PDF《水 轮发 电机 组接力器 运动的数 学分析及 应用》

箜 鲞箜鱼 塑2007年 l 2月( 卷终) 湖北电力Vo1.

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7 水 轮发 电机 组接力器 运动的数 学分析及 应用杨少华(武汉 电力职业技 术 学院 ,武汉

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7 9 ) [ 摘要] 通过运用数 学概念阐述水轮机调速器中接 力器的运动规律 , 对接力器的稳定性和正确 调 整机组 的开 、 关机 时 间有 更进 一步 的认识 与理解 . [ 关键词] 水轮发电机组 ;

调速器;

接力器;

配压阀 [ 中圈分类号 ]T M6

1 2 [ 文献标识码 ]A [ 文章编号]

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8 6 (

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0 7 )

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0 2 M a t h e m a t i c a l An a l y s i s o f Hy dr o po we r Uni t S e r v o mo t o r M o v e me n t a n d I t s App l i c a t i o n YANG S h a o . h u a ( Wu h a n E l e c t r i c P o w e r T e c h n i c a l C o l l e g e , Wu h a n

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7 9, C h i n a) [ A b s t r a c t ]B a s e d o n t h e m a t h e m a t i c a l c o n c e p t s , t h e p a p e r e l a b o r a t e d t h a t t h e mo t i o n l a w o f t h e h y d r o p o w e r u n i t s e r v o mo t o r , f u r t h e r r e a l i z e d t he s t a bi l i t y o f t h e h y d r o l i c s e r vo mo t o r a n d t h e s t a r ti n g u p a n d c l o s i n g d o wn t i me o f t h e u n i t s . [ Ke y wo r d s ] h y d r o p o w e r u n i t ;

g o v e r n o r ;

h y d r o l i c s e r v o m o t o r ;

d i s t r i b u t i n g v a l v e

1 接力器结构 在水 轮发 电机 组转速的控 制 系统 中,调速器及 其液 压随 动系统起 着 举足 轻重 的作用 . 压力 图1配压 阀与主接 力器图1中配压 阀由活塞 及壳 体组成 , 活塞 有上 、 下 两个 阀盘 , 壳 体上有 三排 油孔 , 中油孔 接压力 油,上、下油孔分 别与Ⅱ( 主接力器)左、右腔相 连,活塞上下的空腔 通排 油.主接 力器 与配 压 阀相 同的是 , 也 由活塞 及壳 体 组成 , 但活 塞的阀盘 只有一个,接力器是双侧进油的,活塞 的左 、 右油 腔分别与配 压阀I的上 、 下油孔相连.[收稿 日期 ]

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3 0 [ 作者简介 ] 杨少华 (

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6 4一) , 男,湖北武汉人 , 高级讲师. ・ 52・

2 运动过程 分析主接力 器与 水轮 机 的导水 机构直接相 连,控制着水 轮机 的流量 , 即控制 着水 轮发 电机组 的转速 . 主接力器 是 由配压 阀所控制 的.在水 轮发 电机 组 稳定 运行 的情况 下,水轮机 的流量应 保持 不变 , 即主接力器 的位 置要 相对固定 .图 1中可 以看 出,机组稳定运 行 的必 要条 件就是 配压 阀 I的活塞正 好堵 住上、下油孔 , 从中间油孔来的压 力油被封锁(此时,称之为 中间位置) , 主接力器 Ⅱ的左、 右腔无压 力油源,主接力器活 塞不 移动 , 处于 与外界 负荷 相适 应 的稳 定状 态.当配压 阀活塞 上移偏 离 中间位置 时,配压阀中 、 上 油孔 相接通 , 从而 导致 主接力器 右 腔通压力 油.左腔通排油 , 主接力 器 Ⅱ活 塞在 油压的作 用下向左 侧 移动 .主接 力器 的 移动 将 导致 水轮机流量 的改 变,相应控制机组的转速. 当配压阀活塞下移偏离中间位置时, 接力器动 作 过程 如上述 相反 , 主接力 器 活塞 向右移动 .

3 运动方程 ( 数学模型 ) 的建立 以主接力 器 为研 究 对象 , 设 配压 阀 I活 塞偏 离 中间位置 时,油孔 开度的偏 差相 对值为U.主 接力器Ⅱ由于配压 阀 油孔 的 开启 , 其移动的位移的相对 维普资讯 http://www.cqvip.com Vo

1 .

