PLC水轮机双调节系统研究.pdf

浙江大学
硕士学位论文
PLC水轮机双调节系统研究
姓名:梁亚东
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:李伟
20021201
致谢严谨的治学态度以及宽广的胸怀,令我在学习期间受益非浅,对此向李老师表示衷本论文的研究工作是在导师李伟教授的悉心指导下完成的。李老师渊博的知识,课题的研究得到了哈尔滨电机有限责任公司控制事业部刘磷工程师的大力支持和帮助,提供了试验装黄、场所,并在实验室试验和现场试验过程给予悉心指导,同时还提供了一些有价值的参考资料,在此也对他表示诚挚的谢意。最后,我要感谢所有关心和支持我的朋友。心的感谢。
摘要轮机双调节系统。根据控制功能需求情况进行可编琨控制器的选型与配置,比较了二章介绍了水轮机调节系统的基本任务及原理,建立了调节对象的数学模型,分析本文针对当前我国水轮机调速器领域技术现状,将可编程控制器技术应用于水电厂发电机组的转速控制,提出了在应用可编程控制器实现导叶控制系统的基础上,以可编程控制器实现导叶、轮叶双调整控制系统,并参与研制了以杀喑炭刂器为核心的水轮机双调节控制器,样机的实际运行良好,系统的软硬件设计得到验证,结果令人满意。本文的第一章介绍了水轮机调速器技术的发展概况,重点阐述了微机调速器发展趋势及可编程控制器的特点和优势。继而提出了选题意义及研究内容和方法:第了水轮机调速器控制规律,建立了水轮机导叶调节系统的传递函数,据此分析了水轮机调节系统参数对系统稳定性的影响。介绍了水轮机轮叶离散调节系统原理,并建立了轮叶离散控制系统的数学模型和框图;第三章研究了以可编程控制器实现水单片机测频、专用电路测频等几种测频方案,尤毒优缺点进行了分析,提山呖靠性的多通道冗余测频方案;在此基础上设计了可编程控制器导叶控制系统的硬件结构和软件结构。重点进行了可编程控制器型调速器轮叶控制系统的研究,通过可编程控制器进行信号综合、处理和决策,通过比例阀调节主配压阀阀开度,以控制轮叶接力器的位置,保持导叶、水头和轮叶三者之间的协联关系。详细阐述了可编程控制器轮叶控制系统的硬件结构、软件结构和实现方法。参与研制的只ǖ髡魉倨髟诠醯缁邢拊鹑喂臼匝檎荆褂型水轮机调速器测试仪进行了阶跃法测转速死区、静特性曲线、机组转速摆动测量、空载扰动试验、开机过程试验、停机过程试验等九项仿真与测试,各项技术指标均符合国家标准—的要求。并在黑龙江省五大连池山口水电站进行了现场试验,试验表明静特性、协联特性均满足设计和有关规程要求。调速器自动开机、停机及带负荷正常、稳定,手自动切换无波动现象,顺利通过了小时试运最后进行了工作总结,并结合在火力发电厂实际工作经验,提出了可编程程序控制器在火力发电厂应用设想。行。
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第一章综述于世界平均开发利用率约十个百分点,水电是一次能源开发和二次能源转换同时完成的发展势头,对水电站综合自动化系统中的关键设备提出了更高的要求。§只魉倨骷际醴⒄垢趴水轮机调速器是水力机组两大调节设备之一,它不仅起调速作用,而且也承担了水轮发电机组的各种工况转换和频率、功率、相角等各种控制以及保护水轮发电机组的任务。随着水轮发电机组数量及单机容量的不断增加,水电在电力系统中已占相当的比重,因此对水电机组电能的品质及机组运行的安全可靠性提出了更高的要求。如要求有更高的可靠性,更完美的控制功能以及报警、显示信息等附加功能,这就要求调速器具有更大的灵活性、通用性和可靠性。水轮机调速器的发展与其他工业相类似,都离不开当时的社会生产力的发展和科学技术进步。早期的水轮机调速器是利用测速元件直接操作水轮机执行机构的直接作用式小型调速器;随着水轮发电机组容量的不断增大,十九世纪末出现了应用液压元件进行功率放大的间接作用式调速器;由于引水系统的水锤作用,水轮机调节时出现不稳定现象,为克服引水系统水锤所产生的不利影响,带有缓冲器的机械液压型调速器问世,至二十世纪三十年代机械液压型调速器已经发展得相当完善,并一直沿用至今。相比,电气液压型调速器是以电气形式代替机械形式进行了信号传递、交换和综合,具有响应速度快、控制精度高、易于实现所需要的调节功能等特点,五十年代已有相当成功的电气液压型调速器,电气液压型调速器经历了电子管、晶体管和集成电路等发展阶段,,为了提高电气液压型调速器的技术指标并使它具有更好的通用性和互换性,出现了一种组合式殖苹臼电气液压型调速器,它由测速、调节、位置控制操作、执行机构等具有单一功能的元件组合而成,通过各单元的不同组合,构成适用于二十世纪七十年代以来,随着电子计算机技术的发展和普及,丌展了在电力系统应用电子计算机进行生产过程控制的研究。第一台数字式调速器是二十世纪七十年代初期研制成功的,从二十世纪八