5.1.1. Phân loại Bộ điều tốc và thành phần của nó
5.1.1.1. Thiết kế chung của Bộ điều tốc
Bộ điều tốc làm việc với bộ PID xử lí tín hiệu song song và 2 bộ lập trình kĩ thuật số( PLC) và điều chỉnh song song một áp lực dầu 6.3 Mpa, các loại của bộ điều tốc là BWT-80-4.0. Nó có chức năng điều chỉnh theo tần số , điều chỉnh song song, điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh độ mở cánh hướng, tự động dò tìm tần số lưới điện, tự chuẩn đoán và kiểm soát sự ổn định….Bộ điều tốc có thể nhận ra tổ máy đang hoạt động hoặc đang dừng, kiểm soát đầu ra và dừng tổ máy khi gặp sự số hoặc khi nhận được tín hiệu điều khiển từ xa. Bộ điều tốc có một màn hình cảm ứng để cài đặt thời gian thực và ghi lại. Các chức năng của nó được xây dựng để kiểm tra đặc tính tĩnh, kiểm tra nhiễu tần số, kiểm tra dao động của tần số…có thể được hoàn thành một cách tự động.
Phần cơ khí của Bộ điều tốc thông qua hệ thống cơ servo thủy lực mà chủ yếu bao gồm các loại thiết bị động cơ bước nhập khẩu; các cánh hướng được điều khiển bởi hệ thống độc lập servo cơ khí và thủy lực riêng; Bộ điều tốc sử dụng loại PLC chính là loại FX2N của MISUBISHI và các hệ thống Master – Slave có thểtự động chuyển mà không cần sự can thiệp của con người khi chúng có vấn đề, hoặc chuyển bằng tay với sự can thiệp của con người trong khi bảo trì.Độ nhạy của hệ thống cơ khí được nâng lên đáng kể và động cơ bước được sử dụng một cách hiệu quả nhờ điều khiển qua PWM.Bộ điều tốc là một thành tựu tiên tiến, tự thích ứng luật điều khiển PID và vòng điều khiển khép kín để các bộ phận có thể làm việc ngay lập tức, có thể đáp ứng các yêu cầu của các bộ phận khởi động dưới những mức khác nhau và với sự sẵn có của giao diện phần mềm mà Trạm thủy điện là Hệ Thống giám sát máy tính.
Các Bộ điều tốc có tủ điện riêng và các tủ cơ khí thủy lực, các phím điều khiển, nút bấm và màn hình được bố trí trên bảng điều khiển để sử dụng được thoải mái. Các thành phần điện trong tủ cũng được bố trí tốt với quá trình phức tạp và rất thuận tiện cho việc lắp đặt và thay thế.
Trang 67
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
5.1.1.2. Các thành phần của bộ điều tốc
Hệ thống điều tốc bao gồm các thiết bị đo tốc độ, các bộ phận cơ khí và các tụ điện, cảm biến phản hồi độ mở của cánh hướng, van và các thiết bị đo đạc…
5.1.1.3. Độ tin cậy của hệ thống điều tốc
Thời gian trung bình hư hỏng: = 35000h; Thời gian trung bình đại tu:> 10 năm; Sẵn có trong tự động: 99.99%;
Sẵn có trong tự động + chế độ hướng dẫn: 100%; Tuổi thọ :30 năm;
5.1.1.4. Thông số Dải điều chỉnh của Bộ điều tốc
(1) Phạm vi điều chỉnh thời gian hoàn toàn đóng cửa của cánh hướng servomotor: 5 ~ 40 tuổi;
(2) Phạm vi điều chỉnh của việc mở cửa hoàn toàn thời gian của cánh hướng servomotor: 5 ~ 40 tuổi;
(3) Phạm vi điều chỉnh tần số nhất định: 50Hz ± 15%;
(4) Phạm vi điều chỉnh của thiết lập quyền điều khiển: 0 ~ 120% pn
(5) phạm vi điều chỉnh của PID xử lý dữ liệu song song có thông số điều chỉnh: 1) P tăng thêm Kp: 0.5-20;
2) I tăng thêm Ki: 0.05-10 1/s; 3) D tăng thêm Kd: 0-5s; (6) phạm vi điều chỉnh giới hạn điện;
1) Giới hạn dòng điện: 0÷100%;
2) Dòng điện không tải giới hạn có hai cấp độ, giới hạn I: (= 80% nr); Giớ hạn II:(<80% nr); Mức độ của hai giới hạn này được tự động sửa đổi theo cột nước.
