CS272807B1

CS272807B1 - Electric regulator of hydraulic turbine

Info

Publication number: CS272807B1
Application number: CS461688A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Csc Lamac
Original assignee: Lamac Jiri
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS461688A1

Abstract

The connection of the electric controller of the water turbine with the model block (4) serves to probe the status of electric circuits of the electric controller. The speed controller (1), electrohydraulic controller (3) of turbine opening, position reader (6) of the turbine control body, model block (4) and sequencer (5) are connected in series. The commands for securing of the individual parts of the turbine machine unit and generator lead to the speed controller (1). It secures execution of the individual commands and submits the control signals to the electrohydraulic controller (3). The signals from the electrohydraulic controller (3) are brought via the position reader (6) into the model block (4). Afterwards, they are brought via the sequencer (5) and further frequency converter (2) into the speed controller (1). The indicators show how the controller secures the individual commands. It can be used with electrohydraulic controllers of water turbines.<IMAGE>

Description

Vynález se týká elektrického regulátoru vodní turbíny s diagnostickým obvodem pro vyšetření stavů elektrických obvodů regulátoru.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a water turbine electrical controller having a diagnostic circuit for investigating the states of the controller electrical circuits.

□sou známé regulátory vodních turbín, které Jsou převážné elektrohydraulické. Silová část regulátoru Je hydraulická, řídící obvody jsou elektronické. Pro vyšetření případné poruchy regulátoru jsou regulátory opatřeny měřicími body nebo ukazatelem s přepínačem měřicích míst. Jestliže dojde k poruše regulátoru/ zjišíuje obsluha, v kterém místě regulátoru k poruše došlo. Zjištěním místa poruchy je činnost technicky náročná a trvá často i několik hodin, s ohledem na složitost regulátoru. Po celou dobu, kdy se porucha zjišíuje, je regulátor nepoužitelný. Turbinu je třeba odstranit, čimž dochází ke snížení dodávky elektrické energie do sítě. Dochází nejen ke ztrátám elektrické energie v době zjištování poruchy regulátoru, ale i ke ztrátě schopnosti okamžitého dodáni energie do sítě v době, kdy sít dodávku potřebuje, napřiklad s ohledem na vlastní stabilitu.Známé water turbine regulators are known which are predominantly electrohydraulic. Power part of the regulator It is hydraulic, the control circuits are electronic. The controllers are equipped with measuring points or an indicator with a switch of measuring points for examination of possible controller failure. If the controller fails / determines the operator where the controller failed. Determining the fault location is technically demanding and often takes several hours, due to the complexity of the controller. The controller is unusable for as long as the fault is detected. The turbine needs to be removed to reduce the power supply to the grid. There is not only a loss of electrical power at the time the controller is detected, but also a loss of the ability to immediately energize the network when the network needs supply, for example, with respect to intrinsic stability.

Zapojení elektrického regulátoru vodní turbiny podle vynálezu, u kterého je výstup modelového bloku spojen se vstupem řadiče, jehož výstup je spojen se vstupem převodníku. Výstup převodníku je spojen se vstupem regulátoru otáček, jehož výstup je spojen se vstupem elektrohydraulíckého regulátoru. Výstup elektrohydraulického regulátoru je spojen s výstupem zapojení. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup elektrohydraulického regulátoru otevření turbíny je spojen se vstupem snímače polohy, jehož výstup je spojen se vstupem modelového bloku.Wiring of an electric water turbine regulator according to the invention, wherein the output of the model block is connected to the input of a controller whose output is connected to the input of the converter. The output of the converter is connected to the input of the speed controller whose output is connected to the input of the electro-hydraulic controller. The output of the electrohydraulic controller is connected to the wiring output. The essence of the invention is that the output of the electrohydraulic turbine opening regulator is connected to the input of the position sensor, the output of which is connected to the input of the model block.

