Устройство аварийного ограничения мощности электростанции

. .51) 4. Н 02 3 3/2 2 Я 1;1 ФЗЦ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРИЧНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ко по фа 45 самок дах дифф 38 блока лектор 4 гнализации случае выхода из лемента схемы. Пристроя любог этом с прих ом сигнала задания на ощности от задатчика 1 граничениеход блока 4 контроля и сигнализаный с выходом сумматора ся, 1 ил,ции, соедине45, блокируеФв 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1149349, кл. Н 02 3 3/24, 1983,(54) УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОГО ОГРАНИЧЕНИЯ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ(57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения -повьппение надежности. Для этого навходах сумматора 39 загрузки установлены замыкающие контакты измеритсльных ключей 31-33, что позволяетсравнивать на компараторе 40 с величиной задания именно сумму мощностейотключенных генераторов, посколькузамыкаются контакты измерительных ключей именно тех генераторов, поскольку замыкаются контакты измерительных ключей именно тех генераторов, которые отключаются, В результате на входах сумматора 39 оказывается устойчивый сигнал суммы отключенных генераторов на его выходе,что обеспечивает обратную загрузку толькту переключения, Сумматор онтроля, включенный на выхоеренциальных усилителей 36, -разгрузки через диодный се 4, имеет сигнал на выходеИзобретение относится к электротехнике, в частности к противоаварий ной автоматике электростанций, может быть использовано в качестве общестанО,ционной части системы аварийного ограничения мощности (ОЧ САОМ), служащей для сохранения устойчивости энергосистем,и является усовершенствованием устройства по авт,св. У 1149349.Цель изобретения - повьппение надежности,На чертеже изображена схема предлагаемого устройства аварийного ограничения мощности электростанции.Устройство содержит блок 1 задания, датчики 2 - 4 активной мощности генераторов с запоминающими элементами, ограничители 5-7, сумматор 8 отключающего блока, коммутатор 9 оче О редности отключения генераторов,дифференциальные усилители 10 - 12 расчетного узла и компараторы 13 - 15 отключающего блока, блок 16 задания минимально допустимых нагрузок, блок 17 автоматического подключения, блок 18 управления ограничителями, блоки19-21 перевода агрегатов на отключение, выходные контакты 22 - 24 блока автоматического подключения, ограничители 25 - 27 блока разгрузки,измерительные ключи 28 - 30 учета отключения генераторов со,своими замы 5 кающими контактами 31 -. 33,. сумматор 34 и интегратор 35 блока разгрузки,дифференциальные усилители 36 - 38,сумматор 39 и компаратор 40 блоказагрузки, блок 41 контроля и сигнализации, автоматический коммутатор42 выходных цепей, выходной блок 43,диодный селектор 44 положительныхи отрицательных сигналов небалансаи сумматор 45 самоконтроля,Блок 1 задания величины ограничения мощности станции (суммарной величины разгрузки агрегатов) являетсясогласующим элементом с системнымиустройствами автоматики и включаетв себя набор потенциометров и реле,.Датчики 2-4 активной мощности с запоминающими элементами, предназначенные для фиксации нагрузки генераторов станции, могут быть выполненыпо любому известному принципу, в том числе с помощью операционных усилителей постоянного тока (ОУПТ) и нелинейных схем. Ограничители 5-7 отключающего блока и ограничители 25-27 подключенных к эталонному напряжению, 50 блока разгрузки воспроизводят зависимости, показанные внутри их зображений, и построены на основе ОУПТ и диодов, Верхний порог ограничения ограничителей 25-27 соответствует максимальной нагрузке генераторов станции, а их нижний порог, как и порог ограничения у ограничителей 5-7, устанавливается на уровне нижней границы регулировочного диапазона (технологического минимума) турбоагрегатов, Сумматоры 8,34,39 и 45 соответственно отключающего блока, разгрузки, загрузки и самоконтроля выполнены на основе ОУПТ по известным схемам, причем в сумматоре 45 самоконтроля используется инвертирующий и неинвертирующий входы с тем, чтобы получить на выходе сумму абсолютных величин сигналов небаланса, поступающих на его входы с дифференциальных усилителей 36-38 через селектор 44 сигналов небаланса, состоящий из двух групп диодов, пропускающих соответственно положительные и отрицательные сигналы, Коммутатор 9 задания очередности отключения генераторов состоит из набора галетных переключателей (две галеты на одной оси) по числу агрегатов станции,Дифференциальные усилители 10-12 и 36 38 обеспечивают на выходе разность входных сигналов и построены на основе ОУИТ по известным схемам. Компараторы 13-15 и 40 и блок