Система регулирования турбины Советский патент 1992 года по МПК F01D17/20 

VI

ю о VI

00

Јь

гулирующих клапанов 13 подключен к выходам электрогидравлического преобразователя 8. Датчик 19 частоты вращения генератора подключен к одному из входов сумматора 22 через дифференцирующий элемент 20. Вход дифференцирующего элемента 20 соединен с датчиком 16 частоты вращения турбины. Выход сумматора 22 соединен через первый диод 25 и компаратор 26 с входом блока 27 контроля и через диод 23 и компаратор 24 соединен с входом реле 17частоты. Выход компаратора24 соединен с входом блока 27 контроля. В начале переходного процесса после сброса нагрузки датчика 16 и 19 фиксируют различные значения частоты вращения из-за скручивания валопровода между ними, что приводит к появлению дополнительного сигнала на выходе сумматора 22. Знак этого сигнала позволяет диагностировать вид аварийного режима-отключение генератора от сети или экстренное закрытие клапанов 13. При отключении генератора от сети сигнал сумматора 22 изменяет установку реле 17 частоты, что повышает надежность турбины в этом режиме. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании паровых турбин большой мощности. Цель изобретения - повысить надежность путем повышения быстродействия и обеспечения диагностики аварийного режима, что позволяет сократить количество аварийных остановов турбины. Регулятор 6 мощности и давления пара соединены со входами электрогидравлического преобразователя 8 и механизма 7 управления турбиной. Датчик 15 отключения генератора от сети, реле 17 частоты и дифференциатор 18 подключены к входам электрогидравлического преобразователя 8; Сервомотор 14 ресо с

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к регулированию паровых турбин при автоматизации их управления.

Известна система регулирования турбин, содержащая регуляторы мощности и давления, соединенные с входом электрогидравлического преобразователя, подключенного к сервомотору регулирующих клапанов, датчик частоты вращения, датчики отключения генератора от сети и перехо- да турбины на холостой ход.

Известная система имеет недостаточную надежность, так как сигналы, поступающие на электрогидравлический преобразователь при сбросе электрической нагрузки, не при всех исходных режимах обеспечивают максимальную скорость закрытия регулирующих клапанов, например при коротком замыкании на линии или отключении линейного выключателя.

Известна также система регулирования турбины, содержащая регулятор мощности и давления пара, соединенный с входами электрогидравлического преобразователя и механизма управления турбиной, датчик от- ключения генератора от сети и датчик частоты вращения турбины, реле частоты и дифференциатор, подключенные через электрогидравлический преобразователь к сервомотору регулирующих клапанов.

Недостатком данной системы является пониженная надежность, так как сигнал по ускорению ротора турбины на закрытие клапанов формируется с запаздыванием, вели- чина его определяется величиной установки реле частоты. Поэтому при низкой установке возможны ложные закрытия клапанов, а при высокой - появляется опасность разгона турбины. В обоих указанных случаях си- стема обладает недостаточной надежностью. Кроме того, данная система не обеспечивает диагностику аварийного

режима, что также сказывается на надежности системы регулирования.

Цель изобретения - повышение надежности путем повышения быстродействия и обеспечение диагностики аварийного режима, что позволяет сократить количество аварийных остановов.

Сущность изобретения заключается в том, что известная система регулирования турбины, содержащая регулятор мощности и давления пара, связанные с входами электрогидравлического преобразователя и механизма управления турбиной, датчик частоты вращения турбины, датчик отключения генератора от сети, реле частоты и дифференциатор, подключенные к входам электрогидравлического преобразователя, и сервомотор регулирующих клапанов, подключенный к выходам электрогидравлического преобразователя, механизма управления турбиной и датчика скорости, дополнительно снабжена датчиком частоты вращения генератора, двумя дифференцирующими элементами, сумматором, двумя диодами, двумя компараторами и блоком контроля, при этом датчик частоты вращения генератора подключен к одному из входов сумматора через первый дифференцирующий элемент, а второй дифференцирующий элемент, вход которого соединен с датчиком частоты вращения турбины, подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен через первый диод и первый компаратор с входом блока контроля и через второй диод и второй компаратор - с входом реле частоты, причем выход второго компаратора подключен также к входу блока контроля.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы регулирования турбины; на фиг.2 - схема блока контроля.

Система регулирования турбины содержит парогенератор 1, турбину 2, генератор

3, связанный через выключатель 4 с сетью 5, регулятор 6 мощности и давления, соединенный с механизмом 7 управления турбиной и электрогидравлическим преобразователем 8 соответственно через выключатель 9 и усилитель 10 сигналов. Датчик 11 скорости, механизм 7 управления турбиной и электрогидравлический преобразователь 8 подключены к гидравлическому усилителю 12. Управление регулирующими клапанами 13 осуществляется сервомотором 14. Отключение генератора осуществляется при получении сигнала датчиком 15. Формирование сигнала по ускорению ротора осуществляется цепочкой, состоящей из датчика 16 частоты вращения турбины, реле 17 частоты и дифференциатора 18, при этом временное изменение реле 17 частоты осуществляется с помощью цепочки, состоящей из датчиков 16и 19, дифференцирующих элементов 20 и 21, сумматора 22, диода 23 и компаратора 24, а цепочка, состоящая из диодов 23 и 25, компараторов 24 и 26, блока 27 контроля, обеспечивает диагностику аварийного режима.

