Устройство для защиты от превышения частоты вращения гидрогенератора Советский патент 1987 года по МПК H02H7/93 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах автоматизации гидрогенераторов.

Цель изобретения - уменьшение длительности режимов работы защищаемого гидрогенератора при повышенных скоростях вращения путем повышения быстродействия и надежности защиты.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма изменения частоты вращения гидрогенератора ири сбросе нагрузки при-нормальной работе устройств автоматического регулирования частоты вращения гидрогенератора; на фиг. 3 - то же, для случая отказа устройств регулирования.

Устройство для защиты от нревыщения частоты вращения гидро1 енератора содержит пороговый первый датчик 1 превьимения частоты вращения генератора, пороговый второй датчик 2 превышения скорости перемещения направляю1 |,его аппарата, элемент И 3, первый вход которого соединен с прямым выходом первого датчика 1, второй вход - с инверс1Пз1м выходом второго датчика 2, а выход - с входом первого исполнительного органа 4, выходом подключенного к управляющему входу золотника аварийного закрытия направляющего агь парата. В устройстве имеются пороговый третий датчик 5 превышения ускорения вращения генератора, логические первый 6 и второй 7 повторители с задержками срабатывания по переднему фронту входного сигнала, второй исполнительный элемент 8 и элемент 9 деблокирования. Элемент И 3 выполнен трехвходовым и третьим входом соединен через первый повторитель 6 с прямым выходом третьего датчика 5, второй исполнительный орган 8 входом соединен через второй повторитель 7 с выходом элемента И 3, а выходом подключен к управляющему входу затвора спиральной камеры. Первый 4 и второй 8 исполнительные органы выполнены в виде бистабильных триггеров, единичный вход каждого из которых является входом исполнительного органа, единичный выход - выходом исполнительного органа, а нулевой вход соединен с выходом элемента 9 деблокирования.

Устройство работает следующим образом.

При сбросе нагрузки появляется ускорение f и возрастает частота вращения f гидрогенератора. В работу вступают устройства автоматического регулирования, которые закрывают с максимальной скоростью ш направляюилий аппарат для прекращения подачи энергоносителя на гидротурбину (фиг. 2). Частота вращения гидрогенератора достигает величи1 ы уставки срабатывания fycT.i устройства в момент времени ti. На выходе датчика 1 появляется сигнал Ui, однако ложного действия устройства не происходит, так как после превышения ускорения f заданной величины Густ, сигнал Ue на

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выходе повторителя 6 появляется с выдержкой времени Ati, учитывающей инерционность каналов регулирования и направляющего аппарата.

В случае нормальной работы устройств автоматического регулирования к моменту истечения выдержки времени &t: и появления сигнала на выходе повторителя 6 скорость движения направляющего аппарата ш превышает заданную, и на инверсном выходе датчика 2 сигнал U2 исчезает, на выходе элемента И 3 сигнал не появляется. Частота вращения гидрогенератора продолжает возрастать с меньшей скоростью до момента времени t2, затем снижается. При нормальной работе устройств автоматического регулирования и сбросе нагрузки ускорение становится отрицательным, всегда раньще остановки направляющего аппарата. В момент времени ts скорость направляющего аппарата снижается ниже уставки гп уст. и на инверсном выходе датчика 2 появляется сигнал. Несмотря на то, что частота вращения гидрогенератора в этот момент выше уставки, ложного действия устройства не происходит, так как за счет снижения подачи энергоносителя на турбину ускорение гидрогенератора уменьшается и в момент времени ts становится ниже уставки уст. Сигналы на выходах датчика 5 повторителя 6 исчезают.

