Устройство для автоматического снижения мощности турбогенератора

Союз Советских Социалистических Республикависимое от авт. свидетельствааявлено 26 1/,1969 ( 1335843/24-6 л. 60 с присоединением заявки-МПК 6 05 д 5/02 Коввитет по дел изобретеиий и откр при Совете Мииис СССРи орите 1.438-55 (088.8 Опубликовано 14 ЛХ,1970. Бюллетень29 Дата опубликования описания 29,Х 11.197 ТЕБТРО-Т,",;,БХБЛЛ, .Авторыизобретен и Мур гано сесоюзный ордена Трудового Красного Знамени теплотехнически научно-исследовательский институт им, Ф. Э. Дзержинскогоаявитель СТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СНИЖЕН МОЩНОСТИ ТУРБОГЕНЕРАТОРАИзобретение относится к области автоматического регулирования турбомашин.Известны устройства для автоматического снижения мощности турбогенератора, преимущественно в аварийных условиях, содержащие задатчик величины снижения мощности, выполненный в виде золотника, расположенного в буксе, имеющей сливное окно, и соединенный при помощи механизма обратной связи с исполнительной частью синхронизатора турбины отсчетной золотник с электромагнитным приводом для открытия слива жидкости из импульсной линии сер во моторов 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 по одному из технологических параметров.Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность и точность обработки сигнала управления.Для улучшения качества регулирования механизм обратной связи снабжен корректором сигнала датчика по активной мощности генератора, а блок управления содержит релеиную схему для подключения к корректору в исходном режиме сигнала, пропорциональногоположению буксы, отключения этого сигнала5 в момент срабатывания устройства и подключения через заданный интервал времени сигнала, пропорционального заданию,С целью ограничения скорости набора мощности при исчезновении сигнала управления10 го крайней мере один из золотников соединенс демпфером одностороннего действия,Для скачкообразного изменения открытияокна буксы задатчика золотник задатчикаснабжен электромагнитным приводом, соединенным с блоком управления.На чертеже показана принципиальная схема описываемого устройства,Запуск устройства производится от внешнейсхемы запуска, не входящей в состав устрой 20 ства и не показанной на чертеже, которая получает импульсы от реле защит линий электропередачи или генератора, или от любых другихреле, фиксирующих недопустимые измененияконтролируемых координат. Схема запуска2 ч воздействует на три основных входа 1 - 3 системы управления 4 устройством. Система управления может быть выполнена, например, сиспользованием контактных реле, Она осуществляет подачу управляющих сигналов наэлекгромагнит 5 отсечного золотника 6, электромагнит 7 задатчика величины снижения мощности 8, а также на двигатель 9 синхронизатора 10 турбины.Отсечной золотник б при смещении вверх открывает доступ масла пз импульсной липин 11 системы регулирования турбины к сливным окнам 12 задатчпка. Сигнал, поступающий от системы управления на дшггатель синхронизатора, запускает синхронизатор в сторону уменьшения нагрузки и блокирует одновременно цепи управлеш)я этим двигателем от 1 сл 10 ча уцравлепи 5 турбино 1 В стороу увеличения нагрузки.Сигнал, подаваемый па электромаппп 7 задатчика, смещая золотник 13 задатчпка вверх, открывает окно 12 полностью па задгпшос системой управления время, изменяя тем самым уставку на минимальное значение,Сигналы на отсечной золотник и двпгагс.ш синхронизатора поступают через концевой вь 1- ключатель 14 (для простогы изображения на чертеже показаны два выключателя), Этот выключатель прекращает действие устройства после снижения мощности до уровня уставкп Гмомент полного закрытия окна 12) и исклО- чает возможность его действия, если мощность турбины в исходном ре киме меньше или равна уставке,Уставка задается элементами 1 б, выходные цепи которых подключаются к схеме контактами реле внешней схемы запуска, Элементы 1 б, которые могут быть выполнены в виде потенциометров, определяют сигнал, подаваемый к приводу 1 б электродвигателя 17, управляющему положением золотника 13 задатчика посредством перемещения втулки 18, на которую свободно опирается золотник. Суммирование сигналов задания уставок при одновременном поступлении на схему запуска нескольких импульсов исключается за счет уставки на входе следящего привода 1 б логического элемснта 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 1 б 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 выше находятся втулка 18 и золотник 13.