Система регулирования турбины

Союз Советских Соцкалмстических РеспублнкОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВКДВЯЛЬСТВУ и 661122 Ъщне(22) Заявлено 29.03.77 (21) 2466748/24-06с присоединением заявки Ме(51) М. К. Г 01 Р 17/20 Государственный комитет СССР оо делам изаоретеннй и открытий(54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИНЫ Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании турбин.Известны системы регулирования турбин, содержащие датчики, подключенные к регулятору, и промежуточный преобразователь вход которого подключен к выходу регулятора, а выход - к исполнительному органу 11.В этих системах в регуляторе имеется возможность непрерывного поддержания заданного коэффициента усиления. Однако эти системы не предусматривают средств для выбора режима работы при использовании датчиков нескольких параметров в процессе регулирования и не учитывают изменений производных этих параметров, В результате качество процесса регулирования оказывается недостаточно высоким.Известна также система регулирования турбины, содержащая датчики, подключенные через операционные преобразователи к регулятору, и электрогидравлический преобразователь, вход которого через сумматор подсоединен к выходам регулятора, а выход - к исполнительному органу 21. В этой системе наличие операционныхусилителей позволяет учесть изменения производных регулируемых параметров при выработке воздействия на размыкатель, установленный в канале регулятора.5Недостатком системы является невозможность автоматического выбора режима работы при использовании нескольких параметров, что снижает качества процесса регулирования.1 О Цель изобретения - повышение качествапроцесса регулирования путем автоматизации выбора режима работы.Для этого регулятор выполнен в видемногоканального усилителя с цифровыми элементами изменения коэффициентов уси-ления в каждом из каналов, избирательногоблока типа дешифратор-шифратор, многоканального блока сравнения и задатчика уставок, входы блока сравнения подключены к выходам операционных преобразователей о и к задатчику уставок, выходы блока сравнения - к входам избирательного блока, выходы которого подсоединены к цифровым элементам изменения коэффициентов усиления, вход каждого из каналов усилителяподключен к выходу соответствующего операционного преобразователя, а выходы усилителя - к сумматору.На чертеже представлена схема системы регулирования турбины.Схема включает датчики 1 - 5, которые вырабатывают информацию об основных параметрах, определяющих состояние турбины (например, датчики скорости, электрической мощности, давления, положения отсечного золотника и главного сервомотора); операционные преобразователи 6 - 10, вырабатывающие сигналы рассогласования ЬХ) (разности между текущими и заданными значениями параметров), а также сигналы, пропорциональные их модификациям, например пропорциональной 0(р) Ь Х 1; дифференциальной 92 (р)Ь Х); интегральной з (Р) Ь Х) и дРУгих (У, (Р) Ь Х); задатчик 11 уставок допустимых рассогласований, определяющих выбор режима работы замкнутой системы регулирования. Кроме того, схема содержит многоканальный блок 12 сравнения, состоящий изб анализаторов (по числу выходов задатчика уставок), осуществляющий сравнение сигналов, пропорциональных текущим значениям параметров и их модификациям, с заданными уставками, и формирующий на каждом из своих выходов сигнал одного уровня при превышении текугцим значением параметра заданной уставки и сигнал другого уровня, когда текущее значение меньше уставки; избирательный блок 13 типа дешифратор-шифратор с -входами (по числу выходов блока сравнения и к-выходами, обеспечивающими образование управляющего кода, и многоканальный усилитель 4 с цифровыми элементами 5 изменения коэффициентов усиления по каждому изпт каналов.Для изменения коэффициента усиления многоканального усилителя по каждому из еканалов выделяется - разрядов выходногоКк-разрядного кода блока 13,Система содержит, кроме того, сумматор 16, который суммирует сигналы, пропорциональные рассогласованиям и их линейным модификациям, а также электро- гидравлический преобразователь 17, преобразующий электрический управляющий сигнал в гидравлический, подаваемый на исполнительный орган,Система работает следующим образом.Датчики 1 - 5 выдают информацию об объекте. Г 1 ри действии на объект возмущений или при изменении задаюгцих воздействий возникают рассогласования, что сопровождается появлением на выходах операционных преобразователей 6 -0 сигналов ф (р)ЬХ); Рг(р)ЬХ); ф(р)ЬХ), которые одновременно и непрерывно поступают на блок сравнения 12 и на многоканальный усилитель 14. Выходной и-разрядный код избирательного блока 13 формируется в блоке сравнения 12 в зависимости от соотно 15 и 2 30 35 4 О 4 э 50 4шения сигналов ф(р)Ь Х) и сигналов уставок,поступаюгцих от задатчика 11.В зависимости от значения параметров,определяющих состояние турбоагрегата,например скорости вращения вала турбины,электрической мощности генератора, давления пара перед турбиной, выбирается требуемый режим работы системы регулирования, в котором процесс управления протекает с оптимальными динамическими характеристиками.