Усан цахилгаан турбины гүйцэтгэлийг сайжруулах чичиргээ тэнцвэржүүлэх технологи
Усан цахилгаан станцууд (УЦЦС) нь найдвартай, харьцангуй байгаль орчинд ээлтэй цахилгаан эрчим хүчээр хангах гол тулгууруудын нэг юм. Энэхүү найдвартай байдлын цаана хатуу чанд зохицуулах ёстой техникийн бэрхшээлүүд байдаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь турбин болон генераторын чичиргээ юм. Хяналтгүй чичиргээ нь үр ашгийг бууруулж, эд ангийн элэгдлийг хурдасгаж, үйл ажиллагааны тасалдлын эрсдэлийг нэмэгдүүлж, тэр ч байтугай нэгжийн гэнэтийн уналтыг өдөөж болно. Тиймээс чичиргээ тэнцвэржүүлэх технологи нь усан цахилгаан станцын турбины гүйцэтгэл, найдвартай байдлыг сайжруулах стратегийн чухал элемент юм.
Усан цахилгаан турбин дахь чичиргээний эх үүсвэрүүд
Турбин-генераторын нэгж дэх чичиргээ нь янз бүрийн механизмаас үүдэлтэй байж болно. Ерөнхийдөө чичиргээний эх үүсвэрийг механик, гидравлик болон цахилгаан гэж хувааж болно. Механик талаас нь авч үзвэл гүйгч, босоо ам эсвэл холбогч дахь массын тэнцвэргүй байдал нь хамгийн түгээмэл шалтгаан болдог. Буруу байрлал, сулрал, холхивчийн нөхцөл байдал муудах нь мөн ихээхэн нөлөөлдөг. Гидравлик талаас нь авч үзвэл, хөндий, даралтын цохилт, Франсис турбин дахь эргүүлгийн олс, жигд бус урсгал зэрэг үзэгдлүүд нь чичиргээг өдөөдөг үечилсэн хүчийг үүсгэж болно. Цахилгаан талаас нь авч үзвэл генератор дахь соронзон тэнцвэргүй байдал эсвэл ротортой холбоотой асуудлууд нь тодорхой чичиргээний хэв маягийг үүсгэж болно.
Асуудал нь ганц чичиргээний шинж тэмдэг нь ихэвчлэн хэд хэдэн хүчин зүйлийн хослолын үр дүн байдагт оршино. Бага зэрэг тэнцвэргүй турбин нь өгөгдсөн ачаалалд тогтвортой хэвээр байж болох ч усны урсгалын хурд өөрчлөгдөх эсвэл үйл ажиллагааны түр зуурын өөрчлөлт гарахад чичиргээний далайц огцом нэмэгдэж болно. Тиймээс чичиргээний тэнцвэржүүлэлтийг нэг удаагийн хэмжүүр гэж үзэж болохгүй, харин үргэлжилж буй нөхцөл байдлын удирдлагын системийн нэг хэсэг гэж үзэж болно.
Чичиргээний гүйцэтгэл болон найдвартай байдалд үзүүлэх нөлөө
Хэт их чичиргээ нь техникийн болон эдийн засгийн алдагдалд хүргэдэг. Механикийн хувьд чичиргээ нь босоо ам, гүйгч, ир, бэхэлгээний эд ангиудын материалын ядралыг хурдасгадаг. Холхивч болон битүүмжлэл нь илүү хурдан элэгдэж, тос эсвэл ус гоожих магадлалыг нэмэгдүүлдэг. Цаашилбал, чичиргээ нь уялдаа холбоог муутгаж, эд ангиуд дээрх радиаль хүчийг нэмэгдүүлж, улам бүр нэмэгдэж буй асуудлын спираль үүсгэдэг.
