Способ создания возмущающего воздействия на генераторный агрегат

ОП ИСАНИЕИЗОВВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сею э СеветскинСоциалнстнческмнРеспублик п 982176(51) Щ. Кл. Н 02 Р 9/04 0 01 й 31/34 Ркуаерстееивй кеюнтет СССР но делам нзобретеннй н атерктнй. Дата опубликования описания 15.12.82 В. Р. Кантор, И. Н, Литовский, Ю. Е. Оливсон и А. В. ИоповЦентральный конструкторско-технологический инст т т сйоремонтаВсесоюзного промышленного объединения по ремонтук.-Х(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ВОЗМУЩАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГЕНЕРАТОРНЫЙ АГРЕГАТИзобретение относится к технике испытаний в динамических режимах судовых электричес ких станций переменного тока частотой 50 Гц посредством береговой электрической сети (далее в тексте береговая сеть), применяемой5 на судостроительных и судоремонтных предприятиях в период швартовых испытаний судов.При испытаниях судовых генераторных агрегатов непосредственно на береговую сеть для 0 проведения динамических режимов в систему автоматического регулирования частоты вращения агрегата вводится возмущающее воздействие, которое вызывает в генераторных агрегатах переходной процесс.Контролируя токи и мощности генераторов в переходном и установившемся режимах, оценивают динамические характеристики генераторных агрегатов в режимах одиночной и параллельной работы. 20Известен способ, в соответствии с которым возмущающее воздействие на генераторный агрегат создается путем включения рассогласованного по частоте (по отношению к берего 2вой сети) генератора на параллельную работу с береговой сетью. При этом частота враще. ния генераторного агрегата изменяется практически скачком на величину разности частот вращения агрегата до и после включения (процесс втягивания генератора в синхро. низм во внимание не принимается). Такое изменение частоты вращения является возмущающим воздействием для регулятора часто. ты вращения, который начинает отрабатывать, стремясь компенсировать возмущение. При этом в генераторном агрегате наблюдается переходный процесс 111.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 и установки на нем нагрузки. После установки нагрузки, воздействуя на тягу топливных реек, воздействуют одновре3 98217менно на исполнительный шток и тем самымоказывают возмущающее воздействие на регулятор частоты вращения первичного двигателя. Снимая внешнее воздействие на тягу топливных реек, наблюдают переходный процессв генераторном агрегате, работающем на береговую сеть 2.Однако для реализации известных способовв практикеиспытаний необходимы специальные устройства, которые сложны в изготовле пнии и серийно не выпускаются промышленностью, Кроме того, устройство для переме-щения тяги топливных реек требует специаль.ных мер по установке и креплению его накаждый приводной двигатель на период испы,5таний. Указанные недостатки затрудняют широкое промышленное использование приведен-ных способов испытаний,Цель изобретения - упрощение подготовкии проведения испытаний -и возможность нспользования установленного на генераторномагрегате оборудования совместно с его цепями управления для проведения динамическихрежимов испытаний судовых генераторныхагрегатов посредством береговой сети. 25Поставленная цель достигается благодарятому, что в динамических режимах испытанийпри одиночной и параллельной работе возмущающее воздействие на генераторный агрегат,имеющий автоматический регулятор частотывращения со стоп-устройством, создается следующим образом.Генератор подключают к береговой сети.Изменением уставок по напряжению и частотерегуляторов напряжения и частоты вращения35на генераторном агрегате устанавливают нагрузку, соответствующую устаиовившемуся режимупереходного процесса, Включают в работу стопустройство регулятора частоты вращения агрегата, При снижении нагрузки до величины, со.ответствующей начальному режиму переходногопроцесса, включают из работы стоп-устройствои контролируют токи и мощность генератора.Стоп-устройство является узлом регуляторачастоты вращения первичного двигателя и предназначено для аварийной остановки генераторного агрегата, работающего на автономнуюнагрузку, в случае падения давления маслав системе смазки ниже допустимой величины.При срабатывании устройств, контролирующихдавление масла, включается в работу стопустройство, которое воздействует на регулятор, вынуждая его посредством тяги реектопливных насосов перекрывать подачу толлива в первичный двигатель. В результатемомент, развиваемый первичным двигателем,резко снижается. Момент на валу генератора,определяемый величиной нагрузки, включен.ной на генератор становится больше момен. 6та, развиваемого двигателем. Генеральныйагрегат получает отрицательное .ускорение, ачастота вращения его резко снижается вплотьдо 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 при100%ной нагрузке генератора показано основной линией. Регулятор включает измерительный центробежный элемент 1, золотник 2,открывающий доступ масла в гидравлическийсерводвигатель 3, исполнительный шток 4, который связан с тягой реек топливных насосов двигателя, и стоп-устройство, состоящееиэ золотника 5 и электромагнита 6, пружину7 и рычаг обратной-связи 8.