Výhodou uspořádáni podle vynálezu je, že zavádi modelový blok, v němž je model vodní turbíny s generátorem, do vlastního elektrického regulátoru vodní turbíny. Model vodní turbíny s generátorem vytváří diagnostický obvod, který umožňuje odzkoušet na stojícím stroji všechny funkce elektrohydraulického regulátoru. Umožňuje vyzkoušet rozběh stroje, regulaci otáček při volnoběhu, synchronizaci otáček, regulaci otáček při sólovém chodu do zátěže, regulaci otáček pri spolupráci se sítovým systémem, regulaci výkonu při paralelní spolupráci se sítí, odstavení stroje, přechod do kompenzačního provozu a další funkce. Oestliže se pří tomto zkoušeni zjistí, že některá funkce nevyhovuje, potom se jednoduše vymění příslušné moduly, které příslušnou funkci zajištují. Tak se rychle závada na regulačním zařízení odstraní. K odstranění závady postačí krátkodobé uzavřeni přívodu vody k vodní turbině napřiklad rychlouzávěrem, kulovým šoupátkem a podobně. Zjištěni a odstranění závady se zkrátí na zlomky času z původní hodnoty.An advantage of the arrangement according to the invention is that it introduces a model block, in which the model of a water turbine with a generator, is introduced into its own electric turbine regulator. The water turbine model with generator creates a diagnostic circuit that allows all the electrohydraulic controller functions to be tested on a stationary machine. It allows to test the machine start-up, idle speed control, speed synchronization, solo speed control to load, speed control in cooperation with power system, power control in parallel with network, machine shutdown, transition to compensation operation and other functions. If during this test a function is found to be unsatisfactory, then simply replace the modules that provide the function. In this way, the fault in the control device is quickly eliminated. To eliminate the defect, it is sufficient to close the water supply to the water turbine for a short time, for example with a quick-release valve, a ball valve and the like. The detection and elimination of the fault is reduced to fractions of time from the original value.

Příklad uspořádání podle vynálezu je znázorněn na blokovém schématu na výkresu.An example of an arrangement according to the invention is shown in the block diagram of the drawing.

Jednotlivé bloky zapojení je možno charakterizovat takto. Regulátor 1 otáček je elektronický regulátor s přenosem PID a s omezovačem výstupního signálu žádaného otevřeni. Slouží k regulaci otáček a výkonu turbíny. Převodník 2 kmitočtu je elektronický obvod vytvořený z operačních zesilovačů s definovaným kmitočtovým přenosem. Slouží k převodu kmitočtu vstupního napětí na úměrné stejnosměrné napětí. Elektrohydraulický regulátor 3 otevření je kombinovaný elektrohydraulický regulátor. 3e vytvořen z operačních zesilovačů, elektrohydraulického převodniku signálu, hydraulického zesilovače výkonu a vratného vedení. Slouží k r gulaci polohy regulačního orgánu turbiny. Modelový blok 4 je elektronický obvod vytvořený z Integrátoru s proporcionální zápornou zpětnou vazbou, z převodníku napěti-kmitočet. Slouží k napodobení chováni vodní turbíny s generátorem. Chováni vodní turbiny napodobuje integrátor. Chování generátoru napodobuje převodník. Zátěž se napodobuje součtovým signálem na vstupu do integrátoru. Kmitočet sítě se napodobuje připnutím stálého napětí ze stabilizátoru napětí k výstupu integrátoru. ftadiČ 5 je vytvořen jako vypínač, nebo jako kontakt pomocného reglé nebo jako bezkontaktní spínač. Slouží k připojení výstupního signálu modelu turbína-generátor ke vstupu převodniku kmitočtu. Snímač 6 polohy je potenciometr nebe indukční snímač, nazývaný též polohový transformátor. Slouží k převodu měřené polohy regulačního orgánu turbiny na úměrný napětový nebo proudový signál.Individual wiring blocks can be characterized as follows. The speed controller 1 is an electronic controller with a PID transmission and an output setpoint limiter. It is used to control the speed and power of the turbine. The frequency converter 2 is an electronic circuit made up of operational amplifiers with a defined frequency transmission. Used to convert the input voltage frequency to proportional DC voltage. The electrohydraulic opening regulator 3 is a combined electrohydraulic regulator. 3e is made up of operational amplifiers, an electrohydraulic signal converter, a hydraulic power amplifier and a return line. It is used to control the position of the turbine control. Model block 4 is an electronic circuit formed from an Integrator with proportional negative feedback, a voltage-frequency converter. It serves to imitate the behavior of a water turbine with a generator. The behavior of the water turbine mimics the integrator. The generator imitates the converter. The load is simulated by the summation signal at the integrator input. The mains frequency is simulated by connecting a constant voltage from the voltage stabilizer to the integrator output. The phaser 5 is designed as a circuit breaker or auxiliary switch contact or as a contactless switch. Used to connect the turbine-generator output signal to the frequency converter input. The position sensor 6 is a potentiometer or an inductive sensor, also called a position transformer. It is used to convert the measured position of the turbine control to a proportional voltage or current signal.

,r., r.

