M t ụmen do turbine sinh ra (kGm).
H Cột nước làm việc của turbine (m) Từ (3) và (4), kểđến hệ số tổn thất Φ , rỳt ra:
S dịch chuyển
dịch chuyển phản hồi xylanh van tỷ lệ PID f máy phát tuabin tần số f đặt phản hồi
Hỡnh 2.6 Sơ đồ khối điều khiển
Trong quỏ trỡnh làm việc của cả hệ thống tuabin mỏy phỏt, khi phụ tải thay
đổi trờn lưới làm cho mụmen cản trờn tuabin thay đổi. Điều này dẫn tới việc tốc độ
tuabin thay đổi làm cho tần số của dũng điện cũng bị biến đổi theo. Sự thay đổi tần số này được đo và phản hổi bởi bộ phận cảm biến tần số (phản hồi tần số) đến và so sỏnh với giỏ trị tần sốđó đặt trước. Sự sai lệch tần số này được thể hiện bằng tớn hiệu điện sai lệch đưa vào bộđiều khiển PID. Thụng qua bộđiều khiển PID, cú tớn hiệu điện điều khiển hợp lý với sự sai lệch đú bằng tớn hiệu dũng điện tỏc động vào van tỷ lệ. Sự sai lệch càng lớn thỡ sau khi qua PID dũng điện điều khiển sẽ
càng lớn, sự sai lệch vẫn cú thỡ qua PID dũng điện điều khiển van tỷ lệ vẫn tồn tại.
Độ mở của van tỷ lệđược tỷ lệ với dũng điện mà PID đưa ra. Độ mở này phải hợp lý với độ lệch tần số, thụng qua độ mở này điều khiển xylanh với vận tốc hợp lý với sự sai lệch đú. Tốc độ dịch chuyển của xylanh được kiểm soỏt và đo đạc bởi bộ phận sensor đo vận tốc xylanh. Bộ phận phản hồi này đưa trở lại bộ điều khiển
để kiểm soỏt được tốc độ của xylanh trong quỏ trỡnh làm việc. Phản hồi vị trớ của xylanh tới bộ điều khiển, ta cú thể kiểm soỏt được gúc mở hay độ mở của cỏnh hướng. Vị trớ của xylanh này sẽđược kiểm soỏt bởi bộđiều khiển. Từđõy bộ điều khiển sẽđưa ra vị trớ xylanh hợp lý. Trờn đõy là chếđộđiều chỉnh theo sai lệch bởi tần số. Trong thực tế sau khi turbine – mỏy phỏt đó phỏt điện hoặc hoà lưới thỡ chế độđiều chỉnh cũn cú chếđộđiều chỉnh theo cụng suất. Nguyờn lý của chếđộđiều chỉnh theo cụng suất cũng tương tự như chế độ điều chỉnh theo tần số. Bộ điều chỉnh cũng dựa vào sự thay đổi cụng suất phỏt – cụng suất tiờu thụ mà đưa ra tớn
hiệu điều chỉnh nhằm đúng hoặc mở cỏnh hướng để tăng hoặc giảm cụng suất khi cú sự thay đổi cụng suất tiờu thụ. 2.3.3 Sơđồ hệ thống thuỷ lực U S M 1 2 18 17 4 3 5 6 7 15 14 16 12 13 9 10 11 19 8 20 21 Hỡnh 2.7 Sơ đồ thuỷ lực
1-Bơm bỏnh răng; 2- Động cơđiện; 3- van 1 chiều; 4- Van 2/2; 5- Van 4/2; 6- Van tỷ lệ 4/4; 7- Xylanh tỏc động kộp; 9,10,11, 17 – Cỏc rơle ỏp suất; 8, 12,13 – Khoỏ; 14 - Tiết lưu; 15 - Cụm van tiết lưu; 16 – Bỡnh tớch năng; 18 - Lọc dầu ; 19- Bơm tay; 20-Thựng dầu; 21- Thang đo.
