Устройство для автоматического управления агрегатами гидростанции (автооператор)

 

Класс 2lc, 64„,, № 116263

СССР

А ь

511БДИОТЕЕА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. А. Богомолов, В. Л. Бенин и Л- К. Колесниченко

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

АГРЕГАТАМИ ГИДРОСТАНЦИЙ (АВТООПЕРАТОР) Заявлено 30 сентября 1957 г. за № 583840 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Агрегаты гидростанций, в зависимости от нагрузки и напора установки, работают с определенным к.п.д., определяемым универсальной характеристикой турбины. Между несколькими агрегатами нагрузка может быть распределена различным образом. При одинаковых гидроагрегатах станции наивысший к,п.д. имеет место при равномерной нагрузке всех р а бота ющих агрегатов.

При определенной нагрузке на станции и определенном напоре наивысший общий к.п.д. установки можно получить при работе только определенного числа агрегатов. В тех случаях, когда работает не соответствующее число агрегатов, к.п.д. станции снижается.

Известны устройства для автоматического управления агрегатами гидростанции (автооператоры), содержащие датчики нагрузки отдельных агрегатов, суммирующую схему, датчик напора, схему, имитирующую нагрузку оптимальных зон работы гидроагрегатов, стабилизатор напряжения питания переменного тока, усилители и ваттметровую схему сравнения.

С целью обеспечения работы гидростанции при оптимальном к.п.д. предлагается ваттметровый элемент автооператора включить в схему сравнения таким образом, чтобы выходной управляющий сигнал был пропорционален разности между фактической мощности гидростанции и мощностью, определяемой пограничными значениями оптимальных зон пуска или останова отдельных гидроагрегатов.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого автооператора, представляющего собой устройство для автоматического управления агрегатами гидростанции.

В цепь вторичных обмоток шинных трансформаторов тока генераторов включены проходные сопротивления R>. Падения напряжений на этих сопротивлениях пропорциональны токам нагрузки соответствующих генераторов Г„Гя... Г,. К сопротивлениям подключены первичные обмотки суммирующих трансформаторов тока СТь CT>... СТ„. Вторичные обмотки

¹:116263 этих трансформаторов соединены последовательно и их суммарная э.д.с., пропорциональная суммарному току нагрузки ГЭС, подается непосредственно в диагональ тиритовых ваттметровых элементов ТВП и ТВО.

Изменения уровней нижнего и верхнего бьефов (изменения напора) фиксируются сельсинным дифференциальным датчиком напора ДНГ.

Контактный сельсин СК, механически связанный с этим датчиком, поворачивается на угол, пропорциональный напору ГЭС в данный момент.

Э-д,с..ротора сельсина СК подается на первичную обмотку трансформатора ТН-1. Со вторичных обмоток этого трансформатора напряжения, пропорциональные напору, подаются на сопротивления Р4 и Rq, включенные в диагонали ваттметровых элементов ТВП и ТВО. В диагонали подаются также напряжения смещения оптимальных зон посредством трансформатора ТН-2 (с одной первичной и тремя вторичными обмотками) и сопротивлений R4 и Rs.

Напряжение одной из вторичных обмоток подается на потенциометр ПВР вращающегося резерва. Статор сельсина СК и первичная обмотка трансформатора ТН-2 питаются оперативным переменным током через корректор оптимальных зон по напряжению сети (КОЗ) . КОЗ вводит коррекцию в функцию по напору и смещению таким образом, что колебания напряжения сети не влияют на положение оптимальных зон. Это достигается автоматическим изменением напряжения на выходе корректора. Корректор выполнен таким образом, что изменение напряжения питающей сети на +- 20% вызывает обратное изменение напряжения на выходе на такую же величину. Основным элементом корректора является магнитный усилитель (МУК) с тремя обмотками постоянного тока, одна из которых является обмоткой смещения, а две другие — выполняют роль обмоток управления и питаются от трансформатора ТН-3 через линейный элемент R и нелинейный элемент L. Линейный элемент выполнен в виде обычного проволочного сопротивления; нелинейный — в виде насыщенного дросселя небольшой мощности.

