Система регулирования турбины

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании паровых турбин большой мощности. Цель изобретения - повысить надежность путем повышения быстродействия и обеспечения диагностики аварийного режима, что позволяет сократить количество аварийных остановов турбины. Регулятор 6 мощности и давления пара соединены со входами электрогидравлического преобразователя 8 и механизма 7 управления турбиной . Датчик 15 отключения генератора от сети, реле 17 частоты и дифференциатор 18 подключены к входам электрогидравлического преобразователя 8; Сервомотор 14 ресо с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 01 0 17/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О fz

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4854682/06 (22) 31.05.90 (46) 15.04.92. Бюл. № 14 (71) Производственное предприятие "Уралтехэнерго" по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей (72) В.И. Фефелов, Н.В. Ефимов и P.Н. Винтилов (53) 621,165-546(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 928040, кл. F 01 0 17/20; 1980, Малев B.Â. и др. Развитие электрогидравлических систем регулирования паровых турбин, ЛМЗ на основе применения микропроцессорной техники. Теплоэнергетика, 1985, № 7, с.12 — 16.

„„5U 1726784 Al (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИНЫ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании паровых турбин большой мощности. Цель изобретения — повысить надежность путем повышения быстродействия и обеспечения диагностики аварийного режима, что позволяет сократить количество аварийных остановов турбины. Регулятор 6 мощности и давления пара соединены со входами электрогидравлического преобразователя 8 и механизма 7 управления турбиной. Датчик 15 отключения генератора от сети, реле 17 частоты и дифференциатор 18 подключены к входам электрогидравличе ского преобразователя 8, Сервомотор14 ре1726784 гулирующих клапанов 13 подключен к выходам электрогидравлического преобразователя 8. Датчик 19 частоты вращения генератора подключен к одному из входов сумматора 22 через дифференцирующий элемент 20. Вход дифференцирующего элемента 20 соединен с датчиком 16 частоты вращения турбины. Выход сумматора 22 соединен через первый диод 25 и компаратор

26 с входом блока 27 контроля и через диод

23 и компаратор 24 соединен с входом реле

17 частоты. В ыход ком паратора 24 соединен с входом блока 27 контроля. В начале переИзобретение относится к теплоэнергетике, в частности к регулированию паровых турбин при автоматизации их управления.

Известна система регулирования турбин, содержащая регуляторы мощности и давления, соединенные с входом электрогидравлического преобразователя, подключенного к сервомотору регулирующих клапанов, датчик частоты вращения, датчики отключения генератора от сети и перехода турбины на холостой ход.

Известная система имеет недостаточную надежность, так как сигналы, поступающие на электрогидравлический преобразователь при сбросе электрической нагрузки, не при всех исходных режимах обеспечивают максимальную скорость закрытия регулирующих клапанов, например при коротком замыкании на линии или отключении линейного выключателя.

Известна также система регулирования турбины, содержащая регулятор мощности и давления пара, соединенный с входами электрогидравлического преобразователя и механизма управления турбиной, датчик отключения генератора от сети и датчик частоты вращения турбины, реле частоты и дифференциатор, подключенные через электрогидравлический преобразователь к сервомотору регулирующих клапанов.

Недостатком данной системы является пониженная надежность, так как сигнал по ускорению ротора турбины на закрытие клапанов формируется с запаздыванием, величина его определяется величиной установки реле частоты, Поэтому при низкой установке возможны ложные закрытия клапанов, а при высокой — появляется опасность разгона турбины. В обоих указанных случаях система обладает недостаточной надежностью. Кроме того, данная система не обеспечивает диагностику аварийного ходного процесса после сброса нагрузки датчика 16 и 19 фиксируют различные значения частоты вращения из-за скручивания валопровода между ними, что приводит к появлению дополнительного сигнала на выходе сумматора 22. Знак этого сигнала позволяет диагностировать вид аварийного режима-отключение генератора от сети или экстренное закрытие клапанов 13. При отключении генератора от сети сигнал сумматора 22 изменяет установку реле 17 частоты, что повышает надежность турбины в этом режиме. 2 ил. режима, что также сказывается на надежности системы регулирования.