Режим регулирования выбирается многоканальным усилителем 14, который управляется выходным управляющим кодом избирательного блока 13, формируемым посигналам, непрерывно поступающим с выходов блока 12.Так, в режиме поддержания частоты заданные динамические характеристики обеспечивают закон видаХ - Кдп. + ьп + К 3 Ы+ К 4,где Ьп, Ьй, Ьб, ЬА. - расслогласованияпо скорости и ускорению вращения валатурбины, по положению отсечного золотника и сервомотора соответственно;Е - управляющий сигнал на выходесумматора 16;Кд, Кд, КАК, - оптимальные дляданного режима величины, реализуемыепутем выбора коэффициентов передачи посоответствующим входам,Данный закон регулирования формируется следующим образом.Режим поддержания частоты характеризуется вполне определенным диапазономизменения параметров энергоустановки, например числом оборотов вала турбины, элект.рической мощностью генератора, давлениемпара перед турбиной.Если обороты вала турбины отличаютсяот номинальных более, чем на определеннуювеличину (на выходе анализатора скоростивырабатывается единичный сигнал), а электрическая мощность генератора не равна нулю (нулевой выходной сигнал анализаторамощности) и давление пара перед турбинойвыше заданного значения (нулевой выходной сигнал анализатора давления), независимо от того, в каком режиме работаетсистема регулирования, на всех выходах избирательного блока 13 вырабатывается такой управляющий код, что усилитель 14соответственно не пропускает на сумматор 16сигналы, которые не используются для управления в режиме поддержания частоты,Переход на регулирование в режиме сброса нагрузки и перевод турбины на холостыеобороты-происходит при превышении частоты вращения вала турбины сверх номинальных на заданную величину (единичный сигнал на выходе анализатора скорости) иотключении генератора от сети (единичныйвходной сигнал анализатора мощности) .11 ри этом выходной управляющий код блока13 формируется таким, что многоканальный3усилитель пропускает на суммирующий усилитель пять сигналов, и в результате формируется закон видаЕ =КМ ЬЛ+Кдгг АЛ+Кй 6+ КУЙ,Р г фцюгг э гдетоС - сигнал, пропорциональный заданному значению мощности.При единичном сигнале на выходе анализатора давления, что имеет место, когда давление пара перед турбиной станет меньше заданного, и нулевом сигнале с выхода анализатора скорости избирательный блок 13 вырабатывает управляющий код, в соответст вии с которым многоканальный усилитель пропускает на суммирующий усилитель три сигнала.В результате происходит автоматический переход на режим поддержания давления пара перед турбиной по статической характеристике, а закон регулирования приобретает видЯ = К,рЬР 0 + КИ+ КЬ г,где Л Р 0 - рассогласование по давлению;КЬ Р - оптимальный для данного режима коэффициент.Описанным способом автоматически выбирается режим работы и изменяется структура закона регулирования и в других случаях при соответствующем входном коде избирательного блока.Выходной сигнал сумматора 16 во всех режимах работы системы регулирования поступает на преобразователь 17 и далее на исполнительный орган, содержащий отсечной золотник и сервомотор, перемещающий регулирующий клапан.Таким образом, система обеспечивает одновременное или последовательное регулирование нескольких параметров энерго- установки и автоматический выбор режима работы системы регулирования путем выбора структуры и коэффициентов усиления закона управления в зависимости от текущего бсостояния объекта регулирования турбин.Как показали результаты моделирования на аналоговых и цифровых моделирующих установках значительно улучшаются динамические характеристики процесса регулирования.5Форлгуяа изобретенияСистема регулирования турбины, содер жащая датчики, подключенные через операционные преобразователи к регулятору.и электрогидравлический преобразователь, вход которого через сумматор подключен к выходам регулятора, а выход - к исполнительному органу, отгичающаяся тем, что, с целью повышения качества процесса регулирования путем автоматизации выбора режима работы, регулятор выполнен в виде многоканального усилителя с цифровыми элементами изменения коэффициентов усиления в каждом из каналов, избирательного блока типа дешифратор-шифратор, многоканального блока сравнения и задатчика уставок, выходы блока сравнения подключены к выходам операционных преобразователей и к задатчику уставок, выходы блока сравнения - к входам избирательного блока выходы которого подключены к цифровым элементам изменения коэффициентов усиления, вход каждого из каналов усилителя подключен к выходу соответствующего операционного преобразователя, а выходы усилителя - к сумматору.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР з315765, кл Г 01 0 17/06, 1968.2. Авторское свидетельство СССР130350, кл. Г 03 В 15/00, 1959.Составитель А. Калашников Редактор О. Филиппова Техред О.Лугован Корректор Г. Назарова Заказ 2400/28 Тираж 606 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал П П П Патент., г. Ужгород, ул, Проектная, 4