Способ защиты гидрогенератора от превышения частоты вращения

-07 Бюл. р 42 дское отдел енина проек аучно-исслед Гидропроек,8)оматизация мощныхМашинострое 0Ав 6,идетельство СССР 02 Н 7/093, 1982 ЕРАТОРАНИЯк электр е гидростоты- повыше ения проил ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(21) 3710647/ (22) 11,03,84 (46) 15.11.86 (71) Ленингра ного ордена Л тельского и н го института ка(54) СПО ОТ ПРЕВЬ (57) Изо технике, генератор вращения ние наде СОБ ЗАЩИТЫ ГИДРОГЕШЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩбретение относитсяв частности к защиов от превышения. Цель изобретенияжности за счет сниж должительности работы в тяжелых режимах с повышенной частотой вращения.,При превышении частотой вращения гидрогенератора заданной уставки на выходе реле частоты формируется сигнал,поступающий на вход элемента И 1. Навыходе датчика ускорения вращениягидрогенератора с пороговым элементом3 сигнал, поступающий на второй входэлемента И 1, формируется при возрастании частоты вращения гидрогенератора. На третий вход элемента И 1 подается сигнал с выхода датчика скорости движения направляющего аппарата ниже заданной уставки порогового эле-мента 4. При неисправности устройств автоматического регулирования частоты вращения на выходе датчика скорости Пнииания напраалякщага аппарата ппян- С ляется сигнал и на выходе элементада ИФормируется сигнал действующий Е на закрытие направляющего аппарата.12Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля защиты гидрогенераторов от превышения частоты вращения.Целью изобретения является повьппение надежности работы гидрогенератора путем снижения продолжительностиего работы в тяжелых режимах с повышенной частотой вращения.На фиг, 1 представлено устройство,реализующее предлагаемый способ; наФиг. 2 в ,циаграммы изменения частотывращения гидрогенератора при сбросахнагрузки в случае нормального действия устройств автоматического регулирования частоты вращения - кривые 1и при неисправности этих устройств -кривые 2 и 3. На диаграммах приведены кривые изменения частоты вращенияК и ускорения вращения Г гицрогенератора, положение ш и скорость,движения ш направляющего аппаратагидротурбины),Сущность способа состоит в следующем.При сборе нагрузки в момент времени , частота вращения гидрогенератора увеличивается, при этом вступаетв работу устройство автоматическогорегулирования и закрывают направляющий аппарат (кривые 1). Так как движение направляющего аппарата в сторону закрытия прекращается в моментвремени С а частота вращения снижается ниже уставки й, только вмомент времени Сп, то используя длязащиты способ контроля превышениячастотой вращения заданного значенияс одновременной проверкой скоростидвижения направляющего аппарата гидротурбины в сторону закрытия, можноошибочно определить необходимостьдействия аварийным золотником илизакрытия затвора перед спиральной камерой гидротурбины,Для согласования действий устройств, реализующих известный способзащиты, с устройствами автоматического регулирования необходимо уставкупревышения частоты увеличить и принять равной Й р , В этом случае частота вращения гидрогенератора в переходном режиме снижается ниже уставкиГ,в момент времени , когданаправляющий аппарат еще находится вдвижении и не достиг своего конечно-о положения,Из рассмотрения диаграммы изменения частоты и ускорения вращения гид 70828 2рогенератора, положения и скоростидвижения направляющего аппарата приотказе в работе устройств автоматического регулирования и принятойуставке устройства защиты (кривые 3) видно, что характерпереходного процесса изменения частоты вращения аналогичен переходномупроцессу при нормальной работе уст 1 О ройств регулирования (кривые 1) и ототличаются только количественно. Такое различие обусловлено,запаздыванием закрытия направляющего аппарата,движение которого в сторону закрытия15 начинается за счет действия на аварийный золотник при превышении частотой вращения гидрогенератора заданного значения в момент времени э,Полное закрытие наплавляющего аппара 20 та происходит в момент времени 1., ачастота вращения гидрогенератора становится ниже уставки в момент времени С,По данному способу защиты контро 25 лируют частоту и знак ускорения вращения гидрогенератора, скорость движения на закрытие направляющего аппарата турбины, сравнивают частотувращения гидрогенератора и скоростьЗ 0 движения направляющего аппарата сзаданными значениями й, шки действие на закрытие аварийнымзолотником направляющего аппаратаили затвора перед спиральной камерой35гидротурбины начинают при частотевращения, превышающей заданное значение, скорости движения направляющего