Способ создания возмущающего воздействия на генераторный агрегат Советский патент 1982 года по МПК H02P9/04 G01R31/34 

(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ВОЗМУЩАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГЕНЕРАТОРНЫЙ АГРЕГАТ

1

Изобретение относится к технике испытаний в динамических режимах судовых электрических станций переменного тока частотой 50 Гц посредством береговой электрической сети (далее в тексте береговая сеть), применяемой на судостроительных и судоремонтных предприятиях в период швартовых испытаний судов.

При испытаниях судовых генераторных агрегатов непосредственно на береговую сеть для |g проведения динамических режимов в систему автоматического регулирования частоты вращения агрегата вводится возмущающее воздействие, которое вызывает в генераторных агрегатах переходной процесс.,5

Контролируя токи и мощности генераторов в переходном и установившемся режимах, оценивают динамические характеристики генераторных агрегатов в режимах одиночной и параллельной работы. 20

Известен способ, в соответствии с которым возмущающее воздействие на генераторный агрегат создается путем включения рассогласованного по частоте (по отношению к береговой сети) генератора на параллельную работу с береговой сетью. При этом частота вращения генераторного агрегата изменяется практически скачком на величину разности частот вращения агрегата до и после включения (процесс втягивания генератора в синхронизм во внимание не принимается). Такое изменение частоты вращения является возмущающим воздействием для регулятора частоты вращения, который начинает отрабатывать, стремясь компенсировать возмущение. При этом в генераторном агрегате наблюдается переходный процесс 1.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ создания возмущающего воздействия на генераторный агрегат, имеющий автоматический регулятор частоты вращения со стоп-устройством, в динамических режимах испытаний при его одиночной и параллельной работе путем подключения генератора к береговой сети Ти установки на нем нагрузки. После установки нагрузки, воздействуя на тягу .топливных реек, воздействуют одновре- менно на исполнительный шток и тем самым оказывают возмущающее воздействие на регулятор частоты вращения первичного двигателя. Снимая внешнее воздействие на тягу топливных реек, наблюдают переходный процесс в генераторном агрегате, работающем на береговую сеть 2. Однако для реализации известных способов в практике испытаний необходимы специальные устройства, которые сложны в изготовлении и серийно не выпускаются промышленностью. Кроме того, устройство для перемещения тяги тош1ивнь1х реек требует специальных мер по установке и креплению его на каждый приводной двигатель на период испытаний. Указанные недостатки затрудняют широкое промьпиленное использование приведеннь1х способов испытаний. Цель изобретения - упрощение подготовки и проведения испытаний и возможность использования установленного на генераторном агрегате оборудования совместно с его цепями управления для проведения динамических режимов испытаний судовых генераторных агрегатов посредством береговой сети. Поставленная цель достигается благодаря тому, что в динамических режимах испытаний при одиночной и параллельной работе возмущающее воздействие на генераторный агрегат, имеющий автоматический регулятор частоты вращения со стоп-устройством, создается следующим образом. Генератор подключают к береговой сети. Изменением уставок по напряжению и частоте регуляторов напряжения и частоты вращения на генераторном агрегате устанавливают нагру ку, соответствующую установившемуся режиму переходного процесса. Включают в работу сто устройство регртятора частоты вращения агрегата. При снижении нагрузки до величины, со ответствующей начальному режиму переходног процесса, включают из работы стоп-устройство и контролируют токи и моищость генератора. Стоп-устройство является узлом регулятора частрты вращения первичного двигателя и пре назначено для аварийной остановки генераторного агрегата, работающего на автономную нагрузку, в случае падения давления масла в системе смазки ниже допустимой величины. При срабатывании устройств, контролирующих давление масла, включается в работу стопустройство, которое воздействует- на регулятор, вынуждая его посредством тяги реек топливных насосов перекрьгаать подачу топлива в первичный двигатель. В результате момент, развиваемый первнчнь1М двигателем, резко снижается. Момент ни ъалу генератора, определяемый величиной нагрузки, включенной на генератору становится больше момента, развиваемого двигателем. Генеральный агрегат получает отрицательное ускорение, а частота вращения его резко снижается вплоть до полной остановки агрегата.. На чертеже схематически изображен регулятор непрямого действия {со стоп-устройством) частоты вращения первичного Двигателя, генератор которого работает на береговую сеть. Положение элементов регулятора при 100%-ной нагрузке генератора показано основной линией. Регулятор включает измерительный центробежный элемент 1, золртник 2, открывающий доступ масла в гидравлический серводвигатель 3, исполнительный шток 4, который связан с тягой реек топливных насосов двигателя, и стоп-устройство, состоящее из золотника 5 и злектромагнита 6, пружину 7 и рычаг обратной связи 8. Пусть,синхронный генератор работает параллельно с берегЬвой сетью .