Выходной сигнал устройства формируется задатчиком 8, положение золотника которого определяется заданной уставкой, а положение буксы 20 - мощностью турбины, фиксируемой по положению синхронизатора 10 при помощи электрического датчика 21 известного типа, например индукционного, и преобразуемой в положение буксы при помощи системы обратной связи, состоящей из следящего привода 22 с двигателем 23 и датчиком обратной связи 24, При смещении синхронизатора в сторону боль 5 10 15 лг УЦ 25 30 35 40 45 50 55 60 65 шей турбины букса. опускается вниз. В результате управляощий сигнал от устройства (величина открытия окон 12) про 1 юртопалов разности текущей мощности турбины, соответс,- вующей положеншо синхронизатора, и велпчи- ПЫ 1 СТ 11 ЙКП ( тур 5тст )Элекгр)п)ескп 11 датчик 21 остановлен па золотнике управления турбины, т. с. в месте,исключающем влияние пофтов механизма с 1 шхропизатора. Для увеличения точности выходного сигнала и, следовательно, умепьше 1 шя погрсшпо.т: работь усгрой тва сп:сма обр.;гной св 5 зп дополнена кор)ектора)и 25 - 27 д,.15 коррекции сигнала датчика соответственно по пзменешпо давлешя пара перед турбиной. 01 сети 01 по)1 ппс)льпого значения п по не;оответствпо мощности геперато- )а Г 10 ложепп 10 сп 1 х)Оппзато)()бпп КО)- )ектор по давлепшо пропзводпг пзменеше коэффициента усиления, а корректоры по частоте и мощности смещают характеристику спсгсмы обратной связи, Для настройки пспользуетс 51 уст)ОЙство )у 0 ОЙ коррск Г.11)овк. коз 1)- Иициепта усиления и начального поло)кения характеристики обратной связи,Корректор по частоте 2 б состоит из извсстпого интегратора, выполненного, например, па двигателе, с жесткой отрицательной обратной связью, па вход которого подается сигнал Лв), пропорциональный отклонению частоты сети от номинального значения, а выходной сигнал вычитается нз сигнала датчика 21 на сум)1 аторе 28.Корректор по давлению 2 б содержит известный датчик давления свежего пара и устройство перемножения его сигнала на сигнал сумматора. Устройство перемещения выполнено, например, в виде потенциометра, движок которого связан с датчиком.Корректор по мощности 27 генератора состоит из известного интегратора, выполненного, например, на двигателе, который и исходном режиме управляется рассогласован;)ем сигнала мощности генератора, замеряемой известным изв 1 ерптелем 29, и выходного сигнала системы обратной связи,по положению буксы 20 задатчика, фиксируемого датчиком 21, также известного типа, а в послеаварийрвм режиме рассогласованием между мощностью генератора и заданием (уставкой).Корректоры по частоте и давлению являются постояннодействующими, а корректор по мощности генератора, во избежание ложного действия в момент начала работы устройства, отключается.Для быстрого изменения уставки задатчпка служит электромагнит 7, перемещающий до заданного упора вверх золотник задатчика с целью максимального увеличения площади открытого окна задатчика. Для турбины с промперегревом этот электромагнит используется для подачи кратковременного Иорсировочного сигнала к сервомотору, что позволяет улучшить переходный процесс, С целью предупре)к 28206860 65 деция резкого наброса мощности после снятия входного сигнала с устройства золотники 6 и 13 имеют лемпфцруощие элементы 30 ц 31, замедляющие движение золотццков на за:срытце, а следовательно, сервомотора ца откры- ГПЕ.Для повышения точности работы устройства прц его действии по закону с цослсяваршшым уменьшением мощности (т, с, с перестановкой синхронизатора) в момент пода ш сцгцяла ца запмс 1 с 5 стрОРствя 1 п)яв.1 сцце коррссторо)1 О мощцостц 27 цресращястся с сохранением сигнала за ццм цецзмеццым ня время резких колебаний мощности, которые могут быть г,:срцый момент явярпц. Затем, спустя зялаццос время, управлсше корректором вновь восстацявлцвяется, ПО Одповремеппо соррестор псрс 1 слн)ч 2 етс 51 13 рс)си 51 с)ррссццц )ОШПОсГП Гснератора по велцчше задавя (устянкц) разрывом 1 соц 2 ктов 32 и 32)ысяццсм 1 язпякт 013 33. В результате 1 соррсктор 27 ця:п 1 цяст 13 ыдявять ца следящий привод 22 сцгпял, пропорциональный ряссоглясоваццю между мощностью генератора (сигнал от измерителя 29) и заданием (сигнал от элемента 19). В этом режцмс корректор работает до момента отключения устройства, причем сигнал ца двигатель 9 синхронизатора подается спустя 10 - 15 сек, после переключения корректора. Благодаря такому режиму работы корректора по мощности обеспечивается небольшое отличце послеаварийного значения мощности от заданного (по данным испытаний 1,5%),Конструктивная схема предложенного устройства повторяет в основном принципиальную схему.