Цель изобретения — повышение надежности путем повышения быстродействия и

5 обеспечение диагностики аварийного режима, что позволяет сократить количество аварийных остановов.

Сущность изобретения заключается в том, что известная система регулирования

10 турбины, содержащая регулятор мощности и давления пара, связанные с входами электрогидравлического преобразователя и механизма управления турбиной, датчик частоты вращения турбины, датчик отключе15 ния генератора от сети, реле частоты и дифференциатор, подключенные к входам электрогидравлического преобразователя, и сервомотор регулирующих клапанов, подключенный к выходам электрогидравличе20 ского преобразователя, механизма управления турбиной и датчика скорости, дополнительно снабжена датчиком частоты вращения генератора, двумя дифференцирующими элементами, сумматором, двумя

25 диодами, двумя компараторами и блоком контроля, при этом датчик частоты вращения генератора подключен к одному из входов сумматора через первый дифференцирующий элемент, а второй диф30 ференцирующий элемент, вход которого соединен с датчиком частоты вращения турбины, подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен через первый диод и первый компаратор с входом

35 блока контроля и через второй диод и второй компаратор — с входом реле частоты, причем выход второго компаратора подключен также к входу блока контроля.

На фиг.1 представлена блок-схема сис40 темы регулирования турбины; на фиг.2— схема блока контроля.

Система регулирования турбины содержит парогенератор 1, турбину 2, генератор

1726784

20

3, связанный через выключатель 4 с сетью

5, регулятор 6 мощности и давления, соединенный с механизмом 7 управления турбиной и электрогидравлическим преобразователем 8 соответственно через выключатель 9 и усилитель 10 сигналов. Датчик 11 скорости, механизм 7 управления турбиной и электрогидравлический преобразователь 8 подключены к гидравлическому усилителю 12. Управление регулирующими клапанами 13 осуществляется сервомотором 14, Отключение генератора осуществляется при получении сигнала датчиком 15. Формирование сигнала по ускорению ротора осуществляется цепочкой, состоящей из датчика 16 частоты вращения турбины, реле 17 частоты и дифференциатора 18, при этом временное изменение реле 17 частоты осуществляется с помощью цепочки, состоящей из датчиков

16 и 19, дифференцирующих элементов.20 и

21, сумматора 22, диода 23 и компаратора

24, а цепочка, состоящая из диодов 23 и 25, компараторов 24 и 26, блока 27 контроля, обеспечивает диагностику аварийного режима.

Схема блока 27 контроля содержит ключи 28 и 29, два триггера 30,31, два табло 32 и 33, кнопку 34 контроля.

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании на линии или отключении линии от сети 5 выключатель 4 генератора 3 остается в рабочем положении, Следовательно, цепочка, включающая датчик 15 отключения генератора, усилитель 10 сигналов, электрогидравлический преобразователь 8, гидравлический усилитель 12, сервомотор 14 регулирующих клапанов 13, выключатель 9, не срабатывает, пока частота вращения турбины 2 не достигнет величины, соответствующей уставке реле 17 частоты. B данном случае реле 17 частоты выполняет роль порогового элемента. Датчик 11 скорости, формирующий сигнал, пропорциональный отклонению частоты вращения в начальный момент времени, не обеспечивает форсирующего воздействия на регулирующие клапаны 13.

Дальнейшее повышение частоты вращения приводит к срабатыванию цепочки, состоящей из датчика 16 частоты вращения турбины, реле 17 частоты, дифференциатора 18, усилителя 10 сигналов, электрогидравлического преобразователя 8, гидравлического усилителя 12, сервомотора

14, регулирующих клапанов 13, выключателя.9, регулятора 6 мощности и давления и механизма 7 управления турбиной. В результате срабатывания этой цепочки регулирующие клапаны 13 быстро закрываются.