(имеется ввиду синхронньга режим работы). В этом случае вал генераторного агрегата, врашается. с практически постоянной частотой вращения и уравнение движения агрегата для этого случая имеет вид Мг- it-° - момент, развиваемый двигателем; момент, создаваемый нагрузкой генератора;момент инерции вращаюп ихся масс генераторного агрегата; частота вращения вала агрегата; время. следует из приведенного уравнения любое приращение момента двигателя вы31|геает соответствующее приращение момента генератора, так как ДМд - ДМг О В то же время, при постоянной частоте вращеШя приращение момента, развиваемого двигателем, пропорционально положению органа подачи энергоносителя (положению реек тощшвных насосов), т.е. ДМ„ -А«- дн. где ДН приращение координаты положения тяги реек топливных насосов (см. чертеж). Следовательно, в случае работы генераторного агрегата на береговую сеть изменение величины ДЬ приводит к изменению нагрузки генератора. Как указь1валось выше, действие стоп-устройства направлено на снижение количества топлива в двигатель, что достигается за счет изменения координаты положения тяги реек топливных насосов (координата получает отрицательное приращение). Следовательно, в случае работы генераторного агрегата на берегову сеть включение в работу стоп-устройства приводит к сннжению нагрузки генератора. В примере, приведенном на чертеже, снижение йагрузки генератора происходит следуюищм образом: отключается напряжение питания с катушки электромагнита 6,-после чего золотник стоп-устройства 5 под действием давления масла поднимается вверх, открывая канал для перелива масла в полость над поршнем серводвигателя 3. Поршень под действием давления масла и пружины 7 опускается вниз, исполнительный шток регулятора ;4 посредством тяги реек топливных насосов уменьшает подачу топлива в двигатель, что приводит к уменьшению нагрузки генератора. О; щовременно рычаг обратной связи 8 перемещает золотник 2 также вниз. Отключение стоп-устройства после снижения нагрузки генератора приводит к тому, что регулятор частоты вращения двигателя оказывается в состоянии, соответствующем со- стоянию регулятора в первый момент после подачи возмущающего воздействия. Ъ прямере, приведенном на чертеже, в моменп - вре мени, когда нагрузка генератора становится близкой к нулю, а следовательно и момент двигателя близок к нулю, выключается из работы стоп-устройство путем подаш напряжения на.катушку электромагнита 6, которМ в свою очередь, вынуждает золотник стопустройства 5 перекрыть канал перелива масла При зтом, золотник 2 оказывается скещенн| 1М омосительно своего равновесного положения на величину Дх (на чертеже положите регулятора в этот момент времени показано штри ховыми линиями). ; Такое положение . золотника 2 вьшуждзет регулятор работать до тех пор, пока золотник 2 не возвратится в равновесное состошгае т.е. когда Дх 0). Стремясь компенсировать возмущаюсЦее воздействие, регулятор отра тывает и воз вращает генераторный агрегат в исходное состояние, соответстЬующее первоиачальновху режил (к 100%-ной нагрузке). В генераторном агрегате наблюдается переходный процесс Таким образом, управляя работой стоп-устройства, оказывается возможным создавать возм цаюи11ее воздействие на генераторные агрегаты и, контролируя при зтом токи и мощности генераторов, наблюдать переходной процесс и оденивать динамические свойства генераторных агрегатов в режимах одиночной и параллельной работы при испытаниях судовых злектростанщга на береговую сеть. Внедрение предлагаемого способа на судоремонтных к судостроительных предприятиях позволяет отказаться от применения специальных устройств, в настоящее время не вьшускаемых промьппленностью, сократить зат1Иты на подготовку и проведение испытаний, обеспечить более широкое внедрение способа ис-- ; пытаний судовой электростанции посредством береговой сети.. Формула изобретения Способ создания возмущающего воздействия на генераторный агрегат, имеющий автоматический регулятор - частоты вращения со, стоп-устройством, в динамическнх реяшмах нспытаний при его одиночной и параллельной работе путем подключения генератора к береговой сети и установки на нем нагрузки, соответствующей установившемуся, режиму переходного процесса, изменением уставок по напряжению частоте регуляторов напряжения и частоты и вращения, отличающийся тем, что, с целью )шрощения подготовки и пров дения испытаний, включают в работу стопустройство регулятора частоты вращения генераторного агрегата и прл снижении нагрузки до величины, соответствующей начальному режиму переходного процесса, выключают из работы стоп-устройство и контролируют ГОКИ и мощность генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. С}ф1остроение. 1978, N 1, с. 50. 2 Типовая методика швартовых испытаний источников злектрознергин переменного тока частотой 50 Гц с использованием в качестве нагрузки береговых потребителей и штатной нагрузки К 606-78.211;2177, 1978, п.п.ЬП.