Регулятор-ограничитель мощности турбоагрегата Советский патент 1986 года по МПК H02J3/24 H02P9/04 

мых параметров из условий схемно-ре- жимной ситуации в энергосистеме. Узел задания уставок 6 осуществляет прием, обработку и ввод в устройство агрегатного уровня информации, получаемой на более высоком (станционном) уровне иерархии управления: 1) сигналов на задание уставок срабатьшания аварийного регулятора турбины 3 и ограничителя мощности 4, вычисленных по условиям схемно-режимной ситуации в энергосистеме, 2) сигналов на разгрузку и ограничение мощности в аварийных ситуациях, не приводящих

1

Изобретение.относится к электроэнергетике, а именно к противоава- рийной автоматике электроэнергетических систем.

Цель изобретения - повьщ ение эф- фективности и качества управления мощностью турбоагрегата.

На фиг.1 приведена блок-схема блочного регулятора-ограничителя мо ности (БРОМ); на - блок-схема узла задания уставок; на фиг.З - блок-схема .формирователя воздействи на редукционно-охладительную установку (РОУ).

В БРОМ выходы датчика 1 скорости вращения и датчика 2 активной мощности генератора подключены к первым и вторым входам аварийного регулятора 3 турбины и ограничителя 4 мощности а выход датчика 5 напряжения - к третьему входу ограничителя 4 мощности. Входы первого и второго каналов узла 6 задания уставок подсоединены к выходам системы противоаварийной автоматики станции, первый и второй выходы первого канала - к третьему и четвертому входам аварийного регулятора турбины, первьй и второй выходы второго канала - к четвертому и пятому входам ограничителя мощное- ти. Выходы аварийного регулятора 3 турбины и ограничителя 4 мощности подключены к соответствующим входам сумматора 7, выход которого соединен с электрогидравлическим преобразова- телем 8, воздействующим на систему

к заметному изменению местн ых параметров генератора, т.е. формированию управляющих воздействий на агрегатном уровне, но требующих разгрузки и ограничения мощности по условиям энергосистемы в целом. При этом каж- дьш из двух каналов узла 6 задания уставок содержит мультивибратор, два счетчика импульсов, схему совпадения, реле времени, два дифференциатора, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, два логических ключа и управляемьй двухпозиционный переключатель, 3 ил.

9 регулирования турбины, и с формирователем 10 принудительного воздействия на привод 11 клапана РОУ энергоблока.

В каждом из двух каналов узла 6 задания уставок (фиг.2) к выходу Счет системы противоаварийной ав- томат:ики (ПАА) станции подключен мультивибратор 12, выход которого через логические ключи 13 и 14 соединены с первыми входами первого 15 и второго 16 счетчиков импульсов. Второй вход первого счетчика 15 подключен к выходу Сброс системы ПАА станции, а его выход - к первому входу схемы 17 совпадения, первый выход которой соединен с входом первого логического ключ 13 и входом дифференциатора 18, второй выход - с входом второго логического ключа 14 и входом реле 19 времени, третий с вторым: входом счетчика 16, а чет- вертый - с входом управляемого пере - ключателя 20. Выход реле 19 времени соединен: с входом дифференциатора 21 выход которого подключен к второму входу блока 22 памяти, первый вход которого соединен с выходом первого дифференциатора 18, а третий - с выходом второго счетчика 16, к котором подключ€;н второй вход схемы 17 совпадения. Выход, блока 22 памяти соединен с входом цифроаналогового преобразователя 23, выход которого через управляемьй двухпозиционный переключатель 20 подключен в канале

3

к третьему и четвертому входам аварийного регулятора 3 турбины, во втором канале - к четвертому и пятому входам ограничителя 4 мощности,

В формирователе воздействия на РОУ (фиг.З) компаратор 24 входом соединен с выходом сумматора 7, а его выход через дифференциатор 25 и инвертор 26 соединен с одновибратором 27, выход которого подключен к при- воду 11 клапана РОУ.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы энергосистемы датчиком 1 скорости вращения датчиком 2 активной мощности и датчиком 5 напряжения генератора непрерывно производится контроль отклонения местных режимных параметров генератора от их значений в доаварийном режиме. Ненулевые значения отклонений режимных параметров генератора, имеющие место при флюктуационных и технологических изменениях нормального режима, поступая с выходов датчиков в аварийный регулятор 3 турбины и ограничитель 4 мощности, не приводят к формированию управляющих воздействий

