Устройство для управления мощностью турбины

(51)4 Р 01 П 17 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гы(56) Авторское свидР 1110911, кл, Г 0 Р 1 В.Я. Черкес Брайнин етельство СССР 0 17/20, 1983. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИОЩНОСТЬИ ТУРБИНЫ(57) Изобретение позволяет расширитьФункциональные возможности управления мощностью турбины по командамдатчиков энергосистемной автоматикии повысить помехозащищенность. Дляуправления мощностью турбины выходной сигнал ограничителя 13 Формируется подачей на его входы сигнала заданной мощности от Формирователя 14и сигнала от выявителя 12 минимального сигнала, получающего инФормациюот датчиков ограничительных сигналов и от выявителя 11 максимального издвух сигналов - от вычитателя 10 иот блока 1 Формирователя аналоговыхсигналов и первого и второго блоков6 и 7 запоминания, связанных с переключателями 8 и 9, Блок 4 управленияполучает воздействия от датчиковэнергосистемной автоматики черезэлемент ИЛИ 3 и через иерархическийблок 2 элементов памяти и при своемсрабатывания воздействует на управляющие входы переключателей 8 и 9.Переключатель 5 пропускает толькоодин из сигналов датчиков энергосистемной автоматики на вход вычитателя 10, Иерархический блок 2 элементов памяти организует Формированиесигнала, управляющего мощностью турбины в соответствии с командами энергосистемной автоматики. Выходной сигнал блока 4 управления запрещает также прохождение импульсных помех через иерархический блок 2. 3 ил.1449668 Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано приуправлении турбинами по сигналамэнергосистемной автоматики,Цель изобретения - расширение5Функциональных возможностей при управлении мощностью турбины по командам датчиков энергЬсистемной автоматики и повышение помехозащищенности.10На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - схема иерархического блока элементов памяти; наФиг. 3 - схема блока управления,Устройство для управления мощностью турбины (фиг. 1) содержитблок 1 Формирователя аналоговых сигналов, иерархический блок 2 элементов памяти, к входам которого и кэлементу ИЛИ 3 подключены датчикиэнергосистемной автоматики (не показаны). Выходной сигнал элемента ИЛИ 3подключен к одному из входов блока 4управления, а остальные входы блока 4соединены с выходами иерархического 25блока 2 элементов памяти и пульта оперативного управления турбиной (не показан). Устройство содержит такжепервый переключатель 5, информацион"ные входы которого подключены к вы Оходам блока формирования аналоговыхсигналов, а управляющие входы - к выходам иерархического блока 2 элемен; тов памяти, первый 6 и второй 7 за-.поминания, управляющие входы которых35вместе.с управляющим входом второгопереключателя 8 подключены к выходамблока 4 управления.Выходы блоков 6 и 7 запоминаниясоединены с информационными входамитретьего переключателя 9, управляющий вход которого также подключен кблоку 4 управления. Выход переключателя 9 соединен с одним из информационных входов переключателя 8, надругой информационный вход которогоподключен сигнал, пропорциональныймаксимальной мощности, от блока 1.Выходы переключателя 5 и 8 подключены к входам вычитателя 10, выход которого подключен к одному из входоввыявителя 11 максимального сигнала,а на другой вход выявителя 11 подключен сигнала ат блока 1, пропорциональный нижнему уровню мощности регулировочного диапазона, Выход выявителя 11 максимального сигнала подключен к одному из входов выявителя 12 минимального сигнала, на остальные входы которого поступают сигналЫ от датчиков ограничительных сигналов (не показаны). Выход выявителя 12 минимального сигнала подключен на один из входов ограничителя 13, на другой вход которого подключен выход формирователя 14 заданной мощности. Выход ограничителя 13 подключен к информационным входам блоков 6 и 7 запоминания.Иерархический блок 2 элементов памяти (фиг. 2) содержит четыре логические схемы ИЛИ 15-18, элементы19-22 памяти, каждый из которых состоит из фильтра 23, инвертора 24, логической схемы И-НЕ 25 и триггера26 (фиг. 2, показана конструкция только одного из элементов памяти). При одновременном поступлении команд от датчиков энергосистемной автоматики приоритет имеет команда, стоящая на более высокой ступени иерархии, На самой высокой ступени находит ся команда, требующая наибольшую разгрузку, на более низких ступенях расположены команды в порядке. убывания величины разгрузки. Сигнал от соответствующего датчика энергосистемной автоматики в каждом элементе памяти подается на вход взведения триггера.