автоматического подключения, также представляющий собой группу компараторов (схем сравнения) по числу агрегатов станции, построены с помощью ОУПТ и стабилитронов по известным схемам. Блок 16 задания минимально допустимых нагрузок включает в себя набор регулируемых потенциометров, подключенных к эталонному напряжению, и выдает сигналы, соответствующие нижней границе регулировочного диапазона каждого турбогенератора станции,Компараторы блока 17 автоматического подключения сравнивают значения сигналов на соответствующих каждому генератору выходах датчиков мощности и блока 16 минимально допустимых нагрузок, При снижении нагрузки агрегата ниже технологического минимума соответствующий компаратор блока 17 срабатывает и разрывает своими выходными контактами 22-24 цепь интегратор - ограничитель, Одновременно с10 15 20 25 30 35 40 45 50 этим блок 18 управления ограничителями, построенный на основе ОУПТ идиодов, воздействует ка управляющийвход соответствующего ограничителяблока разгрузки и обеспечивает егоперестройку ка пунктирную характеристику, снимая при этом нижний порогограничения. Блоки 19-21 переводаагрегатов на отключение состоят изпоследовательно соединенных кнопочного переключателя и электромагнитного реле с двумя нормально закрытыми контактамиОни предназначены дляручного выбора агрегатов, участвующих в разгрузке, для дистанционноговывода из разгрузки любого агрегатапосле прихода задания и для переводадействия устройства на отключениегенераторов путем одновременного воздействия на вывод всех агрегатов изразгрузки. При любой операции ручного, дистанционного или автоматического управления блоками 19-21 перевода последние одновременно воздействуют второй группой своих контактов на перестройку соответствующихограничителей отключающего блока путем коммутации их цепей ограничения,При замкнутых контактах блока перевода агрегата на отключение соответствующий ограничитель отключающегоблока раоотает с основной характеристикой, показанной сплошной линиейвнутри его изображения на схеме.Приразмыкании любого контакта блока перевода порог ограничения снимаетсяи ограничитель работает в режиме инвертора с характеристикой, показанной пунктиром. Измерительные ключи28 - 30 предназначены для учета отключения генераторов в блоках разгрузки и загрузки и представляют собойдвухвходовый транзисторный ключ сминиатюрным электромагнитным реле навыходе, При отключении турбогенератора рассматриваемым устройством ограничения мощности либо от действиядругих устройств защиты и автоматикисоответствующий ключ 28-30 размыкаетконтакт в замкнутом контуре блокаразгрузки и замыкает свой второй контакт на входе сумматора 39 блока загрузки. Из таких же электромагнитныхреле состоит автоматический коммутатор 42 выходных цепей, который подключает выходные сигналы устройствак блочным системам управления послеокончания решения задачи, Интегратор 35 замкнутого контура блока разгрузки выполнен на ОУПТ по известномупринципу, Блок 41 контроля и сигнализации, как в известных устройствах,содержит схему формирования абсолютных значений, логические схемы И иИЛИ, компараторы и выходные реле,Выходной блок 43 состоит из измерительных приборов и согласующих элементовдля передачи сигналов блочным устройствам разгрузки и отключенияУстройство работает следующим образом,В нормальном режиме задание на ограничение мощности станции отсутствует и сигнал на выходе блока 1 задания равен нулю. Персоналом станции предварительно определяют очередность отключения генераторов с помощью коммутатора 9 задания очередности и выбирают энергоблоки, участвующие в разгрузке с помощью переключателей блоков 19-21 перевода наотключение. Как правило, все агрегаты участвуют в разгрузке и любойиз генераторов может быть отключенв соответствии с заданной очередностью, Если агрегат пс технологическим или другим причинам не может участвовать в разгрузке, он выводится из замкнутого контура блока разгрузки переключателем блоков 19-21, но продолжает участвовать в отключении.Если на выходах датчиков 2-4 мощкости сигналы, пропорциональные фактическим нагрузкам каждого из агрегатов, равны или превышают технологические минимумы (минимально допустимые нагрузки), то блок 17 автоматического подключения выходными коктактами 22-24 подключает выход интегратора к вторым входам ограничителей 25-27 блока разгрузки. При этом блок 18 управления ограничителями обеспечивает работу ограничителей 25-27 с функциональной зависимостью, показанной сплошной линией.