Одновременно на верхнем уровне (например, в централизованной системе противоаварийного управления матричного типа) получают информацию о допустимых (в случае возникновения аварийного возмущения в данной схем- но-режимной ситуации) изменениях пе- ретоков активной мощности, которая поступает в двоичном коде на счетный вход каждого из двух каналов узла 6 задания уставок, в котором идентифицируется, запоминается, преобразу- ется и в виде уставок допустимых изменений режимных параметров передается в аварийньй регулятор 3 (с выходу канала I) и ограничитель 4 мощности (с выхода канала it ).

При возникновении аварийного возмущения в энергорайоне в регуляторе 3 и ограничителе 4 происходит сравнение с учетом предшествующей загрузки генератора измеренной величины аварийного сброса активной мощности генератора с величиной уставки, которая характеризует диапазон допустимых сбросов активной мощности генератора в момент аварийного возмуще- ния и при превышении которой в устройствах формируются в течение всего переходного процесса управлякндие воз5

0

1

Q

559.4

действия, направленные на обеспечение

устойчивости .

Сигналы, пропорциональные необходимым управляющим воздействиям, с выходов регулятора 3 и ограничителя 4 поступают в сумматор 7, в котором преобразуются в токовые сигналы, и через электрогидравлический преобразователь 8 воздействует на систему 9 автоматического регулирования турбины. Одновременно сигнал с выхода сумматора 7 подается на вход формирователя 10 воздействия на РОУ, который в момент появления управляющего воздействия на разгрузку формирует, если того требует ожидаемый уровень разгрузки, импульс заданной длительности, достаточный для надежной коммутации и самоблокировки пусковой аппаратуры привода 11 клапана РОУ и не зависящие от длительности управляющего сигнала, форсируя тем самым открытие клапана РОУ.

Возможны ситуации, когда необходимость разгрузки и ограничения мощности энергоблоков станции определяется по информации о схемно-режим- ной ситуации не данного знергорайона, а энергосистемы в целом. Б этих случаях командные сигналы на разгрузку и ограничение мощности от системы ПАА станции поступают в узел 6 задания уставок, в котором дешифруются и преобразуются по уровню, после чего подаются в регулятор 3 и ограничитель 4 мощности. По факту поступления командного сигнала и в соответствии с его уровнем в регулятбре 3 и ограничителе 4 формируются управляюшд1е сигналы. Далее устройство работает аналогично.

Устройство осуществляет формирование управляющих воздействий на регулирующие клапаны системы регулирования турбины и редукционный клапан РОУ энергоблока по местным режимным параметрам генератора, одновременно определяя допустимые значения , уставок контролируемых параметров из условий схемно-режимной ситуации в энергосистеме.

Узел задания уставок осуществляет прием, обработку и ввод в устройство агрегатного уровня - БРОМ информации, получаемой на более высоком (станционном, системном) уровне иерархии управления:) сигналов на задание уставок срабатывания аварийного регулятора турбины и ограничителя мощности, вычисляемых по условиям схем- но реж11мной ситуации в энергосистеме 2) сигналов на разгрузку и ограничение мощности в аварийных ситуациях, не приводящих к заметному изменению местных параметров генератора, т.е. формированию управляющих воздействий на агрегатном уровне, но требующих разгрузки и ограничения мощности по условиям энергосистемы в целом.

Сигналы от системы более высокого уровня (например, системы ПАА станции) поступают в узел задания уставо в виде трех восьмиразрядных слоев в дво ичном коде, .причем первое слово носит служебный характер, второе слово содержит информацию о факте и уровне задания уставки, а третье - о факте и уровне сигнала на разгрузку (1 ка- нал) и ограничение мощности (Ц канал) . Таким образом, при задании уставки третье слово представлено ну- левь1М кодом.

Узел задания уставок работает еле дующим образом.

