V. S. Matematychne modelyuvannya protsesiv i system [Mathematical modeling of processes and systems]. Kharkiv, NAU Publ., 2011. 672 p.

Rusanov A. V., Pashchenko N. V., Kos'yanova A. I. Metod analiticheskogo profilirovaniya lopatochnykh ventsov protochnykh chastey osevykh turbin [Method of analytical profiling of blading crowns of axial turbine flow parts]. Skhidno-Yevropeys'kyy zhurnal peredovykh tekhnolohiy. 2009, no. 2/7 (38), pp. 32–37.

Jacob P. A., Ventura C., Rowland A. S. Prelimminary design and performance estimation of radial inflow turbines an automated approach. Trans. ASME, Journal of Fluids Engineering. 2012, no. 134, pp. 1–13.

Rusanov A. Designing and updating the flow part of axial and radial-axial turbines through mathematical modeling. Central European Journal of engineering. 2015, vol. 5, pp. 399–410.

Myhushchenko R. P., Kropachek O. Yu., Shchapov P. F. Teoretychni ta praktychni zasady system kontrolyu ta diahnostuvannya skladnykh promyslovykh ob"yektiv [Theoretical and practical principles of systems of control and diagnosis of complex industrial objects]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2015. 260 p.