Гүйцэтгэлийн үүднээс авч үзвэл чичиргээ нь операторуудыг ачааллыг бууруулах эсвэл тодорхой үйл ажиллагааны бүсүүдээс (хязгаарлагдмал үйл ажиллагааны бүсүүд) зайлсхийхэд хүргэдэг. Үүний үр дүнд уг төхөөрөмж нь эрчим хүчний эрэлтийг оновчтой хангаж чадахгүй. Эрчим хүчний системийн хувьд энэхүү хязгаарлагдмал уян хатан байдал нь сүлжээний тогтвортой байдалд нөлөөлж болзошгүй, ялангуяа усан цахилгаан станцууд оргил ачааллын тэнцвэржүүлэгч эсвэл эргэлтийн нөөцийн үүрэг гүйцэтгэдэг үед. Тиймээс чичиргээг тэнцвэржүүлэх технологи нь машины нөхцөл байдлыг сайжруулаад зогсохгүй үйлдвэрлэлийн үйлчилгээний чанарыг сайжруулдаг.
Чичиргээ тэнцвэржүүлэх үндсэн зарчмууд
Тэнцвэржүүлэх нь эргэлдэгч эд ангиуд дээрх массын жигд бус хуваарилалтаас үүдэлтэй төвөөс зугтах хүчийг бууруулах зорилготой. Тэнцвэргүй үед роторын массын төв нь эргэлтийн тэнхлэгтэй яг таарахгүй бөгөөд эргэлт бүрт давтагдах хүч үүсдэг (1X бүрэлдэхүүн хэсэг). Энэ хүч нь эргэлтийн хурдтай тэнцүү давтамжтай чичиргээг өдөөдөг. Тодорхой байршилд массыг нэмэх эсвэл хасах замаар (массын залруулга) массын төвийг эргэлтийн тэнхлэгт ойртуулж "буцааж" улмаар чичиргээний далайцыг бууруулж болно.
Хэрэв ротор харьцангуй богино бол тэнцвэржүүлэлтийг нэг хавтгайд, эсвэл урт, илүү нарийн төвөгтэй роторын хувьд хоёр хавтгайд хийж болно. Усан цахилгаан станцын турбины нэгжүүдэд тэнцвэржүүлэлт нь ихэвчлэн том гүйгч болон босоо амны системийг хамардаг тул хоёр хавтгай эсвэл бүр олон хавтгайтай арга барил шаардлагатай байдаг, ялангуяа том хүчин чадалтай нэгжүүдэд.
Усан цахилгаан станцуудад орчин үеийн чичиргээ тэнцвэржүүлэх технологи
Мэдрэгч технологи, өгөгдөл цуглуулах, тооцоолох салбарын дэвшил нь чичиргээний тэнцвэржүүлэлтийг улам нарийвчлалтай, хурдан болгосон. Орчин үеийн усан цахилгаан станцуудад улам бүр хамааралтай болж буй зарим түгээмэл хэрэглэгддэг технологиудыг энд оруулав.
1. Онлайн чичиргээ хянах систем (Нөхцөл байдлын хяналтын систем)
Онлайн хяналтын систем нь чичиргээний далайц, давтамж, фазыг бодит цаг хугацаанд хэмжихийн тулд хурдатгал хэмжигч, хурд мэдрэгч, ойртолтын датчик (хуйлралын гүйдэл), түлхүүр фазын мэдрэгч зэрэг мэдрэгчийг ашигладаг. Энэ өгөгдлийг чиг хандлага, FFT спектр, голын тойрог зам болон бусад оношлогооны параметрүүдээр харуулдаг. Үүний давуу тал нь жижиг өөрчлөлтийг эрт илрүүлэх, аялал эхлэхээс өмнө тэнцвэржүүлэх эсвэл засах арга хэмжээг төлөвлөх боломжтой юм.
Онлайн хяналттай бол инженерүүд тэнцвэргүй байдлаас (зонхилох хэмжээгээр 1X) үүссэн чичиргээг буруу байрлалаас (ихэвчлэн 2X гармоник дагалддаг), сулралаас (өргөн зурвасын хэв маяг) эсвэл хонхорхойноос (өндөр давтамжийн чимээ) ялгаж чаддаг. Нарийвчлалтай оношлогоо нь илүү үр дүнтэй залруулах арга хэмжээ авах боломжийг олгодог бөгөөд "буруу эм"-ийн эрсдэлээс зайлсхийдэг.
2. Фазын шинжилгээнд үндэслэсэн талбайн тэнцвэржүүлэлт
Талбайн тэнцвэржүүлэлтийг машиныг их хэмжээгээр задлахгүйгээр талбайд гүйцэтгэдэг. Энэ арга нь залруулгын массын байрлал болон хэмжээг тодорхойлохын тулд фазын хэмжилтийг ашигладаг. Усан цахилгаан станцын турбинуудад гүйгчийг задлах нь цаг хугацаа их шаарддаг, үнэтэй үед талбайн тэнцвэржүүлэлт нь онцгой ач холбогдолтой юм. Туршилтын жингийн процедур, векторын шинжилгээ, хяналттай давталт ашиглан чичиргээний далайцыг аюулгүй хязгаарт хүртэл бууруулж болно.
Орчин үеийн тэнцвэржүүлэх програм хангамжийн технологи нь массын суурилуулалтын байршлын хязгаарлалт болон үйл ажиллагааны аюулгүй байдлын хязгаарлалтуудыг харгалзан залруулгын шийдлүүдийг илүү хурдан тооцоолох боломжтой. Үүний үр дүнд төхөөрөмжийн зогсолтын хугацааг багасгаж болно.
3. Том тэнцвэржүүлэгч машинуудаар цехэд динамик тэнцвэржүүлэлт хийх
Их засвар эсвэл гүйгчийг солих үед цехийн динамик тэнцвэржүүлэлт нь чухал стандарт хэвээр байна. Үлдэгдэл тэнцвэргүй байдал нь стандартад нийцэж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд ротор эсвэл гүйгчийг тэнцвэржүүлэгч машин дээр суурилуулсан. Энэ аргын давуу тал нь хэмжилтийн нөхцөл байдлыг илүү хянаж, өндөр нарийвчлалтай болгодог. Гэсэн хэдий ч бэрхшээл нь цехийн болон бодит ажиллагааны нөхцөл байдлын хоорондох ялгаа, тухайлбал гидродинамик нөлөөлөл, суурийн хатуулаг, ашиглалтын үеийн даацын нөхцөл байдал юм. Тиймээс цехийн тэнцвэржүүлэлтийг ашиглалтад оруулах үед дахин баталгаажуулалтаар нөхдөг.
4. Идэвхтэй соронзон холхивч ба идэвхтэй удирдлагын систем (тодорхой хэрэглээнд)
Усан цахилгаан станцад хийн турбины үйлдвэрлэлээс бага түгээмэл байдаг ч идэвхтэй удирдлагын тухай ойлголт улам бүр түгээмэл болж байна. Идэвхтэй соронзон холхивч (АМБ) нь роторыг цахилгаан соронзон байдлаар "дүүжлүүлж", тэнцвэржүүлэх хүчийг динамикаар хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог. Уламжлалт усан цахилгаан станцад нэгжийн хэмжээ болон түүхэн дизайны улмаас хэрэгжилт хязгаарлагдмал хэвээр байгаа боловч резонанс болон өндөр чичиргээний бүсээс зайлсхийхийн тулд зохицуулагчийн тохируулга, өдөөлтийн хяналт, үйл ажиллагааны стратегиар дамжуулан идэвхтэй удирдлагын зарчмуудыг хэрэгжүүлж эхэлж байна.
5. Дижитал ихэр ба урьдчилан таамаглах аналитик
Зарим усан цахилгаан станцын операторууд турбин генераторуудын динамик зан төлөвийг дуурайдаг дижитал загварууд болох дижитал ихэр загваруудыг боловсруулж эхэлж байна. Мэдрэгчийн өгөгдөл, ашиглалтын түүх, шингэний механик болон бүтцийн загваруудыг нэгтгэснээр дижитал ихэр нь чичиргээ хэзээ нэмэгдэх, ямар ажиллагааны нөхцөлд асуудал үүсэх, ямар үйлдэл хамгийн үр дүнтэй болохыг урьдчилан таамаглаж чадна: тэнцвэржүүлэх, тэгшлэх, холхивчийг засах эсвэл ашиглалтын өөрчлөлт хийх.
Урьдчилан таамаглах аналитик нь асуудлын үндсэн шалтгааныг тодорхойлоход тусалдаг. Жишээлбэл, хэрэв чичиргээний спектр тодорхой ачаалал дээр нэмэгдэж, гидравлик заалттай хамт байвал шийдэл нь зүгээр л массын тэнцвэржүүлэлт биш, харин хөндийг багасгах, таталтын хоолойг өөрчлөх эсвэл ирний өнцгийг оновчлох явдал байж болно (Каплан хэлснээр).
