Устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции Советский патент 1982 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для предотвращения потери устойчивости энергосистем в аварийных ситуациях.

По основному авт.св. № 788269, известно устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции, содержащее датчик скорости, арифметический блок, дифференциатор, интегратор, функциональные преобразователи, сумматор, блок вы- деления и сглаживания модуля ускорения, ограничитель напряжения, логи-, ческий блок, анализатор фронтов управляющего импульса, источник стандартных сигналов, блок сравнения и управляемые переключатели.

Недостатком известного устройства является низкая точность, что ухудшает условия эксплуатации турбоагрегата.

Цель изобретения.-- повышение точности.

2

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блоки .учета инерционности парового тракта и канала регулирования турбины, соединенные между собой последовательно и включенные между выходом, логического блока и входом блока сравнения.

При этом блок учета инерционности канала регулирования может быть

10 выполнен в виде последовательно соединенных дифференцирующих звеньей, а блок учета инерционности парового тракта - в виде последовательно ,5 соединенных колебательных и дифференцирующих звеньев.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1

20 скорости, подключенный на вход арифметического блока 2, с выходом которого связаны входы дифференциатора 3 интегратора и функциопального преобразователя 5. С выходом интегратора k соединен вход фyнкциoнaлbнo o преобразователя 6, выход которого наряду с выходом функционального преобразователя 5 s подключен к входам сумматора-определителя 7 знака. Выход дифференциатора 3 связан с входом блока 8 выделения и сглаживания модуля уско- : рения, выход которого соединен с oi- о раничителем 9 напряжения. Ограничитель 9 напряжения включен в обратную связь выходного логического блока 10, вход которого соединен с выходом сумматора-ограничителя 7 зна- is ка, а выход - с входом блока 11 учета инерционности парового тракта, к выходу которого подключен вход блока 12 учета инерционности канала регулирования, соединенного своим вы- 20 одом с входами блока 13 сравнения И анализатора Н фронтов управляющих импульсов.Анализатор 14 фронтов управляющих импульсов подключен своими выходами к управляющим входам управля- 25 емых переключателей 15 и 16, основные входы которых соединены с выходами блока 17 стандартных сигналов. Выход переключателя 15 связан вторым входом блока 13 сравнения, зо выход переклю.чателя 16 - с одним fia входов исполнительного блока 18 аварийной разгрузки станции, на торой вход которого подключен вы- . од блока 13 сравнения. 5

В исходном состоянии выходы блока 17 стандартных сигналов отключены т входов 13 сравнения и исполниельного блока 18 аварийной раэгрузи станции.40

Работа устройства осуществЛяетея следующим образом.

При возникновении аварийного возмущения на выходе блока 10 появляется управляющий сигнал на разгрузку турбины, нарастающий с ограниченной скоростью в силу инерционности фильтр ров датчика. Этот сигнал с выхода блока 10 подается на вход блока 11 учета инерционности парового тракта, so где преобразуется по фазе и амплитуде 8 соответствии с передаточной функцией парового тракта турбин, а с выхода блока 11 - на вход блока 12 учета инерционности Канада регули- 55 рования, где преобразуется в соответствии с передаточной функцией канала.регулирования.

Преобразованный сигнал с выхода блока 12 подается на один из входов блока 13 сравнения, где сравнивается по величине с нулевым значением второго входного сигнала, и проходит на один из входов исполнительного блока 18 аварийной разгрузки станции. Одновременно в результате анализа фронта преобразованного сигнала замыкается переключатель 15, и на второй вход исполнительного блока 18 аварийной разгрузки станции подается корректирующий прямоугольный сигнал заданной величины. При достижении преобразованным сигналом управления максимального значения по команде анализатора }Ц переключатель 15 возвращается в исходное состояние и прямоугольный корректирующий сигнал снимается с второго входа исполнительного блока 18.

При тереключении управляющего воздействияпреобразованный в блоках 11 и 12 управляющий сигнал, поступая на вход исполнительного блока 18, обеспечивает начало восстановления мощности турбины в момент, соответствующий вычисленному в лог; ческом блоке 10. При этом в-результате выявления в анализаторе 1 убывания управляющего сигнала срабатывает переключатель 16, и экспоненциальный сигнал заданной амплитуды и заданной постоянной времени подается в блок 13 сравнения, где сравнивается по величине с.убывающим выходным сигналом, блока 12.