На входе сумматора 34 от датчиков 2-4 мощности поступают значения фактических нагрузок каждого агрегата. На остальные входы этого сумматора подаются отработанные устройством значения нагрузок этих же агрегатов с ключевых схем 28-30. Замкнутый контур блока разгрузки, включающий элементы 34,35,19-21,22-24,25-27 и 28 30, находится в устойчивом состоянии, 1350750При этом сигналы на выходах сумматора 34 и интегратора 35 равны нулю.. В отключающем блоке на сумматор8 подаются фактические нагрузки агрегатов с выходов датчиков 2-4 мощНости, а также с выходов ограничителей 5-7 минимально допустимые нагрузки этих же агрегатов (или та же Фактическая нагрузка агрегата если онвыведен из разгрузки либо несет нагрузку ниже технологического минимума). На выходе сумматора 8 присутствует сигнал, пропорциональный суммарному регулировочному диапазонустанции, полученный суммированиемразниц между фактической нагрузкойкаждого агрегата и нижней границейего регулировочного диапазона.На инвертирующие входы дифференциальных усилителей 10-12 с выходовограничителей 5-7 через коммутатор9 поступают значения технологическихминимумов агрегатов (или фактическойнагрузки)При этом сигналы на выходах сумматора 8 и дифференциальныхусилителей 10-12 имеют такой знак,что компараторы 13-15 не срабатывают и сигналы на их выходах равнынулюВ блоке загрузки на входы каждогоиз дифференциальных усилителей 3638 поданы сигналы Фактической нагрузки агрегатов и эти же значения,отработанные устройством, - с выхода ключевых схем 28-30. Следовательно, сигналы на выходах дифференциальных усилителей 36-38 равны нулю, ана выходе компаратора 40 отсутствуетсигнал блокировки блока,автоматического подключения,Коммутатор 42 выходных цепей доприхода задания разомкнут, и сигналыс выходов блока разгрузки, соответствующие в этом режиме фактическимнагрузкам агрегатов, не проходят ввыходной блок 43 и к исполнительнымустройствам.С приходом задания на ограничениемощности станции сигнал с выхода блока 1 поступает на входы сумматоров8 и 34При этом равновесие замкнутого интегрирующего контура блокаразгрузки нарушается и на выходе интегратора 35 появляется сигнал тако.го знака и величины, чтобы соответствующим снижением уровней выходныхсигналов ограничителей 25-27 можнобыло скомпенсировать поступившее5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 задание и восстановить равновесиев контуре. В результате этого на выходах ограничителей 25-27 появляются отработанные устройством сигналы,соответствующие требуемым послеаварийным нагрузкам турбоагрегатов,Приэтом на выходах дифференциальныхусилителей 36-38 появляются сигналыравные разностям доаварийных и послеаварийных значений нагрузок, чтосоответствует необходимым значениямснижения паропроизводительности котлоагрегатов.При недостаточности регулировочного диапазона станции для реализации задания сигнал на выходе сумматора 8 отключения изменяет знак,чтоприводит к срабатыванию первого компаратора. Далее этот сигнал превыше ния задания над регулировочным диапазоном станции проходит через дифференциальные усилители 10-12 на соответствующие компараторы 14 и 15,уменьшаясь при этом по абсолютнойвеличине за счет вычета соответствующих сигналов с выходов ограничителей5-7. Таким образом, в результате вычета из сигнала превышения сигналовтехнологических минимумов (или реально меньших нагрузок) энергоблоковэтот сигнал изменяет знак и определяет число генераторов, которые необходимо дополнительно отключить,При этом, на выходах соответствующихкомпараторов 13-15 появляются сигналы отключения и одновременно срабатывают измерительные ключи 28-30 дляучета нагрузок отключившихся генераторов в блоке разгрузки,По окончании решения задачи сигнал на выходе сумматора 34 вновь становится равным нулю, и блок 41 контроля и сигнализации с помощью автоматического коммутатора 42 подключаетвыходные сигналы к блоку 43 и исполнительным органамЕсли агрегаты несут нагрузку нижетехнологического минимума, то действием блока 17 автоматического подключения ьыход интегратора 35 отключается от ограчичителей 25-27 контактами 22-24, а действием блока 18управления ограничителями обеспечивается изменение характеристик соответствующих ограничителей 25-27 (показано пунктирной линией), В такомслучае в отключающем блоке на входсумматора 8 поступают значения факти 3507505 1 О 15 20 25 30 35 40 Разность сигналов на входе и выходе ограничителей присутствует на выходах дифференциальных усилителей 36-38 блока загрузки. В отличие от напряжения на выходе сумматора 34, которое по принципу действия устройства поддерживается равным нулю,сигналы на выходах дифференциальных .усилителей при нарушениях в схеме будут сохраняться до устранения неисправ 50 ческих нагрузок агрегатов и отработанные ограничителями 5-7 эти же значения с обратным знаком, а результирующий сигнал для этих агрегатовна выходе сумматора 8 равен нулю.