5.1.2. Hệ thống Điều tốc phải đáp ứng các yêu cầu sau
5.1.2.1. Đặc điểm tĩnh
Các đường cong đặc trưng tĩnh phải là một đường thẳng, sai lệch có dạng tuyến tính <3%;
Tốc độ giới hạn của servomotor chính xác là <0.02%. Sai số của các thiết bị điều phối phụ là <1,0%.
5.1.2.2. Đặc điểm động
Trong điều kiện thiết bị van thủy lực được mở không ít hơn 60% tối đa, đầu vào tín hiệu tần số và các đặc điểm động của các thông số điều chỉnh khác nhau sẽ có hiệu suất tốt nhờ bộ điều khiển PID mà không dao động hoặc các bất thường khác:
1) Hiệu suất trơn trong các điều kiện khác nhau;
2) Trong 3 phút hoạt động không tải tự động, tốc độ dao động giá trị tương đối không quá ± 0.15%;
3) Thời gian nghỉ của servomotor là <0.16s (25% tải định mức); 4) Đặc tính động lực học dưới 100% khi mất tải:
---> 3%n, tần số dao động < 1,5 ; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
--- Từ lúc khởi động ban đầu của servomotor cánh hướng tới thời điểm này , trong lúc giá trị dao động tương đối của các đơn vị < ±0,5 % , thời gian trải qua < 35s .
5.1.2.3. Sai số
(1) Nhiệt độ sai số của hệ thống: < 0.01 % ; (2) Toàn bộ chỉ số sai số : < 0,3 %
5.1.2.4. Ổn định
1 ) Khi máy phát đang hoạt động song song với máy phát điện khác trong mạng lưới điện, và khi hệ thống của tuabin nước và ống áp lực đang trong tình trạng cơ bản ổn định, các bộ điều tốc cũng sẽ kiểm tra đầu ra của các máy phát trong khoảng tối đa, và giữ hiệu suất ổn định đáng tin cậy như vậy.
Các Bộ điều tốc kiểm soát sự ổn định thông qua thuật toán PID. Khi các giá trị điều chỉnh lệch khỏi giá trị nhất định trong một phạm vi nhỏ, một phương trình hàm lệch được sử dụng tính bù PID để tạo điều kiện cho một điều khiển tối ưu. của Dưới sự biến động và xáo trộn giá trị điều chỉnh, điều khiển thuật toán PID này có thể bù đảm bảo điều khiển liên tục của bộ điều tốc. Tuy nhiên , thậm chí lúc không tải và tải bị cô lập ở tốc độ bình thường, các bộ điều tốc có thể kiểm soát chặt chẽ tốc độ, và khi các bộ phận đang hoạt động song song với máy phát điện khác trong mạng lưới điện, các bộ điều tốc vẫn có thể kiểm soát đầu ra của các bộ phận trong khoảng tối đa.
2 ) Các bộ điều tốc qua bù thuật toán sẽ kiểm soát độ mở cánh hướng. Hệ số khuếch đại theo hướng đóng mở được điều chỉnh độc lập. Khi máy phát chạy không tải hoặc
Trang 69
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
tải liên tục bị cô lập ở tốc độ định mức, nghỉ luân phiên = 2 % và áp suất dầu biến động < 1.0 %, các bộ điều tốc có thể đảm bảo tốc độ biến động của các bộ phận là không nhiều hơn 0,15 % giá trị định trước trong vòng 3 phút.
3 ) Việc áp dụng các chế độ điều khiển vòng kín PI cho năng lượng có thể đảm bảo đầu ra liên tục thay đổi của bộ điều tốc là không nhiều hơn ±0,2 % , đánh giá đầu ra khi điều chỉnh tỷ lệ khác biệt = 2 % và áp suất dầu biến động < 0,15 % .
4 ) Các bộ điều tốc được cung cấp điện thông qua mạch điện kép ( nguồn điện chính và nguồn điện dự phòng),có thể chọn 1 trong 2 chế độ : chế độ bằng tay hoặc tự động.
5.1.2.5. Theo dõi tần số và điều khiển pha
Để rút ngắn thời gian hòa đồng bộ hóa, các bộ điều tốc với hiệu suất điều chỉnh tốt sẽ tự động theo dõi các tần số của hệ thống để xác định sự khác biệt tần số của máy phát với tần số lưới điện, để kết nối với lưới điện thì phải cùng một tần số và pha phải được bảo đảm.Tần số máy phát được xác định thông qua điện áp dư.