В исходном состоянии на первом выходе схемы 15 совпадения установлен сигнал 1, а на втором, третьем и четвертом выходах - сигналы О, При этом ключ 13 открыт, ключ 14 заперт, управляемый двухпозиционный переключатель 20 находится в состоянии Задание уставки, а второй счетчик 16 находится в произвольном состоянии (не установлен в О).

При изменении схемно-релшмной ситуации на вход мультивибратора 12 каждого из каналов поступает сигнал, соответствующий необходимой величине уставки аварийного регулятора 3 турбины (канал 1) и ограничителя 4 мощности (канал 1 ), а на его выходе формируются прямоугольные импульсы с частотой сигнальной посылки. Им

пульсньш сигнал через открытый ключ 13 проходит на вход первого счетчика 15. Подсчет:трех импульсов первого слова вызывает на третьем выходе схемы 17 совпадения появление 1, в

результате чего второй счетчик 16 устанавливается в О. После подсчета восьми импульсов первого слова и одного импульса второго слова на первом выходе схемы 17 совпадения сигнал 1 заменяется сигналом О, вследствие чего отключается от входа счетчика 15 мультивибратор 12 и запускается первый дифференциатор 18,

Q

0

5

Q

.

5

5

0

на вькоде которого появляется положительный импульс, устанавливающий в нулевое состояние блок 22 памяти. Одновременно на втором выходе схемь 17 совпадения появляется сигнал 1, который, поступая на вход второго логического ключа 17 и вход реле 19 времени, открывает ключ 14 и запускает реле 19. В результате этого начинается счет импульсной последовательности второго слова принимаемого сигнала во втором счетчике 16. Реле 19 времени, имея задержку на время счета, после окончания счета импульсов третьего слова сигнальной посылки выдает стробирующий сигнал, который, дифференцируясь во втором дифференциаторе 21, поступает на второй вход блока 22 памяти, разрешая запоминание информации в двоичном коде, поступающей на третий вход блока 22 памяти с выхода второго счетчика 16. Количество импульсов во втором слове импульсной посылки определяет уровень уставки, поступающей с выхода блока 22 памяти в цифроаналоговьй преобразователь 23, в котором диск- ретньБ1 сигнал преобразуется в аналоговый, С выхода цифроаналогового преобразователя 23 аналоговьй сигнал, пропорциональньш вычисленной величине уставки, через управляемый переключатель 20, находящийся в исходном состоянии Задание уставки, поступает на вход задания уставки арифметического блока аварийного регулятора 3 турбины ({ канал) и блока формирования сигнала ограничения по возмущению ограни ителя 4 мощности (И. канал) .

При использовании БРОМ в качестве исполнителя команд противоаварийной автоматики более высокого уровня иерархии на вход мультивибратора 12 приходит сигнал, в котором третье слово представлено в отличие от сигнала уставки ненулевым кодом. Подсчет импульсов и вспомогательные операции, выполняемые узлом задания уставок в этом случае, аналогичны описанному, отличаясь тем, что после подсчета во втором счетчике 16 ненулевых значений первых двух импульсов третьего слова (признак сигнала на разгрузку или ограничение) с четвертого выхода схемы 17 совпадения вьщается команда на подготовку цепи прохождения сигнала на разгрузку (1 канал) или

ограничение мощности (П канал), в результате чего управляемый двухпо- зиционньй переключатель 20 устанавливается в положение Сигнал разгрузки (ограничения). После подсчета импульсов трех слов сигнал, пропорциональный необходимой величине разгрузки или ограничения мощности, запоминается в блоке 22 памяти, преобразуется в аналоговьм сигнал в преобразователе 23 и через управляемый переключатель 20, находящийся в состоянии Сигнал разгрузки (ограничения), поступает на соответствующие входы арифметического блока аварийного регулятора 3 турбины (1 канал) и блока формирования сигнала ограничения по возмущению ограничителя 4 мощности (у. канал).

Пришедший от ПАА после фиксации кода сигнальной посылки в блоке 22 памяти на второй вход счетчика 15 сигнал Сброс приводит схему 17 совпадения, а следовательно, и весь узел 6 задания уставок в исходное состояние.

