Способ перевода обратимого гидроагрегата из насосного режима работы в турбинный Советский патент 1984 года по МПК F03B15/00 

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано на гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) с обратимыми гидроагрегатами, состоящими из обратимой гидромашины и синхронной электрической машины.

Известен способ перевода обратимого гидроагрегата из насосного режима работы в турбинный, включаюш,ий уменьшение открытия направляюш,его аппарата до величины открытия холостого хода, отключение агрегата от сети, его перефазировку, реверс агрегата, синхронизацию и включение агрегата в сеть при достижении им подсинхронной скорости врашения в турбинном направлении, увеличение открытия направляющего аппарата до величины, соответствующей нагрузке агрегата в турбинном режиме работы 1.

Однако время перевода агрегата по данному способу относительно ввелико (90120 с). Кроме того, агрегат при уменьшении открытия направляющего аппарата до величины открытия холостого хода работает в неблагоприятных условиях вследствие роста пульсаций давления в водопроводящем тракте и увеличения вибрации.

Наиболее близким к изобретению является способ перевода обратимого гидроагрегата из насосного режима работы в турбинный, включающий отключение агрегата от сети, его перефазировку, уменьшение открытия направляющего аппарата до величины, обеспечивающей околосинхронную скорость вращения агрегата на холостом ходу в турбинном режиме, реверс агрегата, его синхронизацию и включение в сеть при достижении околосинхронной скорости вращения, увеличение открытия направляющего аппарата до величины, соответствующей нагрузке агрегата в турбинном режиме работы 2.

Однако время перевода агрегата по известному способу уменьшается незначительно и составляет 80-100 с. Кроме того, агрегат при уменьшении открытия направляющего аппарата до величины, обеспечивающей околосинхронную скорость вращения его на холостом ходу в турбинном режиме, подвергается значительным динамическим перегрузкам, которые особенно возрастают на направляющем аппарате при прохождении агрегатом состояния противотока - агрегат еще вращается в насосном направлении, а расход воды уже имеет турбинное направление (из верхнего бьефа в нижний). Цель изобретения - сокращение времени перевода обратимого гидроагрегата из насосного режима работы в турбинный, преимущественно э условиях нормального режима работы энергосистемы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу перевода обратимого гидроагрегата из насосного режима работы в турбинный, преимущественно в условиях

нормального режима работы энергосистемы, включающему отключение агрегата от сети, его перефазировку, реверс агрегата, изменение открытия направляющего аппарата и включение агрегата в сеть, включение последнего в сеть производят в начальный момент реверса, а изменение открытия направляющего аппарата осуществляют после вслючения агрегата в сеть, причем открытие направляющего аппарата изменяют до величины, соответствующей нагрузке агрегата в турбинном режиме работы.

На чертеже изображены графики изменения нагрузки агрегата при переводе из насосного режима работы в турбинный. На чертеже обозначено: Na - нагрузка агрегата; п - скорость вращения; о( - величина открытия направляющего аппарата; t - время.

Индексы «нас и турб показывают, что соответствующий параметр относится к на0 сосному или турбинному режимам работы. На чертеже отмечены моменты времени; to - отключение агрегата от сети; t - начальный момент реверса и момент включения агрегата в сеть; t - момент начала изменения открытия направляющего аппа5 рата от величины, соответствующей нагрузке агрегата в насосном режиме, до величины, соответствующей его нагрузке в турбинном режиме; tj - момент выхода агрегата на синхронную скорость вращения; - момент завершения переходных процессов и перевода агрегата в турбинный режим работы.

Процесс перевода обратимого гидроагрегата из насосного режима с нагрузкой Na 100%Ынас в турбинный с -нагрузкой Na 100% 1Чтруб начинают с отключения агрегата от сети (момент времени to) и его перефазировки в период времени t -j-tf. В результате отключения агрегата от сети его нагрузка падает до нуля (Na 0), а скорость вращения в насосном направлении 0 (составляющая в насосном режиме Па(к 100%) под действием гидравлического момента, приложенного к рабочему колесу обратимой гидромашины в турбинном направлении, начинает уменьшаться и в момент времени t агрегат останавливается (п 0); в этот же момент (начальный момент реверса) производят включение агрегата в сеть, и он под действием гидравлического момента и приложенного в том же турбинном направлении электрического мо0 мента синхронной Электрической машины, работающей в режиме асинхронного двигателя, увеличивает скорость вращения в турбинном направлении.

В период времени до выхода агре5 гата на синхронную скорость вращения он потребляет нагрузку из сети. Следом за включением агрегата в с.еть, в момент времени tj начинают изменять открытие направляющего аппарата от величины, соответствующей нагрузке агрегата в насосном режиме («aat.)., до величины, соответствующей его нагрузке в турбинном режиме (), В момент времени tj агрегат выходит на синхронную скорость вращения ( 100% За период времени -t .переходные процессы в агрегате затухают и процесс перевода в турбинный режим заверщается.

Предлагаемый способ позволяет значительно сократить время перевода обратимого гидроагрегата из насосного режима работы в турбинный и тем самым повысить маневренность силового оборудования ГАЭС. преимущественно в условиях нормального режима работы энергосистемы, за счет добавления к гидравлическому моменту при наборе агрегатом скорости вращения в турбинном направлении электрического момента синхронной электрической мащины, работающей в этот период в качестве асинхронного двигателя, а также за счет сокращения времени изменения открытия направляющего аппарата из положения, соответствующего нагрузке агрегата в насосном режиме, в положение, соответствующее нагрузке агрегата в турбинном режиме, в результате исключения перевода направляющего аппарата в положение с величиной открытия холостого хода. Время перевода по предлагаемому способу сократится в сравнении с известным примерно в 2-3 раза и составит 25-40 с. Кроме того, в результате исключения перевода направляющего аппарата в положение с величиной открытия холостого хода, агрегат в целом и особенно направляющий аппарат не испытывают значительных динамических перегрузок при прохождении агрегатом состояния противотока, что повыщает надежность предлагаемого способа.

СПОСОБ ПЕРЕВОДА ОБРАТИМОГО ГИДРОАГРЕГАТА ИЗ НАСОСНОЛа,Ч л анас п, нас 700% И | ij € ij €{f. го РЕЖИМА РАБОТЫ В ТУРБИННЫЙ преимущественнр в условиях нормального режима работы энергосистемы, включающий отключение агрегата от сети, его перефазировку, реверс агрегата, изменение открытия направляющего аппарата и включение агрегата в сеть, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени перевода, включение агрегата в сеть производят в начальный момент реверса, а изменение открытия направляющего аппарата осуществляют после включения агрегата в сеть, причем открытие направляющего аппарата изменяют до величины, соответствующей нагрузке агрегата в турбинном режиме работы. тур5 т% а ® (О fffO%f Ti/pS rypff О5 05 СЛ