Устройство для регулирования гидротурбины Советский патент 1979 года по МПК F03B15/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГИДРОТУРБИНЫ

1

Изобретение относится к средствам регулирования гидротурбин и может быть использовано на гидроэлектростанциях.

Известны устройства для прртиворазгонной защиты гидротурбины, содер жащие цепь электромагнита золотника аварийного закрытия с контактами реле скорости, контактами контроля системы регулирования и контактами сервомотора, установленными на главном распределительном золотнике 1.

Известны также устройства для регулирования гидротурбины, имеющие обратные связи от направляющего аппарата и рабочего колеса, выполненные в виде тросовых передач, натяжение которых осуществляется грузом 2. В этих устройствах груз воздействует на рычажную передачу регулятора так,что если обрывается трос обратной связи от направляющего аппарата, то послед НИИ закрывается, что приводит к открытию лопастей рабочего колеса, а если обрывается трос обратной связи от рабочего колеса, то его лопасти разворачиваются на полный угол.

Однако известные устройства при обрыве троса обратной связи от направляющего аппарата осуществляют его закрытие гидромеханически под воздействием груза на рычаги регулятора без подачи импульса

в электрические цепи управления на остановку агрегата, как это происходит в случае нормальной остановки, поэтому генератор не отключается от энергосистемы и начинает работать в моторном режиме, а турбина - в насосном режиме. Работа агрегата в таких условиях приводит к возникновению больших отрицательных гидравлических усилий, передающихся от рабочего колеса на ротор и действующих на контрпяту горизонтального аграгата, или может

явиться причиной подъема ротора вертикального агрегата и нарушения целостности его деталей. Нри обрыве троса обратной связи от рабочего колеса, следствием чего является разворот лопастей на полный угол, возникают вибрации и срывы мощности агрегата из-за несоответствия угла разворота лопастей открытию направляющего аппарата, причем это явление тем опаснее, чем больше указанное рассогласование. В этих

случаях, если не подать импульс на остановку агрегата в электрические цепи управления, может произойти авария, агрегата, приводящая к потерям в выработке электроэнергии. В известных устройствах отсутствует сигнализация, указывающвя на обрыв троса и нарушение обратной связи.

Целью изобретения является повЫше-ние надежности устройства для регулирования гидротурбины путем останова гидротурбины при обрыве связи. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве в электрическую цепь остановки гидротурбины включен исполнительный выключатель, а на ограничителе хода грузов установлены двуплеЧие поворотные рычаги, один конец каждого из которых контактирует с выключателем, а другой - с грузом при обрыве связи.

На чертеже дана конструктивная схема описываемого устройства.

Устройство содержит главный золотник 1 направляющего аппарата, механизм 2 остановки, предназначенный для управления этим золотником через рычаг 3, груз 4, расположенный на валу 5 и служащий для натяжения троса 6 обратной связи от сервомотора 7 направляющего аппарата,-главный золотник 8 рабочего колеса, управляемый от кулачка 9 через рычажную передачу 10, груз 11, расположенный на поворотной раме 12 и служащий для натяжения троса 13 обратной связи от сервомотора 14 рабочего колеса, выключатать 15, срабатывающий от нажатия на него подпружиненного при помощи пружины 16 пальца 17, в нижний торец которого одним концоИ упираются двуплечие рычаги 18 и 19, закрепленные на ограничителе 20 хода грузов, а другие концы рычагов выступают за наклонную плоскость ограничителя хода грузов. Масло под давлением поступает к золотникам 1 и 8 через трубу 21. Кинематическая, связь между грузом 4 и кулачком 9 осуществляется при помощи зубчатой пары 22.

Устройство работает следующим образом. - При обрыве троса 6 обратной связи от сервомотора 7 направляющего аппарата груз 4 под действием собственного веса опускается вниз, поворачивая вал 5 против часовой стрелки, который через рычаг 3 хмещает вниз главный золотник 1 направляющего аппарата, в результате чего масло под давлением из трубы 21 поступает в верхнюю полость сервомотора 7 и смещает его на закрытие. Одновременно с этим груз 4 через зубчатую пару 22 передает движение на кулачок 9, который, вращаясь против часовой стрелки, через рычажную передачу 10,срлещает главный золотник 8 рабочего колеса вниз, и масло под давлением из трубы 21 поступает в верхнюю полость сервомотора 14 рабочего колеса и смещает его на открытие.

При соприкосновении груза 4 с наклонпойплоскостью ограничителя 20 хода грузов он нажимает на выступающий конец двуплечего рычага 18, который другим концом смещает вверх палец 17, что приводит к срабатыванию выключателя 15.

Выключатель 15 замыкает электрическую цепь остановки агрегата с отключением генератора от энергосистемы (на чертеже не показана) и включает механизм 2 остановки.

Выключатель 15 также замыкает электрическую цепь сигнализации аварийного состояния гидротурбины (на чертеже не . показана).

При обрыве троса 13 обратной связи от сервомотора 14 рабочего колеса груз 11 опускается вниз и через поворотную раму 12 и рычажную передачу 10 смещает вниз главный золотник 8 рабочего колеса, что приводит к открытию сервомотора 14 рабочего колеса.

При соприкосновении груза 11 с наклонной плоскостью ограничителя 20 хода груза он нажимает на двуплечий рычаг 19, который, поворачиваясь, вторым концом вызывает срабатывание выключателя 15.

Выключатель 15, как и в случае обрыва троса 6 обратной связи от сервомотора направляющего аппарата, замыкает электрические цепи сигнализации аварийного состояния и остановки агрегата с отключением генератора от энергосистемы, в результате чего включается механизм 2 остановки, который перемещается вверх и через рычаг 3 смещает главный золотник 1 направляющето аппарата вниз, что приводит к закрытию сервомотора 7 направляющего аппарата. Но так как генератор отключен от энергосистемы в результате срабатывания выключателя 15, гидротурбина останавливается.

Предлагаемое устройство для регулирования гидротурбины позволяет предотвратить работу агрегата в моторном режиме при обрыве троса обратной связи от направляющего аппарата, а также исключает работу гидротурбины с рассогласованной комбинаторной зависимостью при обрыве троса обратной связи от рабочего колеса.

Таким образом предотвращается аварийное состояние агрегата, вызываемое возникающей вибрацией, срывами мощности и больщой отрицательной гидравлической силой, действующей через рабочее колесо гидротурбины на ротор агрегата.

5Формула изобретения

Устройствтз для регулирования гидротурбины, содержащее сервомоторы рабочего

колеса и направляющего аппарата, соеди- ненные между собой механическими обратными связями, снабженными грузами с ограничителями хода, и электрическую цепь остановки гидротурбины, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем останова гидротурбины -при обрыве связи, в электрическую цепь остановки гидротурбины включен исполнительный выключатель, а на ограничителе хода установлены двуплечие поворотные рычаги, один

2J

конец каждого из которых контактирует с выключателем, а другой - с грузом при обрыве связи.

Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе

1973, с. 161.