Пусть. синхронный генератор работает параллельно с береговой сетью .(имеется ввиду синхронный режим работы). В этом случае валгенераторного агрегата. вращается. с практически постоянной частотой вращения и урав.нение движения агрегата для этого случая имеет видМ: Э ":О,ггде Мд - момент, развиваемый двигателем;Мг - момент, создаваемый нагрузкой генератора;Э - момент инерции вращающихся масс.генераторного агрегата;ч - частота вращения вала агрегата;- время,Как следует из приведенного уравнениялюбое приращение момента двигателя вызьтвает соответствующее приращение моментагенератора, так как йМд - Мг = 0В то же время, при постоянной частоте вращейия приращение момента, развиваемогодвигателем, пропорционально положению органа подачи энергоносителя (положению реектопливных насосов), т.е.цдйМд = ---- ЬЬ,дйгде ЬЬ - приращение координаты положениятяги реек топливных насосовем. чертеж),Следовательно, в случае работы генераторного агрегата на береговую сеть изменениевеличины В приводит к изменению нагрузкигенератора.Как указывалось выше, действие стоп-устройства направлено на снижение подачи количестватоплива в двигатель, что достигается за счетизменения координаты положения тяги реектопливных насосов (координата получает отри 1цательное приращение). Следовательно, в слу5 , . 9821чае работы генераторного агрегата на береговуюсеть включение в работустоп-устройства приводит к снижению нагрузки генератора. Впримере, приведенном на чертеже, снижениейагрузки генератора происходит следующимобразом: отключается напряжение питания скатушки электромагнита 6 после чего золотник .стоп-устройства 5 под действием давления масла поднимается вверх, открываяканал для перелива масла в полость над 10поршнем серводвнгателя 3. Поршень под действием давления масла н пружины 7 опускается вниз, исполнительный шток регулятора,4 посредством. тяги реек топливных насосовуменьшает подачу топлива в двигатель, чтоприводит к уменьшению нагрузки генератора.Одновременно рычаг обратной связи 8 перемещает золотник 2 также вниз.Отключение стон-устройства после снижениянагрузки генератдра приводит к тому, чторегулятор частоты вращейня двигателя ока.зывается в состоянии, .соответствующем состоянию регулятора в первый момент послеподачи возмущающего воздействия. В примере, приведенном на чертеже; в момент вре-мени, когда нагрузка генератора становитсяблизкой к нулю, а следовательно и моментдвигателя близок к нулю, выключается изработы стоп-устройство путем подачи напряжения на.катушку электромагнита 6, который,в свою очередь, вынуждает золотник стопустройства 5 перекрыть канал перелива масла.При этом, золотник 2 оказывается смещенным" относительно своего равновесного ноложеиия.на величину Ьх на чертеже положение регу.лятора в этот момент времени показано штрть.ховыми линиями),Такое. положение . золотника 2 вынуждаетрегулятор работать до тех пор, пока золот.ник 2 не возвратится в равновесное состояние,т.е. когда Ьх = О),Стремясь компенсировать воэмущаютцеевоздействие, регулятор отрабатывает и воз.вращает генераторный агрегат в исходное со.стояние, соответствующее первоначальномурежиму (к 100%-ной нагрузке), В генератор 43ном агрегате наблюдается переходный процесс,Таким образом, управляя работой стоп-устройства, оказывается возможным создавать 76 6возмущающее воздействие на генераторныеагрегаты и, контролируя при этом токи имощности генераторов, наблюдать переходнойпроцесс и оценивать динамические свойствагенераторных агрегатов в режимах одиночнойи параллельной работы при испытаниях судовых электростанций на береговую сеть,Внедрение предлагаемого способа на судоремонтных и судостроительных предприятияхпозволяет отказаться от применения специальных устройств, в настоящее время не выпускаемых промышленностью, сократить затратына подготовку и проведение испытаний, обеспечить более широкое внедрение способа ив:.пытаний судовой электростанции посредствомбереговой сети,Формула изобретенияСпособ 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 кбереговой се. ти и установки на нем нагрузки, соответствующей установившемуся, режиму переходного процесса, изменением уставок по напряжению и частоте регуляторов напряжения и частоты вращения, о т л и ч а ю щ и й с я. тем, что, с целью упрощения подготовки и проведения испытаний, включают в работу стоп- .устройство регулятора частоты вращения генераторного агрегата н при снижении нагрузки до величины, соответствующей начальному режиму переходного процесса, выключают из работы стон-устройство н контролируют токи и мощность генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Судостроение, 1978, У 1, с, 50,2. Типовая методика швартовых испытаний источников электроэнергии переменного тока частотой 50 Гц с использованием в качестве нагрузки береговых потребителей и штатной нагрузки Иф 606 - 78.211;2177, 1978, п.п.1,11.982176 Коррект тяга аказ 9731/7 Тираж 721 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытии 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб