Juoksupyörän säädön vaikutus Kaplan-turbiinin säädön stabiiliuteen

Abstract

Työssä on kehitetty Kaplan-turbiinin säätöjärjestelmän epälineaarinen matemaattinen malli. Tavoitteena on simuloimalla tutkia järjestelmän stabiilisuutta ja erilaisia säätäjiä, lineaarisen ja epälineaarisen mallin tarkkuutta sekä juoksupyörän säädön vaikutusta koko järjestelmän stabiilisuuteen. Sovellutusesimerkkinä on määritetty kahden erityyppisen Kaplan-turbiinin momentin riippuvuus johtopyörän ja juoksupyörän avauksesta. Erilaisille säätäjille on johdettu siirtofunktiot ja vertailtu siirtofunktiomuotoja. Säätöjärjestelmästä laadittu lohkokaavioesitys on ratkaistu numeerisesti digitaalitietokoneella. Ohjelmointikielenä on käytetty interaktiivista ACSL-simulointikieltä. Simulointituloksia on verrattu erään säätäjän valmistajan simulointeihin sekä laitoskokeisiin. Simulointitulokset ja laitoksella suoritetut mittaukset korreloivat melko hyvin keskenään. Käytettyä mallia ja ratkaisumenetelmää voitaneen pitää luotettavan tuntuisena kuvaamaan Kaplan-turbiinin hydraulisen säätöjärjestelmän dynaamisia ominaisuuksia. Simulointiohjelmiston käyttöönotto vaatisi jatkotutkimuksia ja erityisesti laitoskokeita mallin luotettavuuden ja käyttökelpoisuuden varmistamiseksi. /Kir09