При аналогичном сбросе нагрузки и отказе в действии устройств автоматического регулирования (фиг. 3) частота гидрогенератора возрастает, срабатывает датчик 5 и по истечении заданной выдержки Ati в момент t.i одновременно имеются сигнал Ui о превышении частотой генератора заданной величины уставки fycT.j, сигнал U2 об отсутствии движения направляющего аппарата и сигнал Ь б. На выходе логического элемента И 3 появляется сигнал Us, срабатывает первый исполнительный орган 4, который подает команду на включение золотника аварийного закрытия. Закрывается направляющий аппарат, гидрогенератор тормозится. После полной остановки гидрогенератора исполнительный орган 4 возвращается в исходное состояние элементом 9 деблокирования заПлИТЫ.

Если при рассматриваемой аварии закрытие направляющего аппарата под действием золотника аварийного закрытия не происходит, например, из-за повреждения устройств управления направляющим аппаратом, то гидроагрегат продолжает разгоняться (кривая б, фиг. 3). После выдержки времени At2 в повторителе 7, достаточной для установления движения направляющего аппарата под действием золотника аварийного закрытия с заданной скоростью, в момент времени i, через второй исполнительный орган 8 подается команда на закрытие затвора перед спиральной камерой гидротурбины.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что существенно уменьшается длительность режимов защищаемого гидрогенератора нри повыщенных частотах вращения, что достигается за счет повышения быстродействия и надежности защиты. В предлагаемом устройстве срабатывание защиты при неисправности устройств управления гидротурбиной осуществляется в моменты t4 и ts (фиг. 3), в то время как в известном устройстве срабатывание защиты осуществляется в момент времени t, когда частота вращения гидрогенератора превышает более высокую уставку Густ.з, причем для срабатывания такой защиты требуются дополнительные устройства защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты от превышения частоты вращения гидрогенератора, турбина которого снабжена золотником аварийного закрытия направляющего аппарата и затвором перед спиральной камерой, содержащее пороговый первый датчик превышения частоты вращения генератора, пороговый второй датчик превышения скорости перемещения направляющего аппарата, элемент И, первый вход которого соединен с

прямым выходом первого датчика, второй вход - с инверсным выходом второго датчика, а выход - с входом первого исполнительного органа, выходом подключенного к

управляющему входу золотника аварийного закрытия направляющего аппарата, отличающееся тем, что, с целью уменьшения длительности режимов работы защищаемого гидрогенератора при повышенных скоросQ тях вращения путем повышения быстродействия и надежности защиты, в него введены пороговый третий датчик превьипения ускорения вращения генератора, логические первый и второй повторители с задержками срабатывания по переднему фронту входного

5 сигнала, второй исполнительный орган и элемент деблокирования, при этом элемент И выполнен трехвходовым и третьим входом соединен через первый повторитель с прямым выходом третьего датчика, второй исполнительный орган входом соединен через вто0 рой повторитель с выходом элемента И, а выходом подключен к управляющему входу затвора перед спиральной камерой, причем первый и второй исполнительный органы выполнены в виде бистабильных тригге5 ров, единичный вход каждого из которых является входом исполнительного органа, единичный выход - выходом исполнительного органа, а нулевой вход соединен с выходом элемента деблокирования.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты. Цель изобретения - уменьшение длительности режимов работы защищаемого гидрогенератора при повышенных скоростях вращения путем повышения быстродействия и надежности защиты. Это достигается тем, что при сбросе нагрузки и отказе устройства автоматического регулирования срабатывает датчик 5. На выходе логического элемента И 3 появляется сигнал - срабатывает первый исполнительный орган 4, который подает команду на включение золотника аварийного закрытия. При полной остановке гидрогенератора исполнительный орган 4 возвращается в исходное состояние элементом 9 деблокирования защиты. Если под действием золотника аварийное закрытие не происходит, то после выдержки времени в повторитель 7 через второй исполнительный орган 8 подается команда на закрытие затвора перед спиральной камерой гидротурбины. 3 ил. to СП я управляющему Входу золотника аварийного закрытия ОО СО сд го К /пра6ллющем1/ затвора : перед спиральной камерой Фиг.1

U2

О

L

.Jz

Иъ

О

U.4

о

ill

о

U8 О