Исследование работы сар яр на малых уровнях при наличии шума реактивности

(Тема состоит из двух занятий ).

Файлы “ SUZ “ и “ L-2 bat “.

Занятие 1. Посвящено изучению принципа работы одного из возможных регуляторов нейтронной мощности в нормальных условиях эксплуатации (без нарушений) и с нарушениями, а также настройке этого регулятора в условиях шума реактивности. На этом занятии двое студентов моделируют оптимальную настройку регулятора, который они проектировали в своей курсовой работе.

Задача 1. Разработка алгоритмов и навыков ручного управления реактором при отсутствии шума реактивности и при его наличии.

Сначала для того, чтобы оценить возможный риск потерь из-за погрешности регулирования АЭС мощностью 1000 Мвт, оценим общую стоимость электроэнергии, вырабатываемую этой АЭС за год её работы на 100% уровне мощности.

За год эффективной работы (около 7000 час в год ) такая АЭС вырабатывает 7 Млрд.квт.час электроэнергии, а 1 % от этой величины составляет 70 Млн.квт.час. При современной стоимости электроэнергии 1 рубль за квт. час ошибка в регулировании такой АЭС всего на 1% составит 70 Млн.руб в год !

Поэтому желательно поддерживать заданный уровень мощности не хуже 1% как при ручном, так и автоматическом управлении !

В связи с такой актуальностью задачи оценим – какую ошибку при ручном управлении вносит человек – оператор и может ли он соперничать с автоматическим регулятором?

Вначале рассмотрим разработку алгоритма ручного управления теоретически в идеальном случае при отсутствии шума реактивности.

Эту задачу представим себе в виде блок-схемы Рис.1.

Рис. 1. Связь реактивности с мощностью на малых уровнях.

Эта связь относительного отклонения мощности N с реактивностью описывается уравнением (1). Она получена из линеаризованной передаточной функции нейтронной кинетики с одной группой запаздывающих нейтронов и её погрешность при реактивностях менее 0,1 может доходить до 20 % ! Однако это не важно. поскольку мы имеем возможность проверить её экспериментально более точно на ЭВМ. Возможны два варианта решения этой задачи: 1) Задача управления – нахождение закона изменения мощности при заданном законе реактивности и 2 ) Задача диагностики – зная закон мощности, который наблюдает оператор, найти его причину изменения, т.е. закон изменения реактивности.

Решите эти две задачи аналитически, а затем проверьте полученные законы изменения на компьютере при ручном управлении реактором на малых уровнях мощности.

Методика решения этих задач на компьютере.

1.Возмущения по мощности и реактивности равны нулю.

2.Температурные коэффициенты равны нулю.

3.Амплитуда шума реактивности равна нулю.

4.Мертвая зона равна нулю.

5.Поглотительная способность стержня по курсовой работе.

6.Скорость привода К_{привода} по курсовой работе.

7.Шаг решения равен 1 сек.

8.Время решения 80 сек

9.Регулятор отключен. Поэтому усиление регулятора К₁ = 0.

Клавишами таблицы “ + “ (Увеличение реактивности. Её величина зависит от времени нажатия клавиши, а скорость изменения – от скорости привода) или “ - “ (Уменьшение реактивности) после нажатия клавиши “ Ввод “ и, глядя на значения мощности в таблице решения в %, увеличить мощность с нуля до 5 % и поддерживать её клавишами плюс и минус на постоянном уровне, равном 5%.Проделать это несколько раз поочереди двумя студентами. В памяти компьютера сохраняются предшествующие кривые до тех пор, пока не изменить в меню общее время решения. В этом случае предыдущие кривые стираются из памяти.

Для того, чтобы убедиться в качестве работы регулятора и точности его регулирования, измените установки в меню. Задатчиком возмущения по мощности установите желаемый уровень мощности 5%, а коэффициент усиления К₁ = 3. Это означает, что регулятор включен и после нажатия клавиши “ Ввод “ Вы увидите сначала по таблице решения, а затем по графику качество работы регулятора и сравните его с ручным качеством регулирования.

Зарисуйте график изменения реактивности регулятором и сравните его с рассчитанным Вами теоретическим алгоритмом изменения реактивности для увеличения мощности на 5%.

Проделайте теперь тоже самое при включении шума реактивности по величине, заданной в Вашей курсовой работе.

При регулировании с шумом научитесь пользоваться графиком V ( t ) – величины скорости и числа включений двигателя. Этот индикатор Вам покажет как часто включается бесполезно привод стержня и изнашивается от шума !

Научитесь подбирать оптимальное соотношение между коэффициентом усиления К₁ = 1- 5 при различных мертвых зонах, значения которых в % могут практически лежать от 1% до 3% ! При оптимальном соотношении число включений привода не должно превышать 3 –4, а установившаяся ошибка не более 1,5 %.

При экспериментах задавайте поочереди заданные Вам в курсовой работе возмущения по мощности и реактивности.

Занятие 2.

Посвящено анализу систем повышения помехоустойчивости систем автоматического регулирования и отказоустойчивости их в работе. Файл в компьютере тот же, что и в предыдущем занятии.

Под повышением помехоустойчивости регуляторов понимается разработка методов и технических средств сделать их не чувствительными к влиянию помех, которые могут присутствовать как в саамом технологическом процессе (шум реактивности) и в электромагнитных и электростатических промышленных помехах чаще всего на частоте 50 гц.

Существует три основных способа борьбы с этими шумами и помехами : 1) Различные фильтры, 2) Зона нечувствительности и более сложные корелляционные фильтры.

Ваша задача – показать какие из этих способах Вы используете в данной лабораторной работе и в своей курсовой работе. Привести расчёты фильтров и их практическую реализацию. Под отказоустойчивостью систем автоматического регулирования понимают присущую их конструкции защиту от различного вида отказов и нарушений в работе.

Рассмотрите, как защищена эта система автоматического регулирования от отказов её элементов, а также от ошибочных действий оператора и срабатываний предупредительной защиты.

При защите этой работы нужно представить кривые переходных процессов оптимально настроенного регулятора при возмущениях по мощности и реактивности, а также таблицу пробных настроек регулятора и результирующую кривую числа включений привода.

Показать результирующую погрешность в установившемся режиме при наличии шума реактивности. Привести расчёт фильтра для защиты от промышленных помех.

Практическое занятие № 5 Вы будете изучать методы и технические средства для борьбы с шумами, помехами, а также с отказами элементов САР ЯР.

,

Практическое занятие №5

Технические средства кибернетических СКУЗ ЯР АЭС.

. Распределенная структура управления.