Устройство аварийного ограничения мощности электростанции Советский патент 1987 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к противоаварий- ной автоматике электростанций, может быть использовано в качествеобщестан0

, ционной части системы аварийного огра- /ничения мощности (04 САОМ)-, служащей для сохранения устойчивости энерго- систем9И является усовершенствованием устройства по авт.св. № Il i9349,

Цель изобретения - повьпиение надежности.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства аварийного ограничения мощности электростанции.

Устройство содержит блок 1 задания, датчики 2-4 активной мощности генераторов с запоминающими элементами, ограничители 5-7, сумматор 8

отключающего блока, коммутатор 9 оче- 2о - тобы получить на выходе сумму абсоредности отключения генераторов,дифференциальные усилители 10-12 расчетного узла и компараторы 13 - 15 отключающего блока, блок 16 задания минимально допустимых нагрузок,блок 17 автоматического подключения,блок 18 управления ограничителями,блоки 19-21 перевода агрегатов на отключение, выходные контакты 22 - 24 блока ав.томатического подключения,ограничители 25 - 27 блока разгрузки,измерительные ключи 28 - 30 учета отключения генераторов со,своими замыкающими контактами 3 --33j сумматор 34 и интегратор 35 блока разгрузки, Дифференциальные усилители 36 - 38, сумматор 39 и компаратор 40 блока загрузки, блок 41 контроля и сигнализации, автоматический коммутатор 42 выходных цепей, выходной блок 43,, диодный селектор 44 положительных и отрицательных сигналов небаланса и сумматор 45 самоконтроля.

Блок 1 задания величины ограничения мощности станции (суммарной величины разгрузки агрегатов) является согласующим элементом с системными устройствами автоматики и включает в себя набор потенциометров и реле,

подключенных к эталонному напряжению.

Датчики 2-4 активной мощности с запоминающими элементами, предназначенные для фиксации нагрузки генер ато-

gQ подключения сравнивают значения сиг налов на соответствующих каждому ге нератору выходах датчиков мощности и блока 16 минимально допустимых на рузок. При снижении нагрузки агрега

ров станции, могут быть выполнены по лю бому известному принципу, в том 55 ниже технологического минимума числе с, помощью операционных усили- соответствующий компаратор блока 17 телей постоянного тока (ОУПТ) и нелинейных схем. Ограничители 5-7 отключающего блока и ограничители 25-27

срабатывает и разрывает своими выхо ными контактами 22-24 цепь интегратор - ограничитель. Одновременно с

5

блока разгрузки воспроизводят рави- симости, показанные внутри их изображений, и построены на основе ОУПТ и диодов. Верхний порог ограничения ограничителей 25-27 соответствует максимальной нагрузке генераторов станции, а их нижи:ий порог, как и порог ограничения у ограничителей 5-7, устанавливается на уровне нижней границы регулировочного диапазона (технологического минимума) турбоагрегатов. Сумматоры 8,34539 и 45 соответственно отключающего блока, разгрузки, загрузки и самоконтроля выполнены на основе ОУПТ по известным схемам, причем в сумматоре 45 самоконтроля используется инвертирующий и неинвертирующий входы с тем.

лютных величин сигналов небаланса, поступающих на его входы с дифференциальных усилителей 36-38 через селектор 44 сигналов небаланса, состоящий из двух групп диодов, пропускающих соответственно положительные и отрицательные сигналы. Коммутатор 9 задания очередности отключения генераторов состоит из набора галетных

переключателей (две галеты на одной оси) по числу агрегатов станции«Дифференциальные усилители 10-12 и 36 - 38 обеспечивают на выходе разность входных сигналов и построены на основе ОУПТ по известным схемам. Компараторы 13-15 и 40 и блок автоматического подключения, также представляющий собой группу компараторов (схем сравнения) по числу агрегатов станции, построены с помощью ОУПТ и стабилитронов по известным схемам.Блок 16 задания минимально допустимых нагрузок включает в себя набор регулируемых потенциометров, подключенных к эталонному напряжению, и вьща- ет сигналы, соответствующие нижней границе регулировочного диапазона каждого турбогенератора станции.Компараторы блока 17 автоматического

подключения сравнивают значения сигналов на соответствующих каждому ге- . нератору выходах датчиков мощности и блока 16 минимально допустимых нагрузок. При снижении нагрузки агрега ниже технологического минимума соответствующий компаратор блока 17

ниже технологического минимума соответствующий компаратор блока 17

срабатывает и разрывает своими выходными контактами 22-24 цепь интегратор - ограничитель. Одновременно с