Формирователь принудительного воздействия на РОУ в момент появления управляющего сигнала на разгрузку формирует (если этого требует о)5идае- мый уровень разгрузки) импульс за-. данной длительности, достаточной для надежной коммутации и самоблокировки пусковой аппаратуры привода клапана РОУ.

Формирователь работает следуюп(им образом. Управляющий сигнал сравнивается на входе компаратора 24 с заданным напряжением и, уровень которого определяется для каждого энергоблока на основании совместного анализа импульсных характеристик и зависимости величины заброса давления острого пара от глубины импульсной разгрузки.

Если управляемый сигнал превышает заданное значение, на выходе компаратора 24 проявляется прямоугольный импульсный сигнал, длительность которого определяется длительностью входного сигнала. Затем этот сигнал дифференцируется в дифференциаторе 25, инвертируется в инверторе 26 и подается в одновибратор 27, обеспечивающий заданную длительность импульсного сигнала, которьй и подается на тацию пусковой аппаратуры привода 1 1 клапана РОУ,обеспечивая его форсированное открытие по факту аварийной раз0

5

0

5

0

5

5

0

5

грузки турбоагрегата в, зависиь5ости от величины управляющего воздействие.

Формула изобретения

Регулятор-ограничитель мощности турбоагрегата, содержашдй электрогидравлический преобразователь системы регулирования турбины, вход которого через сумматор соединен с выходами аварийного регулятора турбины и ограничителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и качества управления мощностью, он снабжен формирователем воздействия на редукционно- охладительную установку, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с приводом клапана редукцион- но-охладитепьной установки и узлом задания уставок, имеющим входы, связанные с устройствами противоаварий- ного управления более высокого иерархического уровня, и два канала, выходы одного из которых соединены с двумя соответствующими входами аварийного регулятора, выполненного с возможностью формирования управляющих сигналов в зависимости от отклонений скорости вращения и активной мощности турбогенератора от задавае мых уставок и от величины задаваемой разгрузки, а выходы другого канала соединены с соответствующими входами ограничителя мопшости, имеющего дополнительно входы от датчика напряжения и датчика скорости турбогенератора и выполненного с возможностью формирования управляющих сигналов в зависимости от отклонения активной мощности, напряжения и скорости вращения генератора от задаваемых уставок и в зависимости от задаваемой величины ограничения мощности, каж- дьй из двух каналов узла задания уставок содержит мультивибратор, на входе два счетчика импульсов, схему совпадения, реле времени, два дифференциатора, блок памяти, циф- роаналоговый преобразователь, два логических ключа и управ- ляемьй двухпозиционньй переключатель, причем выход мультивибратора через логические ключи соединен с первыми входами первого и второго счетчиков импульсов, выход первого счетчика подключен к первому входу схемы совпадения, первьй выход которой соединен с входом первого логического ключа и входом первого дифференциатора, второй выход - с входом второго логического ключа и. входом реле времени, третий - с вторым входом второго счетчика импульсов, а четвертый - с входом управляемого двухпозиционного переключателя, выход реле времени через второй дифференциатор соединен с вторым входом

блока памяти, первьга вход KdToporo подключен к выходу первого дифференциатора,, а третий - к выходу второго счетчика И1м1гульсов, к которому подключен и второй вход схемы совпадения, выход блока памяти соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен через управляемый двухпозиционный переключатель с выходом канала.

Регулятор-ограничитель мощности турбоагрегата может найти применение в противоаварийной автоматике электроэнергетических систем. Повышение эффективности и качества управления мощностью турбоагрегата достигается введением формирователя 10 воздействия на редукционно-охлади- тельную установку (РОУ), в котором формируются управляющие импульсы, воздействукщие на регулирующие клапаны системы регулирования турбины и редукционный клапан РОУ энергоблока по местным режимным параметрам генератора, одновременно определяя допустимые значения уставок контролнруес ел г пик ьо со ел ел со

Составитель Б.Герих Редактор Л.Пчелинская Техред Г.ГерберКорректор А.Тяско

Заказ 2658/55Тираж 612Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.2

Формирователь принудительного воздействия на РОИ