Известные способы регулирования частоты электростанций сложны и требуют дорогой аппаратуры автоматики.
Предлагаемый способ автоматического регулирования частоты и активной мощности электростанций предусматривает непосредственное использование регуляторов скорости двух или более первичных двигателей (турбин) агрегатов электростанции для регулирования частоты по астатической характеристике (без остающейся неравномерности).
Согласно изобретению, для решения этой задачи указанные регуляторы скорости настраиваются на заданную скорость вращения и оборудуются связанными между собой электромагнитными корректорами активной мощности, осуществляющими изменяемое силовое воздействие по балансному принципу непосредственно на золотники регулятора скорости в сторону открытия и закрытия регулирующих органов турбин. Указанное силовое воздействие осуществляется в зависимости от открытия регулирующих органов, воспринимаемого корректорами через их электрическую обратную связь, и от различных электрических воздействий, характеризующих изменение нагрузки агрегата от заданных условий.
На фиг. 1 изображена схема электромагнитного корректора активно мощности К регулятору скорости турбины; на фиг. 2-схема координации груннового регулирования станции.
Корректор (фиг. 1) состоит из электромагнитов KB и КН и соленоида СС с подвижным сердечником.
Электромагниты КБ и КН корректора оказывают взаимопротивоположное силовое воздействие непосредственно на усилительный орган исполнительного устройства первичного регулятора скорости (на побудительный золотник регулятора).
Электромагнит KB корректора де1 ствует на золотник серводвигателя в сторону открытия, а электромагнит КН-в сторону закрытия. Для осуществления такого
возде11ствпя общиЛ якорь электромагнитов сопрягается с рычагом регулятора скорости или другим элементом кинематической или гидромеханической связи, передаloineii действие электромагнитов на иобудительньп золотник регулятора.
Путем изменения тока в электромагнитах в зависимости от разных воздействий, выраженных через электрические величины, возникает возможность вводить дополнительные критерии регулирования в иервичньи регулятор турбины.
Следовательно, электромагниты корректора, встроенные в регулятор скорости, способны выиолпять функции электрического входного элемента регулятора скорости, превраш,ая его тем самым в электрогидравлический регулятор с электрическим органом обратной связи в виде соленоида СС.
Соленоид СС корректора выполнен таким образом, что его индуктивное сопротивление изменяется по заданному закону в зависимости от впуска энергоносителя в первичный двигатель агрегата. Это достигается с помощью подвижного сердечника, который получает известное перемеш,ение от регулируюш,их органов турбины при соответствующей конфигурации катушки соленоида.
Электромагниты КБ и КН и соленоид СС соединяются в последовательную электрическую цепь корректора для каждого агрегата станции.
Корректоры всех агрегатов включаются параллельно и образуют электрическую схему координации (фиг. 2).
Электромагниты корректоров (/Cj, Ку, Kg, K ...Яп) в схеме координации соединяются между собой уравнительным проводом У/7, создающим параллельное соединение электромагнитов КВ.
Электрическая схема координации подключается к источнику переменного тока промышленной частоты (к шинам собственного расхода станции) и в таком виде
способна обеспечить однозначное и заданное распределение нагрузки меж;1,у ai-регатами прИ настройке регуляторов скорости по астатическим характеристикам.
Это следует из того, что при отклонении нагрузки агрегатов от заданного соотношения изменяется соотношение индуктивных сопротивлений соленоидов СС, в связи с чем появляются уравнительные токи и соответствующие усилия в э..1ектромагнитных корректорах, которые восстанавливают заданное распределение нагрузки.
Схема координации действует следующим образом.
Э; ектромагкиты KB и КН корректоров устанавливаются так, чтобы усилия, действующие на золотник регулятора во взаимопротивоположпом направлении, были равны и взаимно комненсировались при прохождении через катушки электромагнитов тока одинаковой величины.
