Системы управления гидротурбин

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.

There are an analytical review and analysis of existing hydraulic turbines control systems of the world and native practice in the paper. Constructive features of the construction of schemes with a discrete and discrete-analogue control method are considered. The control schemes of the hydraulic turbine rotational frequency of leading manufacturers of hydraulic turbine equipment (ALSTOM POWER HYDRO (France, Grenoble), Wood word (USA), Va Tech (Austria), Voith Siemens (Germany) are given. The analysis of the operation of the schemes and the element base of the used hydraulic equipment, taking into account the specifics of the functioning of the control system, was made. Application for the construction of control systems of two methods of synthesis control devices using a discrete and discrete-analog method for the synthesis of a positional hydropneumatic drive was considered. It is shown that the development of design methods using both approaches, mathematical models and control algorithms aimed at improving the positioning accuracy and reliability of systems with possible simplification of schemes solutions is the most important task aimed at obtaining a huge economic effect in solving this major problem. The obtained results prove that the use of a positional hydropneumatic drive for building a hydraulic turbine speed control system with discrete and discrete-analog control, which allows to synthesize a hydropneumatic drive with high positioning accuracy, without the use of expensive directional valves with proportional control.