Основы синтеза адаптивной САУ активной мощности гидроагрегатов ГЭС с поворотно-лопастной турбиной, страница 4

Рис. 5. Проекция статической характеристики ГА № 9 на координатную плоскость

«угол разворота лопастей РК турбины - открытие НА»

(комбинаторные зависимости ГА № 9, реализованные при натурных энергетических испытаниях)

На рис. 5 изображены проекции статической характеристики ГА № 9 на координатную плоскость «угол разворота лопастей РК - открытие НА». Сплошная (синяя) линия с символами в виде точек - штатная комбинаторная зависимость ГА № 9.

Из рисунков 2, 3 и 4 видно, что статическая характеристика гидроагрегата - многоэкстремальная 3-х мерная поверхность достаточно сложной формы. Она имеет максимумы в сечениях плоскостями, параллельными координатной плоскости «активная мощность - угол разворота лопастей», и в сечениях плоскостями, параллельными координатной плоскости «активная мощность - открытие НА» (штриховые линии на графиках рис. 3 и 4).

Рабочая характеристика ГА № 9, реализующего штатную КЗ, (сплошные синие линии с символами в виде окружностей на рис. 3¸4) проходит вблизи точек локальных максимумов многомерной статической характеристики ГА (вблизи точек частных статических характеристик: «зависимость активной мощности от величины открытия НА при фиксированных значениях угла разворота лопастей РК»). Эту рабочую характеристику можно получить варьированием открытия НА при фиксированных углах разворота лопастей РК (это и было реализовано при ручном управлении ГА в ходе натурных энергетических испытаний).

Кроме того, из рисунков 3¸5 видно, что в процессе энергетических испытаний при реализации штатной КЗ и при отключенном комбинаторе (при ручном управлении) были созданы режимы с одинаковыми значениями открытия НА, но с разными углами разворота лопастей РК. При разных комбинациях этих переменных, созданных при ручном управлении с отключенным комбинатором, были получены разные значения активной мощности. Так, например, при реализации штатной КЗ мощность 50 МВт получена при открытии НА  (комбинатор установил угол разворота лопастей РК  градусов). В ручном режиме управления при том же открытии НА  была достигнута активная мощность 63 МВт при установке угла разворота лопастей РК  градуса.  Активную мощность 63 МВт штатный комбинатор обеспечивает при открытии НА  (при  градуса).

В диапазоне изменения открытия НА 45¸85% при ручном управлении были созданы режимы, в которых штатные датчики САУ ГА зафиксировали увеличение  активной мощности на 8¸14 МВт (сплошные черные линии с треугольными символами на рис. 3¸5). Такие режимы (с максимальными значениями мощности) получены при увеличении углов установки лопастей  на 3¸5 градусов по сравнению с их значениями, реализованными в штатной комбинаторной зависимости ГА № 9 (рис. 5).

Результаты измерений вертикальной вибрации крышки турбины, биения вала в окрестности генераторного подшипника и вертикальной вибрации диска подпятника (рис. П3¸П5), были использованы для дополнительной оценки эффективности метода определения штатной комбинаторной зависимости. Эффективность анализируемого метода определения КЗ оценивалась по изменениям математических ожиданий вертикальной вибрации  крышки турбины, биения вала и вертикальной вибрации диска подпятника, мгновенные значения которых были измерены штатными датчиками системы вибрационного мониторинга ГА. Для удобства анализа результаты вычислений представлены на рис. 6¸8 в виде графиков в координатах «математическое ожидание вибрации - открытие НА».

Анализ вибрации крышки турбины. На рис. 6 точками изображены измеренные значения вертикальной вибрации крышки турбины. Линия (синяя) с метками в виде окружностей проведена через математические ожидания вертикальной вибрации крышки турбины, зафиксированные при реализации штатной КЗ. Линия (черная) с треугольными метками проведена через математические ожидания вертикальной вибрации крышки турбины, зафиксированные в режимах, в которых была получена максимальная активная мощность ГА варьированием угла разворота при фиксированных значениях открытия НА.

Рис. 6. Проекция вертикальной вибрации крышки турбины на координатную плоскость «вибрация (Мкм) - открытие НА (%)