Если после указанной настройки электромагнитов отсоединить от всех корректоров уравнительный провод, исключив тем самы.м параллельное соединение электромагнитов KB, то никакого влияния на работу регуляторов скорости корректоры оказывать не будут, как бы не изменилась нагрузка агрегатов, Такое положение будет в связи с тем, что изменение нагрузки и соответствующее этому перемещение сердечника соленоида СС вызывает всегда одинаковое изменение тока в последовательной цепи электромагнитов KB и Л //корректора и, следовательно, одинаковое приращение взаимно противоположных усилий электромагнитов.
. Если же электромагниты корректоров будут соединены уравнительным проводом как предусмотрено в схеме коордипации (фиг. 2), то ток в уравнительном проводе будет отсутствовать лишь при известном соотношении сопротивлений элементов схемы координации и, следовательно, нри вполне определенном, предусмотренпом соотвоптен открытий регулпруюп;их
органов (или серводвигателей, которые перемещают регулирующие органы), поскольку положение серводвигателя определяет предусмотренное положение сердечника и величипу сопротивления соленоида СС соответствуюп,его агрегата.
При нарушении предусмотренного соотношения открытий регулирующих органов, например, при увеличении нагрузки па одном из агрегатов, произойдет соответствующее уменьшение индуктивного сопротивления соленоида этого агрегага, в то время как сопротивления соленоидов всех остальных агрегатов останутся неизменными. При этом произойдет перераспределение токоз в схеме координации.
При увеличении нагрузки на одном агрегате сила тока в электромагните Л /-/станет больше, чем в электромагните этого агрегата. Одновременно на всех других агрегатах будет обратное явление. Следовательно, на электромагнитных корректорах с увеличенной нагрузкой возникнет результируюпд,ая сила, действующая на закрытие, т. е. па уменьшение нагрузки, а на всех других агрегатах будет противоположное действие. Следовательно, действие схемы координации будет направлено на восстановление нарушенного соотношения открытий регулирующих органов турбин. Рассмотренные восстанавливающие силы будут действовать до тех пор, пока не исчезнет ток в уравнительном проводе, т. е. до восстановления предусмотрепного соотношения открытий регулирующих органов турбин.
Таким образом, электрическая схема координации способна обеспечить однозначное соотношение открытий регулируюи1,их органов турбин и, соответственно, определенное распределение иагрузки между агрегатами, поскольку величина нагрузки находится в известной зависимости от положения регулиру101-1-г,их органов. Следовательно, предлагаемое ycTpoiiCTBO
позволяет осуп1,ествить совместную парал;1ельую работу агрегатов станции при настройке регуляторов скорости по астатическим характеристпкам. При этом регуляторы скорости, будучи }1аетроены по астатическим характеристикам, обеспечат регулирование заданного значения частоты,а электрическая схема координации корректоров обеспечит необходимое распределение агрегатами.
Помимо астатического регулирования частоты всеми агрегатами одной станции, в энергосистемах, как известно, возникает необходимость осуществить регулирование моп1,ности электростанции, как единого целого.
В зтом случае необходимо иметь групповой регу.штор моп ностн для поддержания суммарной мощности станции в соответствии с заданным значением и возможность 113:у епепия заданного значения - уставку мощности всей станции, как единого целого.
Решение такой задачн представляется возможным осуществить путем введения в электрическую схему координации устройства задания моп ности установки и измерительного органа фактической мощности электростанции.
С этой целью в схеме координации предусмотрены устройство статизма п задатчик мощностп (фиг. 2).
Устройство статизма, выполняющее функции измерительного элемента суммарной моп ;ности станции, представляет соб01 трансформатор обратно связи 7С.
Первичная обмотка этого трансформатора, как измерительного трансформатора тока, включена в цепь питания неременным током схемы координации, а вторичная обмотка -в цепь, шунтируюп1,ую параллельное соедипеппе всех электромаг} итов KB (работаю1цих .на открытие).