Nguyờn lý làm việc của hệ thống thuỷ lực được mổ tả như sau:
Thựng dầu 20 chứa lượng dầu đủ để hệ thống làm việc, lắng cặn, làm mỏt. Thang đo dầu sẽ bỏo cho người vận hành biết mức dầu hiện tại trong thựng tới
đõu, cú đủđể hệ thống làm việc hay khụng.
Quỏ trỡnh hoạt động bỡnh thường:
Khoỏ (12) và (13) đúng lại để ngắt bơm tay khỏi hệ thống, đúng khoỏ (8). Cuộn từ của van (4) và (5) cú điện nờn chỳng ở vị trớ 2 (ngắt dũng thuỷ lực đi qua van). Động cơ (2) lai bơm bỏnh răng (1) thụng qua khớp nối mềm. Bơm (1) hỳt
dầu và cung cấp dầu vào bỡnh tớch năng (16) thụng qua van (3) và (15). Van (3) cú nhiệm vụ chỉ cho dầu đi từ bơm đến bỡnh tớch năng mà khụng cho chiều đi ngược lại. Van (15) cú tỏc dụng cung cấp lưu lượng khụng điều chỉnh khi chiều từ bơm tới bỡnh tớch năng và điều chỉnh nhờ tiết lưu với chiều ngược lại. Như vậy đoạn từ
van (3) tới van (15) là dũng dầu cú ỏp suất được nối với nguồn thuỷ lực (bỡnh tớch năng), khi ỏp suất trong bỡnh tớch năng khụng đủ để hoạt động sẽ được bơm (2) cung cấp dầu ỏp lực.
- Khi tần số khụng cú sai lệch, tớn hiệu hiệu điều chỉnh bằng 0, van (6) ở
vị trớ 1. Lỳc này xylanh khụng chuyển động, đứng ở vị trớ điều chỉnh trước đú và giữ cho gúc mở của cỏnh ở một giỏ trị nhất định.
- Khi tần số thay đổi, hệ thống điều khiển sẽ so sỏnh với cỏc giỏ trịđó đặt. Khi thấy sự sai số đú sẽ thụng qua bộ điều khiển PID đưa ra tớn hiệu điện đểđiều khiển van (6) mở ở một vị trớ nhất định. Dũng dầu ỏp lực lỳc này qua van (6) tới cỏc xylanh, làm cho xylanh chuyển động với một vận tốc nhất định tới một vị trớ hợp lý sao cho tần sốđo được sai khỏc với tần sốđặt trong một giới hạn cho phộp.
- Khi tuabin mỏy phỏt hoặc trong hệ thống gặp sự cố, cần phải đúng nhanh hệ thống, ngừng quay trục tuabin. Khi ấy cuộn dõy của van (5) bị mất điện, van (5) trở về vị trớ 1 nối thẳng dũng dầu cú ỏp tới xylanh. Dũng dầu này làm cho xylanh
đúng cỏnh hướng lại tới vị trớ đúng hoàn toàn của cỏnh hướng.
Quỏ trỡnh làm việc khi hệ thống cú sự cố:
Lỳc này hệ thống điều khiển, hoặc hệ thống điện cú sự cố. Cần phải điều chỉnh gúc mở cỏnh hướng bằng tay. Khoỏ (12) và (13) được mở ra, nối xylanh tới bơm tay (19). Như vậy lỳc này việc điều chỉnh xylanh hoàn toàn bởi bơm tay do người điều khiển đểđúng mở cỏnh hướng.
Nhận xột:
Trong chương 2 ta đó phõn tớch và tỡm hiểu được phương phỏp để cú thể điều chỉnh turbine. Hiểu được cỏc nguyờn lý và đặc tớnh điều khiển tốc độ turbine dựa vào lưu lượng hoặc dựa vào phụ tải của mỏy phỏt. Đưa ra được sơ đồ khối
nguyờn lý điều khiển của mỏy điều tốc cũng như sơđồ hệ thống thuỷ lực của mỏy
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