Если все агрегаты станции несутнагрузку ниже технологического минимума, то все они выводятся иэ интегрирующего контура в блоке разгрузки,и задание полностью реализуется отключающим блоком, При этом избыточноеограничение мощности станции (в силудискретности операции отключения)приводит к превышению сигнала на выходе сумматора 39 загрузки над сигналом задания и к срабатыванию компаратора 40, выходнойс сигнал которого деблокирует блок автоматического подключения, Последний выходнымиконтактами 22-24 подключает цепи отинтегратора к ограничителям 25-27,позволяя тем самым загрузить оставшиеся в работе агрегаты и скомпенситровать величину переключения.Введение замыкающих контактов31-33 измерительных ключей на входахсумматора загрузки позволяет сравнивать на компараторе 40 с величинойзадания именно сумму мощностей отключенных генераторов, поскольку замыкаются контакты измерительных ключей только тех генераторов, которыебудут отключены. Поскольку остальные контакты на входах сумматораразомкнуты, после решения задачисигнал на выходе сумматора 39 неуравновешивается и запоминать фактпереотключения нет необходимости,Таким образом, введение контактов измерительных ключей на входах сумматора39 позволяет получить устойчивый сигнал суммы отключенных генераторов наего выходе, обеспечивать обратнуюзагрузку только по факту переотключения генераторов и надежно отстроитьблок загрузки от переходных процессов в схеме устройства,ности (в исправной схеме при отсутствии задания оси равны нулю),В ждущем режиме до прихода задания ведется непрерывный самоконтрольустройства по отсутствию сигналов навыходах дифференциальных усилителейблока загрузки, Выход иэ строя любого решающего элемента схемы или отклонение его периметров от заданных,а также ложное срабатывание компаратора отключающего блока или измерительного ключа приведет к появлениюсигнала небаланса на выходе соответствующего дифференциального усилителя 36-38 и такой же величины сигналана выхоце сумматора 34. Действиеинтегратора в замкнутом контуре всвою очередь приведет к компенсацииэтого сигнала на выходе сумматора 34за счет появления сигналов противоположной полярности на выходах остальных дифференциальных усилителей(сумма этих сигналов также будетравна небалансу, возникшему из-занарушения в схеме), С помощью диодного селектора 44 выделяются группысигналов противоположной полярности,которые затем поступают на входы сумматора 45 самоконтроля, Причем отрицательные сигналы за счет использования инвертирующего входа сумматора 45 образуют на выходе последнегов сумме с положительными сигналамиудвоенный сигнал небаланса, вызванного неисправностью, благодаря чемучувствительность самоконтроля в двараза увеличивается, С приходом сигнала задания на ограничение мощности станции на сумматор самоконтролятакже поступают сигналы с выходовдифференциальных усилителей 36-38,однако в этом случае блок 4. контроля и сигнализации осуществляет контроль правильности решения по уровню сигнала на выходе сумматора 34 и нереагирует на сигнал сумматора самоконтроля, так как сигнал с входа сумматора 45 в этом случае заблокирован поступлением сигнала с выхода блоказадания аварийной разгрузки,Таким образом, введение в схему устройства селектора 44 и сумматора 45 позволяет надежно отстроить блокконтроля и сигнализации от ложных срабатываний, вдвое увеличивает чув" ствительность самоконтроля и расширяет охват элементов схемы самоконт1350750 10 Составитель К,ФотинаТехред М. Ходанич Редактор С,Пекарь Корректор Л,Пилипенко Заказ 5292/53Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,45 Производственно-полиграФическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 ролем, дает возможность раздельной регулировки каналов контроля решения и самоконтроля, обеспечивает чувствительность самоконтроля к постепенному отклонению параметров и коэффици 5 ентов схемы от заданных. Формула изобретенияУстройство аварийного ограничения мощности электростанции по авт.св. У 1149349, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, устройство дополнительно содержит замыкающие контакты измерительных ключей учета отключения генераторов, включенные на соответствующих входах сумматора блока загрузки,селектор положительных и отрицательных сигналов, входы которого подключены к выходам дифференциальных уси"лителей блока загрузки, а выходы -.соответственно к инвертирующим и неинвертирующим входам дополнительновведенного сумматора, выход которогосоединен с дополнительным входом блока контроля и сигнализации, причемдополнительный вход сблокирован свходом от блока задания аварийнойразгрузки станции для исключения инФормации на выходе сигнализации вслучае наличия на входе от блока задания аварийной разгрузки.