313

этим блок 18 управления ограничителями, построенный на основе ОУПТ и диодов, воздействует на управляющий вход соответствующего ограничителя блока разгрузки и обеспечивает его перестройку на пунктирную характеристику, снимая при этом нижний порог ограничения. Блоки 19-21 перевода агрегатов на отключение состоят из последовательно соединенных кнопочного переключателя и электромагнитного реле с двумя нормально закрытыми контактами. Они предназначены для ручного выбора агрегатов, участвую- щих в разгрузке, для дистанционного вывода из разгрузки любого агрегата после прихода задания и для перевода дет 1ствия устройства на отключение генераторов путем одновременного воз действия на вывод всех агрегатов из разгрузки. При любой операции ручного, дистанционного или автоматического управления блоками 19-21 перевода последние одновременно воздей- ствуют второй группой своих контактов на перестройку соответствующих ограничителей отключающего блока путем коммутации их цепей ограничения. При замкнутых контактах блока пере- вода агрегата на отключение соответствующий ограничитель отключающего блока работает с основной характеристикой, показанной сплошной линией внутри его изображения на схеме,При размыкании любого контакта блока перевода порог ограничения снимается и ограничитель работает в режиме инвертора с характеристикой, показанной пунктиром. Измерительные ключи 28-30 предназначены для учета отключения генераторов в блоках разгрузки и загрузки и представляют собой двухвходовый транзисторный ключ с миниатюрным электромагнитным реле на выходе. При отключении турбогенератора рассматриваемым устройством ограничения мощности либо от действия других устройств защиты и автоматики соответствующий ключ 28-30 размыкает контакт в замкнутом контуре блока разгрузки и замыкает свой второй контакт на входе сумматора 39 блока загрузки. Из таких же электромагнитных реле состоит автоматический коммута- тор 42 выходных цепей, который подключает выходные сигналы устройства к блочным системам управления после окончания решения задачи. Интегратор

„ g n 25 о Q

5

0

50d

35 замкнутог о контура блока разгруз-. ки выполнен на ОУПТ по известному принципу„ Блок 41 контроля и сигнализации, как в известных устройствах, содержит схему формирования абсолютных значений, логические схемы И и ИЛИ, компараторы и выходные реле.Выходной блок 43 состоит из измерительных приборов и согласующих элементов для передачи сигналов блочным устройствам разгрузки и отключения.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме задание на ограничение мощности станции отсутствует и сигнал на выходе блока 1 задания равен нулю. Персоналом станции предварительно определяют очередность отключения генераторов с помощью коммутатора 9 задания очередности и выбирают энергоблоки, участвующие в разгрузке с помощью переключателей блоков 19-21 перевода на отключение. Как правило, все агрегаты участвуют Б разгрузке и любой из генераторов может быть отключен в соответствии с заданной очередностью. Если агрегат по технологи- ческим или другим причинам не может участвовать в разгрузке, он выводится из замкнутого контура блока разг-- рузки переключателем блоков 19-21, но продолжает участвовать в отключении.

Если на выходах датчиков 2-4 мощности сигналы, пропорциональные фактическим нагрузкам каждого из агрегатов , равнь или превьшают технологические минимумы (минимально допустимые нагрузки), то блок 17 автоматического подключения выходными контактами 22-24 подключает выход интегратора к вторым входам ограничителей 25-27 блока разгрузки. При этом блок 18 управления ограничителями обеспечивает работу ограничителей 25-27 с функциональной зависимостью, показанной сплощной линией.

На входе сумматора 34 от датчиков 2-4 мощности поступают значения фактических нагрузок каждого агрегата. На остальные входы этого сумматора подаются отработанные, устройством значения нагрузок этих же агрегатов с ключевых схем 28-30. Замкнутый контур блока разгрузки, включающий элементы 34,35,19-21,22-24,25-27 и 28 - 30, находится в устойчивом- состоянии.

20

ри этом сигналы на выходах сумматора 34 и интегратора 35 равны нулю. . В отключающем блоке на сумматор

8подаются фактические нагрузки агрегатов с выходов датчиков 2-4 мощости, а также с выходов ограничитеей 5-7 минимально допустимые нагруз- , ки этих же агрегатов (или та же фактическая нагрузка агрегата, если он Q выведен из разгрузки либо несет нагрузку ниже технологического минимума) . На выходе сумматора 8 присутстует сигнал, пропорциональный сумарному регулировочному диапазону ig станции, полученный суммированием разниц между фактической нагрузкой казвдого агрегата и нижней границей его регулировочного диапазона.

