УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО СНИЖЕНИЯ МОЩНОСТИ ТУРБОГЕНЕРАТОРА Советский патент 1970 года по МПК G05G5/02 

Изобретение относится к области автоматического регулировапия турбомашин.

Известны устройства для автоматического снижения мощности турбогенератора, нреимущественно в аварийных условиях, содержащие задатчик величины снижения мощности, выполненный в виде золотника, расположеииого в буксе, имеющей сливное окно, и соединенный при помощи механизма обратной связи с исполнительной частью синхронизатора турбины отсчетиой золотник с электромагнитным приводом для открытия слива жидкости из импульсной линии сервомоторов регулирующих клапанов турбины через сливное окно задатчика и блок управления приводом и двигателем синхронизатора.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что механизм обратной связи выполнен со следящим электромоторным приводом открытия окна буксы, соединенными с датчиком положения исполнительной части синхронизатора, и снабжен корректором сигнала датчика по крайней мере но одному из технологических параметров.

Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность и точность обработки сигнала управления.

ратора, а олок управления содержит релейную схему для подключения к корректору в исходном режиме сигнала, пропорционального положению буксы, отключения этого сигнала

в момент срабатывания устройства и подключения через заданный интервал времени сигнала, пропорционального заданию.

С целью ограничения скорости набора мощности при исчезновении сигнала управления

по крайней мере один из золотников соединен с демпфером одностороннего действия.

Для скачкообразного изменения открытия окна буксы задатчика золотник задатчика сиабжен электромагнитным приводом, соедипенным с блоком управления.

На чертел :е показана принципиальная схема описываемого устройства.

Запуск устройства производится от внещней схемы запуска, не входящей в состав устройства и не показанной на чертеже, которая получает импульсы от реле защит линий электропередачи или генератора, или от любых других реле, фиксирующих недопустимые изменения контролируемых координат. Схема запуска

воздействует на три основных входа 1-3 системы управления 4 устройством. Система управления может быть выполнена, например, с использованием контактных реле. Она осуществляет подачу управляющих сигналов на

тромагнит 7 задатчика величины снижения мощности 8, а также на двигатель 9 снихронизатора W турбины.

Отсечной золотник 6 ири смещении вверх открывает достуи масла из имиульсиой линии 11 системы регулироваиия турбины к сливны,м окнам 12 задатчнка. Сигнал, иоступающий от системы уиравлеиия на двигатель синхронизатора, заиускает синхронизатор в сторону уменьшения иагрузки и блокирует одновременно цени уиравления этим двигателем от ключа унравлення турбиной в сторону увеличения иагрузки.

Сигнал, подаваемый на электромагнит 7 задатчика, смещая золотник 13 задатчика вверх, открывает окио 12 иолиостыо на заданное системой унравления время, измеияя тем самым уставку на минимальное значение.

Сигналы на отсечной золотиик и двигатель синхронизатора ностунают через концевой выключатель 14 (для иростоты изображения па чертеже показаны два выключателя). Этот выключатель нрекращает действие устройства после снижения мощности до уровня уставки (момент нолного закрытия окна 12) и исключает возможность его действия, если мощность турбины в исходном режиме меньше или равна уставке.

Уставка задается элементами 15, выходиые цени которых подключаются к схеме контактами реле внешней схе.мы заиуска. Элементы 15, которые могут быть выполнены в виде потенциометров, определяют сигнал, подаваемый к приводу 16 электродвигателя 17, управляющему нолол ;еннем золотника 13 задатчика носредетвом перемещения втулки 18, па которую свободно опирается золотник. Суммирование сигналов задания уставок при одновременном поступлении на схему запуска нескольких импульсов исключается за счет уставки на входе следящего привода 16 логического элемента «ИЛИ 19, пропускающего только максимальный сигнал, требующий наибольшей разгрузки. Логический элемент «ИЛИ может быть выполнен по известным схемам на реле или диодах.

Для увеличения быстродействия устройства один из элементов 15 задания уставки включен постоянно (помимо контактов реле запуска), и втулка 18 с золотником 13 занимает соответствующее положение (уставка наиболее вероятной разгрузки). Чем меньше величина уставки, тем выще находятся втулка 18 и золотник 13.