Một bộ lập trình điều khiển có chất lượng cao cần được sử dụng như là một yếu tố quan trọng đối với việc điều khiển và giám sát, với thời gian thực hiện chương trình ít hơn 5ms. Khi hoạt động dưới điều kiện không tải, chênh lệch góc pha giữa điện áp dư và điện áp của lưới điện phải được xem xét trong thuật toán PID để thực hiện việc điều khiển pha, đảm bảo kết nối tự động gần như hòa đồng bộ nhanh chóng.
5.1.2.6. Điều chỉnh ổn định
Các đặc tính động của hệ thống quản lý bao gồm các khâu tỷ lệ, tích phân và các phép tính toán khác, với mức tăng có thể điều chỉnh độc lập và liên tục. Phạm vi điều chỉnh của P, I và D là phải thích hợp cho các đặc tính khác nhau của các đối tượng khác nhau. P, I và D là các số liệu nhập thông qua màn hình cảm ứng và tự động điều chỉnh khi có các hệ thống quản lý đang chạy.
Một vài các thông số cũng có sẵn, tự động tối ưu hóa (thường được thực hiện trong quá trình kiểm tra). Theo như sự điều chỉnh, nếu có sự thay đổi 1% thì nó được tự động điều chỉnh; sau vài sự thay đổi, các thông số tối ưu nhất của Kp, Ki, Kd và có thể được tự động tính toán trong phần mềm này. Vì vậy, các hệ thống quản lý không chỉ có thể thực hiện các khâu tỷ lệ, tích phân, và các phép tính toán khác, mà nó còn chọn các thông số tốt nhất cho việc điều chỉnh. Hiệu quả của chức năng này là rất rõ ràng về sự ổn định động của nhà máy theo sự thay đổi lưu lượng nước về. Vì vậy, trong bất kì điều kiện nào, toàn bộ hệ thống đều có các đặc tính tĩnh và đặc tính động tối ưu nhất.
Phạm vi điều chỉnh sẽ lớn hơn; (1) P tăng thêm Kp : 0.5~20 (2) I tăng thêm Ki : 0.05~10 1/s
(3) D tăng thêm Kd : 0~5s
5.1.2.7. Điều khiển độ mở của cánh hướng
Thông thường,các độ mở của cánh hướng ảnh hưởng tới đến sản lượng của nhà máy. Vì vậy, trong hoạt động thực tế có một phương pháp khi mở cánh hướng và mực nước là ổn định, sự mở của cánh hướng là tự động trong một phạm vi nhỏ và độ mở lớn nhất có thể xác định được.
Để tránh độ mở cánh hướng quá lớn, Bộ điều tốc có chức năng tự động tắt Nút bấm "Điều khiển phương án 1" (Điều hoà kép lập trình vi xử lý)
Bằng cách nhấn nút, một bàn phím mã sẽ được nhắc lại; chỉ sau khi nhập đúng mã số, màn hình có thể được thay đổi và "Điều khiển phương án 1". Mã này là *******. Màn hình hiển thị ra.
Trong bức ảnh, số trong ô màu đen (0% ~100%) cho thấy độ mở cánh hướng, số màu tím chỉ độ mở của cánh tuabin, và màu đỏ chỉ các giá trị cột nước được tăng liên tục từ trái sang phải.
Mối quan hệ giữa độ mở cánh hướng và góc mở hoạt động dưới những mực nước khác nhau. Độ mở cánh hướng khoảng 0%~100% và giá trị cột nước cũng được cung cấp bởi các thiết bị trong Nhà máy.
Chạm vào nút bấm "PageUp" có thể thay đổi màn hình hiển thị để "Thiết lập thanh Menu"; chạm vào nút "PageDn" để vào "Điều khiển phương án 2".
Mối quan hệ giữa phương án 1, 2 và 3. Các công thức liên hệ tính toán độ mở như sau:
Y = (f-fmin): (fmax-fmin) .100% Trong phương trình trên:
• f có nghĩa là góc mở tương ứng độ mở cánh hướng về đường cong phối hợp đầu nước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Y chỉ ra độ mở cánh hướng roto; fmin chỉ ra mức góc tối thiểu của cánh tuabin; fmax, góc tối đa của cánh tuabin.
• f min , fmax, f là các đặc trưng của đối tượng. Ví dụ: cột nước là 24m, và độ mở cánh hướng là 60%.
Trang 71
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
kết quả tính được Y = 39,57%.
Nút bấm của “ hệ số khếch đại trên đóng/mở”
Về nút ấp khẩn cấp, một mã từ bàn phím sẽ nhanh tróng xuất; chỉ sau khi nhập đúng mã số, màn hình hiển thị có thể được thay đổi “Hệ số khuyếch đại” để điều khiển đóng/mở cánh hướng.