Выход каждой схемы ИЛИ подключен к входу логической схемы И-НЕ и к входу установки триггера в исходное состояние, выхож которого подключен к соответствующему управляющему входу переключателя 5, а также к входам всех схем ИЛИ, выходы которых подключены к элементам памяти блока 2 для команд энергосистемной автоматики, находящихся на более низких ступенях иерархии.На входы всех четырех схем ИЛИ 15-18 также поступает от блока 4 управления сигнал установки всех триггеров в исходное состояние. Блок 4 управления (фиг, 3) содержит кипп-реле 27, логические схемы И-НЕ 28-30, а также инверторы 31-33.Команды с выходов иерархического блока 2 элементов памяти через логическую схему И-НЕ 28 и инвертор 31 поступают на управляющий вход блока 6 запоминания и на управляющий вход переключателя 9.Команды с выхода элемента ИЛИ 3 через кипп-реле 27 поступают на управляющий вход блока 7 запоминания и на один из входов логической схез 144мы И-НЕ 29, на другой вход которойпоступает команда от пульта оперативного управления. Выходной сигналлогической схемы И-НЕ 29 через инветор 32 подается на установку триггеров всех элементов памяти блока 2в исходное состояние,Входы логической схемы И-НЕ 30подключены к выходу инвертора 31 ивыходу кипп-реле 27, Выходной сигналлогической схемы И-НЕ 30 через инвертор 33 подается на управляющийвход переключателя 8,Устройство работает следующимобразом.При поступлении дискретных команд от датчиков энергосистемнойавтоматики, требующих аварийной рагрузки с максимальным быстродействием, необходимо .сформировать соответ"ствующий уровень ограничения, обеспечивающий разгрузку турбины и препятствующий увеличению мощности турбины.Величина ограничения определяется как разность между заданным сучетом действующих ограничений значением мощности в момент постчцтения сигнала от энергосистемной автоматики и величиной, на которую необходимо снизить мощность по заданиюэнергосистемной автоматики.На выход переключателя 5 можетпроходить только один из уровней припоступлении соответствующей командыот датчиков энергосистемной автоматики. После установки всех триггеровэлементов памяти блока 2 в исходноесостояние и отсутствии команд от датчиков энергосистемной автоматики ниодин из триггеров не взводится и навыходе переключателя 5 формируетсясигнал нулевого упровня.На выход переключателя 8 и черезвычитатель 10 и также выявитель 11максимального сигнала на вход выявителя 12 минимального сигнала проходитот блока 1 сигнал, пропорциональныймаксимальной мощности, что эквивалентно отсутствию требований по разгрузке турбины от энергосистемнойавтоматики.В случае поступления одной изкратковременных импульсных команд,требующих разгрузки турбины на определенную величину, например на 502номинальной мощности, кипп-реле 27блока 4 управления по переднему фронту сигнала от элемента ИЛИ 3 формиру 9 б 68 4ет кратковременный импульс, длительность которого меньше длительностикоманды от датчиков энергосистемнойавтоматики, на управляющий вход блока 7 запоминания, отслеживающего допоступления этого импульса выходнойсигнал ограничителя 13, фиксируя заданное с учетом действующих ограни О чений значение мощности турбины в момент поступления команды от датчика энергосистемной автоматики. Импульс кипп-реле 27 через логическуюсхему И-НЕ 29 и инвертор 32 подается на установку всех триггеров элементов памяти блока 2 в исходное состояние, а также через логическуюсхему 30 и инвертор 33 на переключатель 8, устанавливая его в положение,обеспечивающее подключение на входвычитателя 10 выходного сигналаблока 7 запоминания.На выходе вычитателя 10 формируется уровень ограничения, соответству ющий разности выходных сигналов блока 7 запоминания и переключателя 5.