Талбай дээрх хэрэгжүүлэх стратеги
Чичиргээ тэнцвэржүүлэх технологи нь гүйцэтгэлийг үнэхээр сайжруулахын тулд системчилсэн хэрэгжүүлэх стратеги шаардлагатай:
1. Засвар эсвэл ашиглалтад оруулсны дараа чичиргээний суурь түвшинг тогтоох, ингэснээр жижиг өөрчлөлтийг илрүүлэх боломжтой болно.
2. Спектр, фаз болон ачааллын чиг хандлагын шинжилгээгээр чичиргээний горимыг тодорхойлох.
3. Хүндрэл, массын суурилуулалтын хүртээмж, ашиглалтын хугацааны хязгаарт үндэслэн тэнцвэржүүлэх аргыг (цех эсвэл талбайн тэнцвэржүүлэх) сонгох.
4. Хэд хэдэн ачааллын цэг дээр туршилт хийж, суралцах зорилгоор өгөгдөл бүртгэх замаар тэнцвэржүүлэлтийн дараах баталгаажуулалт.
5. Холхивчийн үзлэг, тохируулга, суурийн нөхцөл байдал, хонхорхой зэрэг гидравлик хүчин зүйлсийг багтаасан нөхцөл байдалд суурилсан засвар үйлчилгээтэй нэгтгэх.
Техникийн талаас гадна ажилтны ур чадвар нь амжилтыг тодорхойлдог. Чичиргээний өгөгдлийг тайлбарлах, массын суурилуулалтын аюулгүй байдлын журам, операторуудтай зохицуулалт хийх чадварын сургалт маш чухал бөгөөд учир нь тэнцвэржүүлэлтийг ихэвчлэн хязгаарлагдмал хугацаанд гүйцэтгэдэг.
Усан цахилгаан станцын шууд ашиг тус
Чичиргээ тэнцвэржүүлэх технологийг зөв хэрэгжүүлснээр бодит ашиг тусыг авчирдаг: төхөөрөмжүүд чичиргээний хязгаарлалтгүйгээр илүү чөлөөтэй ажиллах боломжтой тул үйл ажиллагааны үр ашгийг нэмэгдүүлэх, гэнэтийн эвдрэл эсвэл эвдрэлээс үүдэлтэй зогсолтын хугацааг багасгах, холхивч болон чухал эд ангийн ашиглалтын хугацааг уртасгах. Урт хугацаанд засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулдаг, учир нь томоохон ажлыг эвдрэл дээр биш, харин өгөгдөл дээр үндэслэн төлөвлөж болно.
Цаашилбал, чичиргээнд тэсвэртэй усан цахилгаан станц нь системийн ачааллын өөрчлөлтөд дасан зохицох илүү уян хатан чанартай байдаг. Энэ нь нар, салхи зэрэг хувьсах сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг нэгтгэх эрин үед улам бүр чухал болж байгаа бөгөөд усан цахилгаан станцууд давтамжийн тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд хурдан тэнцвэржүүлэгч үүрэг гүйцэтгэдэг.
Хаах
Усан цахилгаан станцын турбинуудын чичиргээ нь зүгээр нэг жижиг асуудал биш, харин төхөөрөмжийн эрүүл мэндийн чухал үзүүлэлт бөгөөд цахилгаан станцын ажиллагаанд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйл юм. Онлайн хяналт, фазын суурьтай талбайн тэнцвэржүүлэлт, цехийн динамик тэнцвэржүүлэлтээс эхлээд дижитал хос арга барил хүртэл чичиргээ тэнцвэржүүлэх технологиуд нь эрсдэлийг бууруулж, үр ашгийг нэмэгдүүлж, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгаж чадна. Зөв хэрэгжүүлэх стратеги, чадварлаг боловсон хүчинтэй бол чичиргээ тэнцвэржүүлэх нь усан цахилгаан станцын найдвартай байдал, бүтээмжид шууд нөлөөлдөг техникийн хөрөнгө оруулалт юм.