Схема блока 27 контроля содержит ключи 28 и 29, два триггера 30,31, два табло 32 и 33, кнопку 34 контроля.

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании на линии или отключении линии от сети 5 выключатель 4 генератора 3 остается в рабочем положении. Следовательно, цепочка, включающая датчик 15 отключения генератора, усилитель 10 сигналов, электрогидравлический преобразователь 8, гидравлический усилитель 12, сервомотор 14 регулирующих клапанов 13, выключатель 9, не срабатывает, пока частота вращения турбины 2 не достигнет величины, соответствующей уставке реле 17 частоты. В данном случае реле 17 частоты выполняет роль порогового элемента. Датчик 11 скорости, формирующий сиг- нал, пропорциональный отклонению частоты вращения в начальный момент времени, не обеспечивает форсирующего воздействия на регулирующие клапаны 13.

Дальнейшее повышение частоты вращения приводит к срабатыванию цепочки, состоящей из датчика 16 частоты вращения турбины, реле 17 частоты, дифференциатора 18, усилителя 10 сигналов, электрогидравлического преобразователя 8, гидравлического усилителя 12, сервомотора 14, регулирующих клапанов 13, выключателя.9, регулятора 6 мощности и давления и механизма 7 управления турбиной. В результате срабатывания этой цепочки регулирующие клапаны 13 быстро закрываются. Величина динамического повышения частоты вращения при этом зависит от величины уставки реле 17 частоты.

Для повышения надежности работы системы регулирования желательно снижение уставки реле 17 частоты в момент сброса нагрузки, что реализуется цепочкой элемен0 тов 16,19-24 следующим образом.

В момент сброса нагрузки мощность на валу генератора мгновенно снижается, что сопровождается повышением угловой скорости, фиксируемой датчиком 19. В то же

5 время угловая скорость ротора турбины 2 со стороны паровпуска в начальный момент времени остается неизменной за счет скручивания валопровода турбины.

В результате дифференцирования сиг0 налов датчиков 16 и 19 дифференцирующими элементами 20 и 21 и последующего суммирования сумматором 22 на выходе появляется сигнал по ускорению, причем при повышении частоты вращения сигнал по ус5 корению имеет положительный знак, а при понижении - отрицательный. При сбросе электрической нагрузки сумма сигналов по ускорению ротора от дифференцирующих элементов 20 и 21 имеет всегда положитель0 ный знак, так как замедление одного конца ротора компенсируется ускорением другого, и пропорциональна среднему ускорению колеблющейся части ротора, Сигнал положительного знака через диод 23 поступает в

5 компаратор 24, где происходит сравнение с установкой, величина которой не превышает 50% ускорения при полном сбросе нагрузки. Появление положительного сигнала отмечается блоком 27 контроля, а реле 17

0 частоты переключается на новую уставку. Удержание реле 17 частоты на новой уставке зависит от продолжительности действия положительного сигнала.

Таким образом, данная цепочка позво5 ляет уменьшить динамическое повышение частоты вращения за счет более раннего перекрытия клапанов. В случае ложного срабатывания цепочки сигнал на закрытие регулирующих клапанов 13 не проходит, а

0 происходит лишь кратковременное изменение уставки реле 17 частоты.

При сбросе нагрузки на турбине при быстром закрытии клапанов ротор турбины замедляется, и сумма ускорений отрица5 тельна. При этом на выходе сумматора 22 появляется отрицательный сигнал, который через диод 25 и компаратор 26 поступает на второй вход блока 27 контроля, срабатывает триггер 31, ключ 28 размыкается, а табло 33 информирует о закрытии клапанов 13.

При подаче сигнала на первый вход блока 27 контроля срабатывает триггер 30, ключ 29 размыкается, а табло 32 информирует о сбросе электрической нагрузки.

Возвращение триггеров 30 и 31 в исходное положение производится кнопкой сброса 34.

Таким образом, обеспечивается диагностика аварийного режима, исключается ложное срабатывание клапанов.

Формула изобретения

Система регулирования турбины, содержащая регулятор мощности и давления пара, связанный с входами электрогидравлического преобразователя и механизма уп- равления турбиной, датчик частоты вращения турбины, датчик отключения генератора от сети, реле частоты и дифференциатор, подключенные к входам электрогидравлического преобразователя, и сервомотор регулирующих клапанов, подключенный к выходам электрогидравлического преобразователя, механизма управления турбиной и датчика скорости, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения

быстродействия и обеспечения диагностики аварийного режима, она снабжена датчиком частоты вращения генератора, двумя дифференцирующими элементами, сумматором, двумя диодами, двумя компараторами и блоком контроля, при этом датчик частоты вращения генератора подключен к одному из входов сумматора через первый дифференцирующий элемент, а второй дифференцирующий элемент, вход которого соединен с датчиком частоты вращения турбины, подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен через первый диод и первый компаратор с входом блока контроля и через второй диод и второй компаратор - с входом реле частоты, причем выход второго компаратора подключен также к входу блока контроля.

ключ 29

Ы-2