Выходной сигнал устройства формируется задатчнком 8, положение золотника которого определяется заданной уставкой, а ноложение буксы 20 - мощностью турбины, фиксируемой но положению синхронизатора 10 ири помощи электрического датчика 21 известного типа, например индукционного, и преобразуемой в ноложение буксы при помощи системы обратной связи, состоящей из следящего привода 22 с двигателем 23 и датчиком обратной связи 24. При смещении синхронизатора в сторону большей турбины букса, опускается вниз. В результате управляющий сигнал от устройства (величина открытия окон 12} проиорцнонален раяиости текущей мощности турбины, соответсгвующей иоложеиию синхронизатора, и величиИЫ уставки (гурб )

Электрический датчик 2} устаиовлеи иа золотнике управления турбииы, т. е. в месте, исключающем влияние люфтов механнзма синхронизатора. Для увеличения точности выходиого сигиала и, следовательно, уменьшения погрешиости работы устройства система обрягпой связи доиолиеиа корректорами 25-27 для

коррекции сигнала датчика соответствеино ио измеиению давления иара иеред турбиной, отклоиеиию частоты сети от поминального зиачения и ио песботсетствию мощиостп геиератора положению синхронизатора турбииы. Корректор ио давлению ироизводит изменение коэффициента усиления, а корректоры ио частоте и мощиости смещают характе 1истику системы обратиой связи. Для настройки используется устройство ручной KoppeKTiipoBKii козффициепта усиления и пачальиого положеиия характеристики обратной связи.

Корректор по частоте 26 состоит из извсстиого интегратора, выиолнеииого, иапример, иа двигателе, с жесткой отрицательной обратиой

связью, па вход которого подается сигнал Ас, пропорциональный отклонению частоты сети от номинального значения, а выходной сигнал вычитается из сигнала датчика 21 на сумматоре 28.

Корректор по давлению 25 содержит известный датчик давления свежего пара н устройство перемножения его сигнала на сигнал сумматора. Устройство перемещения выполнено, например, в виде потенциометра, движок которого связан с датчиком.

Корректор ио мощности 27 генератора состоит из известного интегратора, выполненного, нанример, на двигателе, который и исходном режиме управляется рассогласованием

сигнала мощности генератора, замеряемой известным измерителем 29, и выходного сигнала системы обратной связи ло положению буксы 20 задатчнка, фиксируемого датчиком 24, также известного тина, а в иослеаварийном режиме рассогласованием между .мощностью генератора и заданием (уставкой).

Корректоры ио частоте и давлению являются постояннодействующими, а корректор но мощности генератора, во избе.жание ложного

действия в момент начала работы устройства, отключается.

Для быстрого изменения уставки задатчика служит электромагнит 7, перемещающий до заданного уиора вверх золотиик задатчика с