На инвертирующие входы дифференциальных усилителей 10-12 с выходов ограничителей 5-7 через коммутатор

9поступают значения технологических минимумов агрегатов (или фактической нагрузки). При этом сигналы на выхо- 25 дах сумматора 8 и дифференциальных усилителей 10-12 имеют такой знак,

что компараторы 13-15 не срабатывают и сигналы на их выходах равны нулю. 30

В блоке загрузки на входы каждого из дифференциальных усилителей 36 - 38 поданы сигналы фактической нагрузки агрегатов и эти же значения, отработанные устройством, - с выхо- 5

а ключевых схем 28-30, Следовательно, сигналы на выходах дифференциальных усилителей 36-38 равны нулю, а на выходе компаратора 40 отсутствует сигнал блокировки блока (,автоматичес- 40 кого подключения.

. Коммутатор 42 выходных цепей до прихода задания разомкнут, и сигналы с выходов блока разгрузки, соответствующие в этом режиме фактическим 5 нагрузкам агрегатов, не проходят в выходной блок 43 и к исполнительным устройствам.

С приходом задания на ограничение мощности станции сигнал с выхода бло- Q ка 1 поступает на входы сумматоров 8 и 34. При этом равновесие замкнутого интегрирующего контура блока разгрузки нарушается и на выходе интегратора 35 появляется сигнал тако- gg

го знака и величины, чтобы соответствующим снижением уровней выходных сигналов ограничителей 25-27 можно

было скомпенсировать поступившее

0

g

5

0

5

0

5

Q g

задание и восстановить равнове(;ие в контуре. В результате этого на выходах ограничителей 25-27 появляются отработанные устройством сигналы, соответствующие требуемьм послеава- рийным нагрузкам турбоагрегатов.При этом на выходах дифференциальных усилителей 36-38 появляются сигналы, равные разностям доаварийньгх и пос- леаварийных значений нагрузок, что соответствует необходимым значениям снижения паропроизводительности кот- лоагрегатов.

При недостаточности регулировочного диапазона станции для реализации задания сигнал на выходе сумматора 8 отключения изменяет знак,что приводит к срабатыванию первого компаратора. Далее этот сигнал превышения задания над регулировочным диапазоном станции проходит через дифференциальные усилители 10-12 на соответствующие компараторы 14 и 15, уменьшаясь при этом по абсолютной величине за счет вычета соответствующих сигналов с выходов ограничителей 5-7. Таким образом, в результате вычета из сигнала превышения сигналов технологических минимумов (или реально, меньших нагрузок) энергоблоков этот сигнал изменяет знак и определяет число генераторов, которые необходимо дополнительно отключить. При этом, на выходах соответствующих компараторов 13-15 появляются сигналы отключения и одновременно срабатывают измерительные ключи 28-30 для учета нагрузок отключившихся генераторов в блоке разгрузки.

По окончании решения задачи сигнал на выходе сумматора 34 вновь становится равным нулю, и блок 41 контроля и сигнализации с помощью автоматического коммутатора 42 подключает выходные сигналы к блоку 43 и исполнительным органам.

Если агрегаты несут нагрузку ниже технологического минимума, то действием блока 17 автоматического подключения выход интегратора 35 отключается от ограничителей 25-27 контактами 22-24, а действием блока 18 управления ограничителями обеспечивается изменение характеристик соответствующих ограничителей 25-27 (показано пунктирной линией). В таком .Случае в отключающем блоке на вход сумматора 8 поступают значения фактических нагрузок агрегатов и отработанные ограничителями 5-7 эти же значения с обратным знаком, а результирующий сигнал для этих агрегатов на выходе сумматора 8 равен нулю.

Если все агрегаты -станции несут нагрузку ниже технологического минимума, то все они выводятся из интегрирующего контура в блоке разгрузки, и задание полностью реализуется отключающим блоком. При этом избыточное ограничение мощности станции (в силу дискретности операции отключения) приводит к превышению сигнала на выходе сумматора 39 загрузки над сигналом задания и к срабатыванию компаратора 40, выходной сигнал которого деблокирует блок автоматического подключения. Последний выходными контактами 22-24 подключает цепи от интегратора к ограничителям 25-27, позволяя тем самым загрузить оставшиеся в работе агрегаты и скомпенсировать величину переключения.

Введение замыкающих контактов 31-33 измерительных ключей на входах сумма.тора загрузки позволяет сравни- вать на компараторе 40 с величиной задания именно сумму мощностей отключенных генераторов, поскольку замыкаются контакты измерительных ключей только тех генераторов, которые будут отключены. Поскольку остальные контакты на входах сумматора разомкнуты, после решения задачи сигнал на выходе сумматора 39 не уравновешивается и запоминать факт переотключения нет необходимости.Таким образом, введение контактов измерительных ключей на входах сумматора 39 позволяет получить устойчивый сигнал суммы отключенных генераторов на его выходе, обеспечивать обратную загрузку только по факту переотключения генераторов и надежно отстроить блок загрузки от переходных процессов в схеме устройства.