Для выпрямления тока после элементов линейности и нелинейности поставлены селеновые или кристаллические мостиковые выпрямители

В и В .

В зависимости от величины и знака изменения напряжения, подводимого со стороны трансформатора ТН-3 в обмотках управления магнитного усилителя корректора МУК появляются дополнительные ампервитки подмагничивания. От величины и направления приращения ампервитков управления, в свою очередь, зависит величина падения напряжения на обмотках переменного тока МУК. Направление этих ампервитков выбрано таким образом, чтобы при повышении напряжения питающей сети на определенную величину на зажимах статора сельсина СК и первичной обмотки трансформатора ТН-2 напряжение уменьшалось на соответствующую величину и, наоборот, увеличивалось при понижении напряжения сети. Этим и обеспечивается стабильность оптимальных зон автооператора, Таким образом, в диагонали тиритовых ваттметров элементов ТВП и ТВО подаются напряжения переменного тока, пропорциональные току нагрузки и напору ГЭС, напряжение смещения оптимальных зон и напряжение вращающегося резерва. Кроме того, в диагонали вводится напряжение постоянного тока с делителя ДН, необходимое для работы тиритового ваттметрового элемента. Напряжение в диагонали, пропорцио нальное напору; может меняться в зависимости от числа работающих в данный момент агрегатов посредством сопротивлений оптимальных зон

К и R3, осуществляя при этом разные углы наклона оптимальных зон.

Напряжение смещения в диагонали может также меняться в зависимости № 116263 от числа работающих агрегатов посредством сопротивлений R4 и R5, осуществляя смещение оптимальных зон вдоль горизонтальной оси. Смещение и наклон оптимальных зон достигается замыканием определенного числа нормально разомкнутых контактов реле режимов пуска и остановки

РРП и РРО.

Тиритовые ваттметровые элементы производят операцию умножения геометрической суммы напряжений в диагонали, пропорциональной оптимальной нагрузке ГЭС, и на пряжения сети. Параметры схемы выбраны таким образом, чтобы при работе ГЭС, сответствующей оптимальной зоне,, напряжение на выходе тиритовых ваттметровых элементов было равно нуЛю.

При изменениях напора и нагрузки ГЭС на выходе этих элементов появляется э.д.с. постоянного тока, величина которой пропорциональна отклонению нагрузки от границы оптимальной зоны.

Нагрузкой ваттметровых элементов TBIT и ТВО являются соответствующие обмотки управления магнитных усилителей МУ-1 и МУ-2. При отклонении нагрузки от оптимальной зоны на достаточную величину усиленный сигнал подается на релейный магнитный усилитель РМУ пуска или остановки агрегатов.

При достаточном отклонении от оптимальной зоны (отклонение от оптимального к.п.д. ГЭС) срабатывают выходные реле пуска или останова, в зависимости от знака отклонения, которые запускают схему релейного блока РБА. Релейный блок подает сигналы: в диагональ ваттметровых элементов через контакты реле режимов РРП и РРО, на панели

ПА автоматики ГЭС для включения или отключения очередного агрегата и на щиток сигнализации ЩС очередности работы агрегатов.

Таким образом, после пуска или останова соответствующего агрегата, оператор автоматически настраивается на последующую оптимальную зону нагрузки пуска и останова агрегатов.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического управления агрегатами гидростанции (автооператор), содержащее датчики нагрузки отдельных агрегатов, суммирующую схему, датчик напора, схему, имитирующую нагрузку оптимальных зон работы гидроагрегатов, стабилизатор напряжения питания переменного тока, усилители и ваттметровую схему сравнения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения работы гидростанции при оптимальном коэффициенте полезного действия, ваттметровый элемент включен в схему сравнения таким образом, что выходной управляющий сигнал пропорционален разности между фактической мощностью гидростанции и мощностью, определяемой пограничными значениями оптимальных зон пуска или останова отдельных гидроагрегатов. № 116263

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. М. Струве

Типография Коми гета по дела мнзобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14. информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 п. л. Зак. 5173

Подп. к печ. 7.XII-58 r.

Тираж 1825 Цена 50 коп.