Штатные САУ содержат ПИ-регулятор активной мощности гидроагрегата с постоянными параметрами настройки регулятора. Управление осуществляют поворотом лопаток направляющего аппарата (НА) и лопастей рабочего колеса (РК) турбины с применением электронного комбинатора. Электронный комбинатор формирует требуемое значение угла установки лопастей РК (задание следящему приводу лопастей РК) с помощью статической характеристики (комбинаторной зависимости), полученной экспериментальными исследованиями моделей рабочих колес поворотно-лопастных гидротурбин [1] - [3]. Комбинаторная зависимость согласует угол установки лопастей РК с углом поворота лопаток НА при разных значениях напора воды и должна обеспечивать максимальное значение к.п.д. гидроагрегата. Но электронный комбинатор существующих САУ реализует комбинаторную зависимость с погрешностью, которая достигает 10% (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Относительная погрешность dy электронного комбинатора
гидроагрегата №8 Волжской ГЭС при разных положениях лопаток
направляющего аппарата y (при разной степени открытия НА, %)
Каждая точка комбинаторной зависимости была определена в установившемся режиме работы экспериментальной установки при фиксированных значениях напора воды и положения лопаток НА модели рабочего колеса с последующим пересчетом на реальную турбину с помощью теории подобия [2]. [3]. Однако конструкция реального гидроагрегата существенно отличается от конструкции экспериментальной установки, поэтому основные допущения теории подобия не выполняются. Экспериментальные исследования штатных систем регулирования частоты и активной мощности гидроагрегатов Волжской ГЭС, оснащенных контроллером EMERSON, показали, что при одном и том же напоре воды одинаковое значение активной мощности формируется при разных углах установки лопастей рабочего колеса и лопаток направляющего аппарата (рис. 1.6). Следовательно, только за счет корректировки комбинаторной зависимости можно существенно уменьшить расход воды через турбину (и увеличить КПД гидроагрегата).
Рис. 1.6. Углы
установки лопастей РК 
и лопаток НА y гидроагрегата № 19 Волжской ГЭС при напоре 24,8 м, обеспечившие в установившемся режиме одинаковую активную мощность Na = 108 МВт
Кроме того, было установлено, что в стационарных режимах работы отклонение активной мощности гидроагрегата от требуемых значений (статическая погрешность регулирования) изменяется в диапазоне ± 2,5% (± 3 МВт), а динамическая погрешность достигает 15 МВт (рис. 1.7 и рис. 1.8).
Рис. 1.7 - Изменение активной мощности гидроагрегата при пуске
MA3j – мощность гидроагрегата (МВт); Mmp3j – заданный закон
изменения мощности (МВт); Ti – время с момента пуска (с).
Рис. 1.8. Изменение во времени погрешности регулирования активной
мощности гидроагрегата № 19 при 3-х пусках, МВт
В системах управления и с ЭГР-МП, и с контроллером EMERSON задание регулятору на формирование требуемых (желаемых) законов изменения частоты вращения ротора и активной мощности гидроагрегата формируют с помощью ступенчатых и кусочно-линейных функций времени. При этом границы допустимых областей для управляющих воздействий и управляемых переменных задают ступенчатыми функциями. Указанные функции содержат разрывы непрерывности скоростей и ускорений. В результате в переходных режимах работы гидроагрегатов возникают ударные нагрузки и колебания углов установки лопаток направляющего аппарата и лопастей рабочего колеса с большими амплитудами (рисОшибка! Ошибка связи.; рис. Ошибка! Ошибка связи.).
Рис. 1.9 - Изменение угла разворота лопастей рабочего колеса турбины
Рис. 1.10. Изменение углов открытия НА (yj) гидроагрегата № 19 при пуске 08.12.2006 г; %
(Tj – время с момента пуска; с.)
Колебательный характер изменения положений лопаток направляющего аппарата и значений мощности турбины приводит к повышенной вибрации гидроагрегата (рис. 1.11), значительным колебаниям давления в спиральной камере (рис. 1.12) и в отсасывающей трубе (рис. 1.13), возникновению кавитации, а значит и к сокращению межремонтного периода.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.