После того, как величина преобразованного управляющего сигнала станет сначала равной, а затем меньше заданной начальной амплитуды экспоненциального сигнала, экспоненциально убывающий сигнал с выхода блока, 17 проходит через блок 13 сравнения на вхОд исполнительного -блока 18, обеспечивая экспоненциальное снятие с управляющего сигнала с исполнительных органов аварийной разгрузки станции. При формировании на входе логического блока 10 повторного управляющего воздействия процес работы устройства повторяется в рассмотренной последовательности.

Введение в устройство блока умета инерционности парового тракта и блока учета инерционности канала регулирования обеспечивает достаточно .полную компенсацию влияния инерционности объекта при управлении активной мощностью с помощью аварийной разгрузки турбоагрегата. Следовательно, оптимальное управляющее воздействие, сформированное на выходе логического блока, прикладывается -к валу турбоагрегата практически без искажения, вносимого при управлений инерционностями парового тракта и канала регулирования паровой турбины с использованием известного устройства. Наибольший эффект введение указанных блоков дает при снятии управ .даппсн wjnjr44-D cfc 1 при ипЯ|ИИ упрсЗВ ляющего воздействия, обеспечивая начало восстановления уровня мощности турбины после аварийной разгрузки синхронно выдаче команды снятия сиг, Ср,)(,0,015р+)(0015рИ)(0,1р41)() прямая передаточная функция модел канала регулирования турбины К 300 - w ,„. 0, - ОДТ4-1рИ (0,34р41)(0,Чр-1-1ДО,) .прямая передаточная функция модели парового тракта турбины К - 300-24 Обратная передаточная функция объекта в целом записывается в виде),ipr-I v p)r где tW,(0,01рИ)1о.015р4()к «(р,о15р+1)Со,(р+)(одр4-1) , ( WqiCp} - (о,мр-и)(о,гр+ КоД5р- - о,,а741р -1 . Поскольку передаточная функция вида W A( + 1) строго не ре лизуется, можно реализовать ее зве ном реального дифференцирования с передаточной функцией типа ., - . -- -Д . I . где TO. TI « Т . Количественный анализ амплитудной и фазовой погрешностей При pea лизации блока учета инерционности канала регулировании дает в диапазоне существенных частот 0,1-5 Гц

п нала на разгрузку с выхода логического блока 10.В результате этого уменьшается избыточность аварийной ра згрузки,а следовательно, уменьша ётся расход острого пара и улучшаются условия эксплуатации турбогенератора. Реализация блока учета инерционности канала регулирования и блока учета инерционности парового тракта рассмотрена в случае .привлечения к аварийному, управлению активной мощностью паровой турбины К - 300i---..v I i4..f ri I jf jwKinw j Передаточная функция модели объекта в целом записывается в виде WtP)W,(p).W(p},, приемлемую для целей аварийного управления точность. Так, погрешности для f 5 Гц не превышают; амплитудная 1-2% и фазовая 10-12%. Таким образом, блок учета инерционности канала регулирования паровой турбины К - 300 - с достаточно высокой точностью реализуется пятью последовательно соединенными усилителями постоянного тока с соответствующими параметрами цепей обратных связей и аходных цепей. Совершенно аналогично можно реализовать блок учета инерционности парового тракта, который согласно .выражению(4) выполнен в виде последовательно соединенных трех звеньев реального дифференцирования и одного колебательного звена. Фазовая погрешность при частоте f 5 Гц не превышает 25%, амплитудная - 4,5-5%. Повышение точности устройства позволяет улучшить условия эксплуатации турбоагрегата. Формула изобретения 1. Устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции по авт.св. № 788269, о-т л ич а ю щ а ее я тем, цто7 с целью повышения точности, с него введены ; блоки учета инерционности парового . тракта и канала регулирования турбич ны, соединенные между собой послеовательно и включенные между выходом

блока и входам блока

логического сравнения.

2. Устройство по П.1, о т ли .чающееся тем, что блок учета инерционности канала регулирования

выполнен 8 виде последовательно соединенных дифференцирующих звеньев, а блох учета инерционности парового тракта - в виде посл&доваагельио соединенных колебательных и дифференцирующих звеньев.