Папряжепне па вторичпо обметке тра 1сформатора ТС находится в определенпой зависимости от нагрузки станции в целом, поскольку o6ni,nii ток питания схемы координации изменяется известным образом от положения сердечников в соленоидах СС и соответственно от нагрузки агрегатов и станции в целом.
В качестве задатчика мопл;ности ЗМ используется источник э. д. с. (индукционный преобразователь), включаемый в цень шунта схемы координации встречно напряжению вторичной обмоткп трансформатора ТС и напряжению электромагнитов КВ.
В условиях установившегося режпма и при нормальной частоте в энергосистеме (соответствуюш;ей установке скорости вращения регуляторов скорости турбин) каждое значение э.д.с. ЕЗ задатчнка мощности ЗМ уравновешивается напряжением г трансформатора статизма 7С и папряжением ЕВ на электромагнитах KB корректоров:
Г7 с- /7
В
в этих условиях тока в цепи шунта схемы координации не будет.
При отклонении частоты системы от нормального значения регулирование турбин будет изменять нагрузку последних. Однако при этом появится ток в шунте схемы координации и соответствующее усилие в электромагнитах, что обусловит статиЗ М станции по MOHI,ности.
Регулировка необходимого статизма станций осуществляется изменением коэффициента трансформации трансформатора ТС или изменением индуктивного сопротивления его обмоток (увеличением или уменьшением воздушного зазора магнитопровода). Такой метод регулирования статизма возможен вследствие того, что напряжение на вторичной обмотке трансформатора ТС увеличивается по мере увеличения индуктивности и коэффициента трансформации трансформатора ТС.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить не только астатическое регулирование частоты регуля-торами скорости турбин, но и групповое регулирование мопиюсти станции
как единого целого с заданием общестанционного статизма по мощности.
Введением в цепь шунта схемы координации дополнительпого напряжения, зависимого от мощности Перетока по транзитным линиям, представляется возможным обеспечить регулирование нагрузки станции по перетоку обменной мощности с заданием статизма по перетоку.
Введением в цепь шунта схемы координации электродвижущих сил, зависимых от различных сигпалов, можно осуществить регулирование мощности по тем или иным параметрам энергосистемы.
Предмет изобретения
1. Способ автоматического регулирования частоты и активной мощности электростанций, о тличаю гц и ii с я тем, что регуляторы скорости первичных двигателей (турбин) двух или более агрегатов электростанции, непосредственно используемые для регулирования частоты по астатической характеристике (без остающейся нерзвномерности, настраивают на заданную скорость врап;ения и оборудуют связанными между собой электромагнитными корректорами активно мощности, осун,ествляЮ1ЦИМИ изменяемое силовое воздействие по балансному принципу непосредственно па золотники регулятора скорости в сторону открытия и закрытия регулируюп,их органов турбин в зависимости от их открытия, воспринимаемого корректорами через их электрическую обратную связь, и от различных электрических воздействий, характеризующих изменение нагрузки агрегата от заданных усЛОВИ.
2. Устройство для осуществления способа но п. 1, отличаюп, е е с я тем, что, с целью распределения нагрузки между агрегатами, электромагнитные корректоры, состоящие из двух или более электромагнитов, действуюnuix диффереициг ль го па золотники в сторону открытия и, соответственно закрытия регулирующих органов, и переменной индуктивности, уиравляемой от регулирующего органа и представляющей собой элемент обратной связи, включены .параллельно источнику питания и присоединены к общему уравнительному проводу для получения параллельного соединения электромагнитов, де ствующих па открытие.
3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ющееся тем, что, с целью использования его для регулирования частоты и активной мощности в
энергосистеме, обеспечиваемого путем группового регулирования моп ности агрегатов электростанции как единого целого, применены задатчик мощности и элементы статизма, включенные последовательно в день, шунтирующую параллельно соединенные электромагниты корректоров, работаюп ие на отк|)ытие, и вводящие в эту цепь встречные э.д.с., зависящие от задания мощности станции и, соответственно, от фактической мощности последней и условий энергосистемы.
( s
е5;