Величина динамического повышения частоты вращения при этом зависит от величины уставки реле 17 частоты.

Для повышения надежности работы системы регулирования желательно снижение уставки реле 17 частоты в момент сброса нагрузки, что реализуется цепочкой элементов 16,19 — 24 следующим образом.

В момент сброса нагрузки мощность на валу генератора мгновенно снижается, что сопровождается повышением угловой скорости. фиксируемой датчиком 19. В то же время угловая скорость ротора турбины 2 со стороны паровпуска в начальный момент времени остается неизменной за счет скручивания валопровода турбины.

В результате дифференцирования сигналов датчиков 16 и 19 дифференцирующими элементами 20 и 21 и последующего суммирования сумматором 22 на выходе появляется сигнал по ускорению, причем при повышении частоты вращения сигнал по ускорению имеет положительный знак, а при понижении — отрицательный. При сбросе электрической нагрузки сумма сигналов по ускорению ротора от дифференцирующих элементов 20 и 21 имеет всегда положител ьный знак, так как замедление одного конца ротора компенсируется ускорением другого, и пропорциональна среднему ускорению колеблющейся части ротора. Сигнал положительного знака через диод 23 поступает в компаратор 24, где происходит сравнение с установкой, величина которой не превышает 50$ ускорения при полном сбросе нагрузки, Появление положительного сигнала отмечается блоком 27 контроля, а реле 17 частоты переключается на новую уставку.

Удержание реле 17 частоты на новой уставке зависит от продолжительности действия положительного сигнала.

Таким образом, данная цепочка позволяет уменьшить динамическое повышение частоты вращения за счет более раннего перекрытия клапанов. В случае ложного срабатывания цепочки сигнал на закрытие регулирующих клапанов 13 не проходит, а происходит лишь кратковременное изменение уставки реле 17 частоты.

При сбросе нагрузки на турбине при быстром закрытии клапанов ротор турбины замедляется, и сумма ускорений отрицательна. При этом на выходе сумматора 22 появляется отрицательный сигнал, который через диод 25 и компаратор 26 поступает на второй вход блока 27 контроля, срабатывает триггер 31, ключ 28 размыкается, а табло 33 информирует о закрытии клапанов 13.

1726784

Составитель Н.Шмидт

Техред М.Моргентал

Корректор М. Кучеря вая

Редактор М.Келемеш

Заказ 1262 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При подаче сигнала на первый вход блока 27 контроля срабатываеттриггер30, ключ

29 размыкается, а табло 32 информирует о сбросе электрической нагрузки.

Возвращение триггеров 30 и 31 в исходное положение производится кнопкой сброса 34.

Таким образом, обеспечивается диагностика аварийного режима, исключается ложное срабатывание клапанов.

Формула изобретения

Система регулирования турбины, содержащая регулятор мощности и давления пара, связанный с входами электрогидравлического преобразователя и механизма управления турбиной, датчик частоты вращения турбины, датчик отключения генератора от сети, реле частоты и дифференциатор, подкл юченные к входам электрогидравлического преобразователя, и сервомотор регулирующих клапанов, подключенный к выходам электрогидравлического преобразователя, механизма управления турбиной и датчика скорости, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем повышения

5 быстродействия и обеспечения диагностики аварийного режима, она снабжена датчиком частоты вращения генератора, двумя дифференцирующими элементами, сумматором, двумя диодами, двумя компаратора10 ми и блоком контроля, при этом датчик частоты вращения генератора подключен к одному из входов сумматора через первый дифференцирующий элемент, а второй дифференцирующий элемент, вход которого со15 единен с датчиком частоты вращения турбины, подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен через первый диод и первый компаратор с входом блока контроля и через второй диод и вто20 рой компаратор — с входом реле частоты, причем выход второго компаратора подключен также к входу блока контроля.