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7 湖北电力箜鲞笙鱼 塑2007年1

2 月( 卷终) 量为Y.通过 分析 可以建 立如 下数学 方程 式:Y= I J u d t (

1 ) 』 y J 式中为接力 器时 间常数 . 对方 程(1)两边 求导 , 可得 :

1 u (

2 ) " L

4 运动方程的数 学分析由方 程(1)得知主接力 器 Ⅱ是一 个积分环 节,U与Y的关 系如 图 2所示 . 配压 阀 向上 或 向下移 动 即偏 离中间位 置时,配压阀油孔 将被 打开.此 时,接力器必将向左 或右移动.从积 分 曲线 可知 , 只要 有 输入 U ( t ) , 输出Y(t)将会 不断 增长 .只有 当输 入U(t)= 0时,输出Y(t)才会 保持 不变 .具体的对 于主接力器 来说,只有 当配压阀的油孔被 堵(输入 等于0)时,接力 器才会移动到新 的位 置下稳定 下来 ( 停止不动).如果接力器不 能稳定 , 说 明配压 阀 的油孔没 有堵 住,即配压 阀不在中间位置 . > t f t f ~(

2 ) 说明dyu即接 力器 的速度 与配 压口￡ 口(上接第

5 1页)自动 层启 点火油油枪稳燃,未触锅炉MF T .R B试 验过 程 中负荷 指令下降到

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9 M W , 实际负荷下降到369MW( 机组 由CCS控 制方 式 自动进入 T F控制 方式 , 负荷 指令 自动跟踪 实 际负荷 ) ,R B结束时,主汽压设 定值滑降到15.28MP a , 实 际压 力为14.13MP a , 分离 器出口温度 的过 热度 波动范围为

7 .

9 4 c I = ~

3 5 .

1 2 c I =, 主汽温度 波动 范 围为

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5 c I =~

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3 c I = . 按照 原设 计思想,RB过 程中,当负 荷降到340MW 时,RB自动 复位,但是整个 过程负荷都在340MW以上,所以RB不 可能自动 执行复位动作.历 时近

1 0分钟 在19:o3:02要求 运 行人 员 操作 R B复 位按钮 , 复位 R B .通过试 验引出一 个RB何 时 自动 复位 问题值得 探讨 . 各种 R B目标值 , 转换为锅炉主控输出 , 同时控 制给水 、 送风 及燃 料控制 , 锅 炉主控 降到 预定值 后维 u ( t ) U0 y ( t ) u

0 ( t l +圆nOt1t2Ot1t2图2主接力器积分环节关系图阀的油孔 开度 u成正比. 在水 电厂 的生 产过 程中,有时需 要 调整 接 力器 的运 动 速度 , 从 而达 到调整机组 开、关机的时间 . 从J.上面的分 析可 以看 出,要调整 接力器的速度 a y只要

0 调整 配压 阀 的油孔 开度 u, 即调 整或 限制 配压阀向上或 向下 的行 程幅度 即可.持不 变,而最 终机组获取的实际负荷不可能 与RB目标 值完 全 对应 . 当实 际负荷偏 低,则RB提 前结束,否则 , R B不会自动 复位 . 由于煤 质等因素是 动态的,因此 机 组发 生RB时 面 临无 法 自动 复位 的工 况不 可避免 , 此时只能人 工 干预 .如果人为干预 的 时机 太晚,不利于机组尽快恢复平 衡 .考 虑到RB过程 中,阶跃性 的剧烈 扰 动在前 期,后期实 际 负荷 变 化趋 缓,建议同时引 入通过负荷 变化率判断来 复位RB的逻 辑,避免RB无法 自动 复位情 况.从RB动作 后 负荷 变化情况看,初期和后期变化率 均 较小 , 具体实现逻辑必 须要求RB触 发后在一定时间 ( 设计为可 调 参数 , 至 少在

1 m i n以上)以后,负荷变 化率的绝对值小于某定值(设计为可调参数)且持续 一段 时间( 设计为可调 参数)才发 复位RB信号.通过这样的改进 , 判断 R B的复位信息才 是完 备的. ・

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