Разность сигналов на входе и выходе ограничителей присутствует на выходах дифференциальных усилителей 36-38 блока загрузки, В отличие от напряжения на выходе сумматора 34, которое по принципу действия устройства поддерживается равным нулю,сигналы на выходах дифференциальных усилителей при нарушениях в схеме будут сохраняться до устранения неисправности (в исправной схеме при отсутствии задания оси равны нулю).

В ждущем режиме до прихода задаНИН ведется непрерывный самоконтроль устройства по отсутствию сигналов на выходах дифференциальных усилителей блока загрузки. Выход из строя любого решающего элемента схемы или отклонение его периметров от заданных, а также ложное срабатывание компаратора отключающего блока или измерительного ключа приведет к появлению сигнала небаланса на выходе соответствующего дифференциального усилителя 36-38 и такой же величины сигнала на выходе сумматора 34. Действие интегратора в замкнутом контуре в свою очередь приведет к компенсации

этого сигнала на выходе сумматора 34 за счет появления сигналов противоположной полярности на выходах остальных дифференциальных усилителей (сумма этих сигналов также будет

равна небалансу, возникшему из-за нарушения в схеме). С помощью диодного селектора 44 выделяются группы сигналов противоположной полярности, которые затем поступают на входы сумматора 45 самоконтроля. Причем отрицательные сигналы за счет использования инвертирующего входа сумматора 45 образуют на выходе последнего в сумме с положительными сигналами

удвоенный сигнал небаланса, вызванного неисправностью, благодаря чему чувствительность самоконтроля в два раза увеличивается. С приходом сигнала задания на ограничение мощности станции на сумматор самоконтроля также поступают сигналы с выходов дифференциальных усилителей 36-38, однако в этом случае блок 41. контроля и сигнализации осуществляет контроль правильности решения по уровню сигнала на выходе сумматора 34 и не реагирует на сигнал сумматора самоконтроля, так как сигнал с входа сумматора 45 в этом случае заблокирован поступлением сигнала с выхода

блока 1 задания аварийной разгрузки.

Таким образом, введение в схему устройства селектора 44 и сумматора 45 позволяет надежно отстроить блок контроля и сигнализации от ложных срабатываний, вдвое увеличивает чувствительность самоконтроля и расширяет охв ат элементов схемы самоконту 1

ролем, дает возможность раздельной регулировки каналов контроля решения и самоконтроля, обеспечивает чувстви тельность самоконтроля к постепенно му отклонению параметров и коэффициентов схемы от заданных.

Фор.мула изобретения Устройство аварийного ограничения мощности элект1эостанции по авт.св. № 149349, отличающееся тем, что, с целью повьшения нддеж- ности, устройство дополнительно содержит замыкающие контакты измери- тельньк ключей учета отключения гене раторов, включенные на соответствуюРедактор С.Пекарь

Составитель К.Фот.ина Техред М.Ходанич

Заказ 5292/53 Тираж 618Подписное

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

5010

щих входах сумматора блока загрузки, селектор полозкительных и отриц ательных сигналов, входы которого подключены к выходам дифференциальных усилителей блока загрузки, а выходы - .соответственно к инвертирующим и неинвертирующим входам дополнительно введенного сумматора, выход которого

соединен с дополнительным входом блока контроля и сигнализации, причем дополнительный вход сблокирован с входом от блока задания аварийной разгрузки станции для исключения информации на выходе сигнализации в случае наличия на входе от блока задания аварийной разгрузки.

Корректор Л.Пилипенко

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повьппение надежности. Для этого на входах сумматора 39 загрузки установлены замыкающие контакты измерительных ключей 31-33, что позволяет сравнивать на компараторе 40 с величиной задания именно сумму мощностей отключенных генераторов, поскольку замыкаются контакты измерительных ключей именно тех генераторов, поскольку замыкаются контакты измерительных ключей именно тех генераторов, которые отключаются. В результате на входах сумматора 39 оказывается устойчивый сигнал суммы отключенных генераторов на его выходе,что обеспечивает обратную загрузку только по факту переключения. Сумматор 45 самоконтроля, включенный на выходах дифференциальных усилителей 36. - 38 блока разгрузки через диодный селектор 44, имеет сигнал на выходе сигнализации в случае выхода из строя любого элемента схемы. При этом с приходом сигнала задания на ограничение мощности от задатчика 1 вход блока 41 контроля и сигнализации, соединенный с выходом сумматора 45, блокируется. 1 ил. i сл со ел о СП 1Ч