Để biết thông tin chi tiết về các chức năng của màn hình, hãy tham khảo cuốn “Guide vane Feedback Adjustment”.
5.1.2.8. Đồ thị phụ tải
Bộ điều tốc đang hoạt động tốt ở chế độ bình thường, tự động hoặc bằng tay, có thể theo dõi và điều khiển tốc độ.
5.1.2.9. Tốc độ và phạm vi điều chỉnh tải
Khi các tổ máy đang hoạt động không tải; Bộ điều tốc có thể điều khiển các chế độ, điều chỉnh tốc độ trong vòng 90% ~ 110% tốc độ định mức, và cho phép hoạt động các máy phát điện song song. Thông qua điều tiết các xung tại chỗ hoặc từ xa kiểm soát cơ chế quản lý có thể làm giảm lưu lượng nước, trong chế độ bằng tay hoặc tự động,bộ điều tốc điều khiển các máy phát điện hoạt động từ không tải đến tải trọng định mức trong vòng 40 tuổi.
5.1.3. Chức năng của bộ điều tốc
Bộ điều tốc có các chức năng sau: -Tự động điều chỉnh và kiểm soát
1) Quy định cơ bản về tốc độ và cường độ hoạt động. 2) Đảm bảo hoạt động ổn định trong điều kiện sau đây: --- Độc lập đơn vị trong chế độ nghỉ;
--- Độc lập đơn vị dưới tải;
--- Kết nối với các mạng lưới điện và hoạt động theo tải.
3) Tự đóng vòng lặp bắt đầu điều chỉnh và kiểm soát, bắt đầu từ tuabin
Đơn vị phát điện với các thủ tục tốt nhất, có thể tự động theo dõi điệntần số mạng
4) Tắt các thiết bị với các thủ tục tốt nhất, thực hiện đóng cắt của các cánh hướng bởi các thiết bị đóng cắt DX-1 được thiết kế độc quyền bởi nhà sản xuất.
5) Tự động điều chỉnh độ mở, hạn chế tối đa lưu lượng, và tác dụng phụ của các dao động mực nước, theo cột nước trong thời gian thực
6) Đảm bảo tự động quay của cánh tuabin, độ mở sau khi tắt các thiết bị; điều chỉnh tự động góc khởi động trong thời gian thực theo điều kiện cột nước. Nó cũng có thể cho phép tự động chuyển sang phối hợp bình thường với các thủ tục thiết lập trong quá trình khởi động lại;
7) Chọn cấu trúc điều chỉnh và tham số theo điều kiện của thiết bị, cột nước, vị trí cánh bộ phận dẫn hướng, đơn vị công suất và điều kiện làm việc, sao cho điều chỉnh tự thích nghi dựa trên thay đổi cấu trúc và tham số có thể tự động nhận ra;)
8) Về sự biến đổi động năng của dòng thông số vận hành, trượt cố định và hướng dẫn sử dụng tốc độ trong chế độ không tải hoặc biến thể của các thiết bị, và có khả năng thu nhận và hiệu chỉnh điện;
9) có khả năng nhận hướng điều tiết và tín hiệu từ đường dài hoặc nhận tín hiệu AGC ( từ máy tính hệ thống điều khiển của thiết bị phát lực ) ; tín hiệu có thể ở dạng xung hoặc giá trị tuyệt đối;
10) Điều chỉnh tự động và nhanh chóng độ mở cánh hướng tới một quy định của vị trí tải bất kỳ theo các hướng dẫn và các tín hiệu từ rơle tự động các thiết bị hệ thống ổn định và bảo vệ khác.
11) Có khả năng bắt đầu các sử dụng các thiết bị trong chế độ sử dụng thuần nhất, và không xáo trộn bộ chuyển đổi giữa các chế độ tự động và bằng tay, có thể được thực hiện trong chế độ tự động hoặc bằng tay
12) Có khả năng phối hợp hiệu quả nhất giữa các góc bánh xe công tác, cột nước tĩnh và độ mở cánh hướng, và có khả năng điều chỉnh lưỡi dao khi phương sai của cột nước là hơn 0.2-0.3m;
13) hiển thị thời gian thực của các chế độ hoạt động của các bộ điều tốc, thông số hoạt động, các thông số điều chỉnh và thông tin về sự cố và tín hiệu phức tạp; có khả năng ghi âm tự động quá trình chuyển đổi của tốc độ, độ mở, cường độ hoạt động bình thường trong quá trình khởi động / tắt máy và tắt máy khẩn cấp. Các đường cong chuyển tiếp có thể được hiển thị trên mạng hoặc thực tế.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});