аппарата ниже заданного значения и положительной величине ускорения движения гидрогенератора. Используя предложенный способ, можноснизить уставку превьппения частотывращения гидрогенератора до величины Г 1 , при этом исключение ложныхдействий на аварийный золотник впромежутке времени С - т (кривые1) обеспечивается за счет отрицательной величины ускорения движе-ния гидрогенератора. В аварийных ситуациях при отказе устройств регулирования применение более низкой уставки по превьппению частоты вращения позволяет действовать на закрытие направляющего аппарата аварийным золотником или затвора перед спиральной камерой гидро- турбины с меньшим запаздыванием в момент времени 1;, (кривые 2). К3 1270моменту времени 1 направляющий аппарат будет полностью закрыт.Переходный процесс будет характеризоваться в этом случае болеенизкими значениями превышения частоты вращения и меньшей продолжительностью.Устройство содержит логическийэлемент И 1, входы которого соединены с реле частоты 2, датчиком ускорения вращения гидрогенератора с пороговым элементом на выходе 3 и датчиком скорости движения направляющегоаппарата с пороговым элементом навыходе 4.. 15Устройство работает следующим образом,При превышении частотой вращениягидрогенератора заданной уставкина выходе реле частоты формируетсясигнал, поступающий на вход лемента И 1. На выходе датчика ускорениявращения гидрогенератора с пороговымэлементом 3 сигнал, поступающий навторой вход элемента И 1, формируется при возрастании частоты вращениягидрогенератора. Уставка пороговогоэлемента выбирается таким образом,что сигнал на выходе датчика появляется при положительном знаке ускорения вращения гидрогенератора. На третий вход элемента И 1 подается сигнал с выхода датчика скорости движения направляющего аппарата с пороговым элементом 4 при условии скоростидвижения направляющего аппарата ниже З 5заданной уставкой порогового элемента. При наличии сигналов на всехтрех входах логического элемента И 1на его выходе формируется сигнал,действующий на закрытие аварийнымзолотником направляющего аппаратаили затвора перед спиральной камеройгидротурбины.При аварийных сбросах нагрузкичастота вращения гидрогенератора начинает возрастать и становится вышеуставки реле частоты. Ускорение гидрогенератора имеет положительныйзнак. При нормальном действии устройств автоматического регулированиячастоты вращения направляющий аппаратгидротурбины к этому моменту движется на закрытие со скоростью, превышаающей уставку порогового элемента датчика скорости движения направляющего 55аппарата. В этом случае сигналы навыходах датчика и соответственно ло 828 4гического элемента И 1 отсутствуют.При неисправности устройств автоматического регулирования частоты вращения направляющий аппарат гидротурбины неподвижен, на выходе датчика скорости движения направляющего аппаратапоявляется сигнал. В этом случае навходах логического элемента И 1 одновременно существуют все три сигнала,и на его выходе формируется сигнал,действующий на закрытие аварийнымзолотником направляющего аппаратаили затвора перед спиральной камеройгидротурбины,Механические воздействия на гидрогенератор в результате повышения частоты его вращения могут быть охарактеризованы площадью, ограниченнойкривой изменения частоты вращения иосью абсцисс. При этом динамическиевоздействия на гидрогенератор пропорциональны квадрату частоты вращения.Из приведенных диаграмм изменениячастоты вращения видно, что уменьшение уставки по частоте вращения значительно снижает амплитуду и продолжительность механических воздействийна вращающиеся части гидрогенератора,что повышает надежность его работы,удлиняет срок службы,Формула изобретения Способ защиты гидрогенератора от превышения частоты вращения путем контроля частоты вращения и скорости движения направляющего аппарата и формирование выходного сигнала путем прекращения подачи энергоносителя в гидротурбину с помощью аварийных устройств в случае, если частота вращения гидрогенератора п-.евышает заданную частоту вращения и скорость движения направляющего аппарата ниже заданной скорости, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы гидро- агрегата путем снижения продолжительности его работы в режимах с повышенной частотой вращения, дополнительно контролируют знак ускорения вращения гидрогенератора и прекращают подачу энергоносителя в гидротурбину с помощью аварийных устройств в случае, если ускорение вращения гидрогенератора имеет положительный знак.1270828 Составитель Т. ЩегольТехред В.Кадар Корректор М Самборс Редактор А. Гуль Заказ 6249/5 4 Тираж б 12 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4