CS 272 807 BlCS 272 807 Bl

Jednotlivé bloky olektrického regulátoru vodní turbiny jsou zapojeny takto. Výstup převodníku 2 kmitočtu je spojen se vstupem regulátoru JL otáček. Výstup 12 regulátoru J. otáček je spojen se vstupem 31 elektrohydraulického regulátoru 3 otevřeni turbiny. Vý, stup 32 elektrohydraulického regulátoru J. otevření turbiny je spojen s výstupem 01 zapojeni a se vstupem 61 snímače 6 polohy. Výstup 62 snímače 6 polohy je spojen se vstupem 4l modelového bloku 4. Výstup 42 modelového bloku 4 je spojen se vstupem 51 řadiče 5. Výstup 52 řadiče 5 je spojen se vstupem 21 převodníku 2 kmitočtu.The individual blocks of the water turbine electrical controller are connected as follows. The output of the frequency converter 2 is connected to the input of the speed controller JL. The output 12 of the speed controller J is connected to the input 31 of the electrohydraulic regulator 3 for opening the turbine. The output 32 of the electrohydraulic turbine opening regulator J is connected to the output 01 of the wiring and to the input 61 of the position sensor 6. The output 62 of the position sensor 6 is connected to the input 41 of the model block 4. The output 42 of the model block 4 is connected to the input 51 of the controller 5. The output 52 of the controller 5 is connected to the input 21 of the frequency converter 2.

Zapojeni pracuje takto. Při sepnuti řadiče 5 se spoji výstup 42 modelového bloku 4 přes sepnutý řadič 5 se vstupem 21 převodníku 2 kmitočtu. Do elektrického regulátoru JL .otáček přicházej! povely k řizeni otáček turbiny. Regulátor JL otáček tyto povely provádí a na jeho výstupu 12 je signál, který přechází na vstup 31 elektrohydraulického regulátoru 3.The wiring works as follows. When the controller 5 is switched, the output 42 of the model block 4 is connected via the switched controller 5 to the input 21 of the frequency converter 2. The electric speed controller JL. turbine speed control commands. The speed controller 11 executes these commands and at its output 12 there is a signal that passes to the input 31 of the electrohydraulic controller 3.

R Z výstupu 32 elektrohydraulického regulátoru 3 otevřeni turbiny vycházeji řidiči signály, které se vedou jednak na výstupní svorku 01 zapojeni a jednak na vstup 61 snímače 6 , polohy. Ve snímači 6 se převede měřená poloha regulačního orgánu turbiny na úměrný napět* tový nebo proudový signál. Tento signál přichází z výstupu 62 snimače £ polohy na vstup 41 modelového bloku 4. Modelový blok 4 simuluje chování soustrojí turbina generátor. Vlastnosti modelového bloku 4 se blíži vlastnostem skutečného soustrojí turbina generátor. Při zkouškách funkci elektrohydraulického regulátoru se do regulátoru JL přiváděj! postupně jednotlivé povely například k rozběhu stroje, k regulaci otáček při volnoběhu, k synchronizaci otáček, k regulaci otáček při přechodu do zátěže,’ při spolupráci se silovým systémem, při odstaveni stroje apod. Na ukazatelích otáček se sleduje, jak dalece regulátor tyto funkce plni. Podobně se postupuje, jestliže během provozu dojde k poruše. Uzavře se přívod vody k turbině kulovým šoupátkem, nebo kulovým uzávěrem. Zjisti se, kde k poruše došlo a vymění se příslušné moduly, které zajišťuji funkci, při které došlo k poruše.R From the output 32 of the electrohydraulic regulator 3 of the turbine open, the control signals are output, which are transmitted both to the output terminal 01 of the wiring and to the input 61 of the position sensor 6. In the sensor 6, the measured position of the turbine control element is converted into a proportional voltage or current signal. This signal comes from the position sensor output 62 to input 41 of the model block 4. The model block 4 simulates the behavior of the turbine generator set. The properties of model block 4 are close to those of the actual turbine generator set. When testing the function of the electrohydraulic controller, the JL controller is fed! sequentially individual commands to start the machine, to regulate the idle speed, to synchronize the speed, to regulate the speed at the transition to load, in cooperation with the power system, the machine shutdown, etc. The speed indicators monitor how far the controller performs these functions . A similar procedure is followed if a malfunction occurs during operation. The water supply to the turbine is closed by means of a ball valve or a ball valve. Find out where the fault has occurred and replace the appropriate modules that provide the function at which the fault occurred.

Vynálezu se využije u elektrických regulátorů vodních turbin.The invention is applicable to electric water turbine controllers.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An electric water turbine regulator in which a model block output is connected to an input of a controller whose output is connected to an input of a converter whose output is connected to an input of a speed controller whose output is connected to an input of an electrohydraulic controller whose output is connected to an output ; characterized by; The output (32) of the electrohydraulic turbine opening regulator (3) is connected to the input (61) of the position sensor (6), the output (62) of which is connected to the input (41) of the model block (4).