Hydraulic Turbin Control Systems

Abstract

В статье приведен аналитический обзор и анализ существующих в мировой и отечественной практике систем управления гидротурбин. Рассмотрены конструктивные особенности построения схем с дискретным и дискретно-аналоговым способом управления. Приведены схемы управления частотой вращения гидротурбины ведущих фирм-производителей гидротурбинного оборудования: ALSTOM POWER HYDRO (Франция, Гренобль), Wood word (США), Va Tech (Австрия), Voith Siemens (Германия). Выполнен анализ работы схем и элементная база применяемой гидроаппаратуры с учетом специфики функционирования системы регулирования. Рассмотрено применение для построения систем управления двух способов синтеза управляющих устройств с применением дискретного и дискретно-аналогового способа для синтеза позиционного гидропневмопривода. Показано, что разработка методов проектирования с использованием обоих подходов, математических моделей и алгоритмов управления, направленных на повышение точности позиционирования и надежности систем с возможным упрощением схемных решений, является важнейшей задачей, направленной на получение огромного экономического эффекта при решении данной важнейшей проблемы. Полученные результаты доказывают, что применение позиционного гидропневмопривода для построения системы управления скоростью гидротурбины с дискретным и дискретно-аналоговым управлением, позволяет синтезировать гидропневмопривод с высокой точностью позиционирования, без применения дорогостоящих гидрораспределителей с пропорциональным управлением.Ключевые слова: система управления, мехатронный гидропривод, рабочее колесо, поворотно-лопастная гидротурбина, позиционный гидропневмопривод, синтез.

Turbine Speed Control

“…Система управління частотою обертання ротора гідротурбіни (СУЧОР) призначена для виконання наступних основних функцій: пуск гідроагрегату (гідротурбіни і електрогенератора), при якому механізми приходять в дію в потрібній послідовності (розворот робочого колеса, агрегат розгортається, синхронізується і підключається до мережі); робота на енергосистему великої потужності; робота на ізольоване (виділене) навантаження; стійка робота на холостому ходу; робота при скидах навантаження з відключенням генератора від енергосистеми та ін. Значуще місце в СУЧОР займають гідравлічні приводи (ГП), що представляють собою сукупність гідравлічних пристроїв, що забезпечують узгоджене виконання функцій з регулювання направляючого апарату (НА) і робочого колеса (РК) в поворотно-лопатевої турбіни [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15].…”

“…Харків) спільно з фірмою ALSTOM POWER HYDRO (Франція, Гренобль) розробили, виготовили і поставили під навантаження на ГЕС Дніпровського каскаду цифрові регулятори і системи зворотного зв'язку, що дозволяють здійснювати регулювання турбін типу Frensis, Kaplan і Kaplan Bolb[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13].Регулятор забезпечує як ручне регулювання турбіни, так і автоматичне, з огляду на штатні та позаштатні ситуації. Регулятор оснащений п'ятьма системами захисту турбіни від аварій.…”