Система управления собирается из быстродействующих промреле. Система обратной связи выполняется в основном из стандартных элементов (электрического датчика давления и измерителей ча:тоты и мощцосгц). Следящие систезы прводов золотника и буссы зялатчика состоят, например, из полу роводиковых реле, у:илитслей на урявляс)ь:х лцолах, сезы ерциоццых двигателей 17 и 23 и ля- чиков 24 и 34 обРатной свЯзи по положенпо управляемых элементов (буксы и золотника). Ьукса задатчика перемещается непосредственно при помощи червячного редуктора 35, а золотник залатчика - :зоим редуктором 36. Свободное положение золотника на втулке 18 позволяет смещать его вверх электромагнитом 7 без использования 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 слелящем приводе 16, к которому подается сигнал от корректоров 25 и 27, Двигатель 23, а так)ке привод 22 ц датчик 24 в этом случае не используют:я, а букса 20 ВыГ 10 лцяется Неподвижной (В ни)кем пОлО 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 женин, соответствующем мпцмальцой мощности генератора).Прп отрабопсе предложенным устройствомзакона С ПОСЛЕВЯРЦПн.) СЦПЖСЦЦЕ) МОЩПОсрятсоврееппоц подячсц форсцровочНОГО СГЦЯЛЯ ПХОЛЦЫЕ СЦГЦсЛЬ ПОСТпа 0 Г Ц 1 все трп входа 1 - 3 с с Гсмы управления 4, По сигпяс 1 ходяСцсс)я упрявлсцця -1 цодясГ няпряжсццс ця злесроъяГПт 5, я по сцПял, ВХОда 2 бЛОКцрует ПСИН бОЛсц)С дВПГ;ПСЛя 9 синхрошзаторя И, Олцоврсмсццо рслс сцсгсмы 1 ПРЯ 13 лсп 51 Отк,по 1 сс УПР 213,1 енс со)1 сст 01)0)1 ПО могццосц 2/. ПО с:г;и)1 входя ) с- СТЮЯ "ЦРВЛСЦ.51 ПодсСГ ПЯП)55 СЕПЦС ЦЯ ЭЛСК- тромягццт 7 з;:Пка ца время, црслслясмос цяст)ойкоп рслс рс.,сцп в с:;теме уряв.ецця В )чсцс э)010 врс)си Слцвцыс о 112 12 открьпы 1 я макси)пальнуо велчццу, которая ц оцрсдсляст форсирующее воздействие и; сервомотор. 1)ляголяря переключен:цо корректора 27 в;ругой режим работы (прц сия 0, ЦЯПРЯЖСЦЦП С ЭЛСКТРОМЯГЦПТ /) ЦЗМЕЦЕЦ:С)1окоп 12 зя;Ятчцк, Оосспечваст; соответсве мощцос Гецерято;) зяляцц 1. зеачецц 0 (уставсе) . После э 1 ОГО )ключ .с с 5 двигатсл: 9 сшхрсцц.яторя в;тороиу меньше.С ца 1 сЛО)1 ДВПЖЕГПя СППХроццЗЯТОря Тр бины в сторону мспьше посредством децствия обратной связи сигнал управления сер омотором, пропорциональный Р.с.б - Р, с. рекладывается с задатчцка, слцвные окна 2 которого закрываотся смещением буксы 2 вверх, ца синхронизатор 10 турбины, церемсщающийся в результате в новое положе;шс, соответствующее заданной уставке. Прц достижении этого положения окна 12 закрываются и концевой выключатель 14 срабатывает, возвращая все элементы в исходное положение.Если ограничение идет по другому закон требующему изменения мощности Ло Л;) Гоц уставки, то одновременно с реле управления электромагнитами подается напряжение цреле, подключающее соответствующий элсмс 15 задания уставкц, в результате чего золо)- ник 13 задатчпка изменяет открытие управляющих окон. Время привода золотника ця 100 Оо перемещения составляет 5сек.Если требуется медленнодействующее сцц)кение мощности, то сигнал подается только на вход 2 системы управления, управляющш синхронизатором. Если снижения мощности в послеаварийном ре)киме не требуется и оцо производится только кратковременно, то сигнал подается только на входы 2 и 3, управляющие электромагнитами. Различное сочетание входных сигналов ш)зволяет изменять мощности по следующцм законам):1) сброс нагрузки до заданного уровня;2) сброс нагрузки до заданного уровня с восстановлением мощности до исходного зш. чения;282068 Предмет изобретения Составитель Э. Клыгуль Редактор А. Ю, Пейсоченко Текред А, А, Камышникова Корректор Г. А, УманецЗаказ 3591,8 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комптега по делам изобретений и открытий при Совегс Мшшсгров СССМосква, Ж, Раушскан наб., д. 4/5 Типографии, пр. Сапунова, 2 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. 1, Устройство для автоматического снижения мощности турбогенератора, преимущественно в аварийных условиях, содержащее задатчик величины снижения мощности, выполненный в виде золотника, расположенного в буксе, имеющей сливное окно, и соединепный при 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 кор 5 ректором сигнала датчика по крайней мере иоодному из технологических параметров.2, Устройство по п, 1, отличагощееся тем,что, с целью улучшения качества регулирования, механизм обратной связи снабжен кор 10 ректором сигнала датчика по активной мощности генератора, а блок управления содержитрелейную схему для подключения к корре егору в исходном режиме сигнала, пропорционального положению буксы, отключения этого15 сигнала в момент срабатывания и подключения через заданный интервал времени сипыла, пропорционального заданию,3, Устройство по пп, 1 и 2, отличагощеесятем, что, с целью ограничения скорости набо 20 ра мощности при исчезновении сигнала управления, по крайней мере один из золотниковсоединен с демпфером одностороннего дейсгвия.4, Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся25 тем, что, с целью скачкообразного измененияоткрытия окна буксы задатчика, золотник задатчика снабжен электромагнитным приводом,соединенным с блоком управления.