целью максимального увеличения площади открытого окна задатчнка. Для турбины с промперегревом этот электромагнит используется для подачи кратковременного форсировочного сигнала к сервомотору, что позволяет улучдеиия резкого иаброса мощности после снятия входного сигнала с устройства золотиикн 6 н 13 имеют демнфирующие элементы 30 и 31, замедляюндне движение золотников на закрытие, а следовательно, сервомотора на открытие. Для иовышения точности работы устройства нри его действни ио закону с нослеаварийиым уменьшением моииюсти (т. е. с перестановкой синхронизатора) в момент иодачи сигнала на зануск устройства уиравлеиие корректором ;ю мощности 27 нрекращается с сохранением сигнала за ннм неизменным на время резких колебаний мощиости, которые могут быть в иерпый момент аварии. Затем, сиустя заданное время, унравленне корректором вновь восстанавливается, ио одновременно корректор нереключается в режим коррекщп мощности генератора но величине задания (уставки) разрывом контактов S2 н замыканием контактов 33. В результате корректор 27 начинает выдавать на следящнй нрнвод 22 сигнал, пронорциональный рассогласова)1ию между мсщиостыо генератора (сигнал от измерителя 29) и заданием (сигнал от элемента 19). В этом режиме корректор работает до мой1ента отключения устройства, иричем сигнал на двигатель 9 синхронизатора иодается снуетя 10-15 сек, иосле иереключения корректора. Благодаря такому режиму работы корректора ио мощности обесиечивается небольшое отличие иослеаварийкого значения мощностн от заданного (ио даииым иснытаний 1,5%). Конструктивная схелш иредложенного устройства иовторяет в основном иринципиальную схему. Система управления собирается нз быстродействующих нромреле. Система обратной связи выполняется в основном из стандартных элементов (электрического датчика давления и измерителей частоты и мощности). Следящие системы приводов золотника и буксы задатчнка состоят, например, из полуп.роводииковых реле, усилитглгй на управляемых диодах, безыпе.рциоиных двигателей 171123 и да1чиков 24 и 34 обратной связи ло положению управляемых элементов (буксы н золотника). Букса задатчика перемещается непосредственно при помощи червячного редуктора 35, а золотник задатчика - сзэи.м редуктором 36. Свободное положение золотника на втулке 18 позволяет смещать его вверх электромагннтом 7 без иснользованНя следящего привода (для быстрого изменения уставки). При конструктивном выполнении устройства возможно (с целью упрощения схемы) использование одного двигателя 17 задатчика вместо двух. В этом случае сравнение мощности турбины (сигнал датчика 21) и задания (сигнал элемента 19) производится электрическим способом на следящем .приводе /6, к которому подается сигнал от корректоров 25 и 27. Двигатель 23, а также привод 22 н датчик 24 в этом случае не нсиользуются, а букса 20 вынолпяется неподвижной (в нижнем положении, соответствующем мипимальпой MOHIности генератора). При отработке иредложепным устро1 1ством закона с иослеаварийпым сннженнем мощиости н кратковременной подачей форспровочпого сигнала входные сигналы поступают на все три входа 1-3 системы управления 4. По сигналу входа / система уиравлеиия 4 подает напряжение па. электромагнит 5, а по спгпалу входа 2 блокпрует цени «больше двигателя .9 синхронизатора 10. Одиовремеиио реле системы управлсиия от1чЛ10чает упра1;ленне корректором но мощиости 27. По сигналу входа 3 система уиразлепия подает нанряженпе па эле.ктромгпппт 7 задатчика па время, определяемое пастро11кой реле времепи в системе yiipai лення. В течение этого времени слпви1)1е окиа 12 открыты на максимальную величину, которая и определяет форсирующее воздействие па сервомотор. Благодаря переключению корректора 27 в другой режпм работы (при спятом напряжепнп с электромагннта 7) изменением открытия окоп 12 задатчика обеспечиваете .соответствие мощиости геиератора задаппому зпаченпю (уставке). После этого включ-.егся двигатель У сппхроии атора в сторолу «меньше. С иачало-М движения синхронизатора турбины в сторону «меньше посредством дейстВИЯ обратной связи сигнал управленпя сервомотором, пропорциональный Р-гу.с,-Р ус перекладывается с задатчика, сливные окна 12 которого закрываются смещеппем буксы 21) вверх, а синхронизатор 10 турбины, пере.мсщающнйея в результате в новое положение, соответствующее заданной уставке. При достиженин этого положения окиа 12 закрьизаются и концевой выключатель 14 срабатывает, возвращая все элементы в исходное положение. Если ограничение идет но другому закону, требующему изменеиия мощности до другой уставки, то одновременно с реле управлення электромагнитами подается напряжепие пч реле, подключающее соответствующий элемент 15 задания уставки, в результате чего золотник 13 задатчика изменяет открытие управляющих ОКОЙ. Время привода золотипка па 100% перемещения составляет 5 сек. Если требуется медленнОхДействующее сиил ение мощностн, то сигнал подается только ка вход 2 системы управления, управляющий синхронизатором. Еели снижения мощности в послеаварийном режиме ие требуется и оно производится только кратковременно, то сигнал подается только на входы 2 и 3, управляющие электромагнитами. Различное сочетание входных сигналов иозволяет измеиять мощиоети ио следующим законам) : 1)сброс иагрузки до заданного уровня;

3)медленнодействующее уменьшение мощности до заданного уровня;

4)сброс нагрузки с подачей форсирующего сигнала заданной длительности и амплитуды с восстановлением мощности до заданного или исходного уровня.

Выбор этих законов определяется внешней схемой запуска, не входящей в сосгав устройства.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического снижения мощности турбогенератора, нреимущественно в аварийных условиях, содержащее задатчик величины снижения мощности, выполненный в виде золотиика, расноложенного в буксе, имеющей сливное окно, и соединенный нри помощи механизма обратной связи с исполнительной частью синхронизатора турбины отсечной золотник с электромагнитным приводом для открытия слива жидкости из импульсной линии сервомоторов регулирующих клапанов турбины через сливное окно задатчика и блок управления приводом и двигателем синхронизатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности отработки сигнала управления, механизм обратной связи выполнен со следящим электромоторным приводом открытия окна буксы, соединенным с датчиком положения исполнительной части синхронизатора, и снабжен корректором сигнала датчика по крайней мере по одному из технологических параметров.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, механизм обратной связи снабжен корректором сигнала датчика по активной мощности генератора, а блок управления содержит релейную схему для подключения к корректору в исходном режиме сигнала, nponopiiiioнального положению буксы, отключения этого

сигнала в момент срабатывания и подключения через заданный интервал времени сигиала, пропорционального заданию.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью ограничения скорости набора мощности ири исчезновении сигнала управления, по крайней мере один из золотников соединен с демпфером одностороннего действия.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью скачкообразного изменения

открытия окна буксы задатчика, золотник задатчика снабжен электромагнитным приводом, соединенным с блоком управления.