Учитывая то, что при наличии сигналаот кипп-реле 27 блока 4 управлениявсе триггеры блока 2 находятся в 30 исхОднОм состоянииу выходной сигнал фпереключателя 5 равен нулю, Выходнойсигнал вычитателя 10, равный выходному сигналу блока 7 запоминания,прошедшему через выявитель 11 максимального сигнала, при условии, что 35заданное с учетом действующих ограничителей значение мощности в моментпоступления команды выше нижней гра"ницы регулировочного диапазона, поступает на выявитель 12 минимальногосигнала. Если одновременно с командой от датчиков энергосистемной автоматики на выявитель 12 не изменилисьсигналы от датчиков ограничительныхсигналов, то выходной сигнал ограни"чителя 13 не изменится.Триггер элемента памяти блока 2,несмотря на поступление команды отдатчиков энергосистемной автоматики,взводится только по завершении импульсного сигнала с выхода кипп-реле 27 блока 4 управления, которыйустанавливает все триггеры в исходное состояние, и препятствует прохождению через логическую схему И-НЕ55элемента памяти сигнала на взведениетриггера.После взведения триггера элементапамяти, удерживающего все триггеры5 14496 нижесто.сщих по иерархии разгрузки элемЕнтов памяти в исходное состоянии, на один из входов вычитателя 10 поступает от блока 1 через переключатель 5 сигнал пропорциональный 507. разгрузке турбины. Блок 6 запоминания, ранее находившийся в режиме слежения по сигналу, Формируемому ;логической схемой 28 и ннвертором 31, 10 Фиксирует заданное с учетом ограничений значение мощности в момент взведения триггера, переключатель 9 устаналивается в положение, обеспе-, чивающее подключение через переключа тель 8 (удерживаемый в установившемся ранее при действии импульсного сиг. нала кипп-реле 27 положении сигналом, поступающим от триггера через логи,ческую схему И-НЕ, инвертор, логическую схему 30 и инвертор 33 блока 4 управления) на второй вход вычитателя 10 выходного сигнала блока 6 запоминания.Блок 7 запоминания переводится в 25 , режим слежения.На выходе вычитателя 10 формируетсяя уровень ограничения, равный раз. ности между сигналом блока 6 запоминания и сигналом блока 1, пропорцио О нальным 50 Х разгрузке турбины.Сформированный таким образом уровень ограничения поступает через выявитель 11, при условии, что .уровень ограничения выше уровня нижней гра 35 ницы регулировочного диапазона, на вход выявителя 12 минимального сигнала, на остальные входы которого подключены датчики ограничительных сигналов.4 ОЕсли, сигнал с выхода вычитателя 10 имеет менее высокий уровень, чем уровень нижней границы регулировочного диапазона, то последний поступает с выявителя 11 на вход выявителя 12,Выбранный минимальный уровень ограничения с выхода выявителя 12 поступает на вход ограничителя 13, на второй вход которого поступает сигнал с выхода Формирователя 14 задан" ной мощности. Если сигнал формирователя 14 не нревьппает уровня ограничения, поступающего с выхода выявителя 12 минимального сигнала, то он поступает на регулятор мощности в качестве уставки. Если сигнал формирователя 14 больше уровня ограничения, на регулятор мощности в качестве уставки поступает сигнал ограничения,68 6обеспечивающий разгрузку турбины смаксимальным быстродействием до уровня, определяемого данным сигналом.Снятие ограничений, установленныхпо командам от датчиков энергосистемной автоматики, осуществляется путемнажатия кнопки на пульте оперативного управления турбиной.При этом по сигналу, Формируемому логической схемой И-НЕ 29 и инвертором 32, все триггеры элемента памяти блока 2 устанавливаются в исходное состояние, на выходе переключателя 5 Формируется нулевой сигнал,на выход переключателя 8 и через вычитатель 10 и выявитель 11 на входвыявителя 12 проходит от блока 1 сигнал, пропорциональный максимальноймощности, что эквивалентно отсутствиюограничений. При одновременном поступлении кратковременных импульсныхсигналов от датчиков энергосистемнойавтоматики кипп-реле 27 блока 4 управления Формирует по переднему фронту первого из сигналов от элементаИЛИ 3 кратковременный импульс, который через логическую схему И-НЕ 29и инвертор 32 подается на установкувсех триггеров блока 2 в исходноесостояние, Одновременными считаютсяимпульсные команды, у которых заднийФронт первой команды перекрывает повремени передний фронт второй команды, а задний фронт второй командыперекрывает по времени передний Фронттретьей команды и т,д. По сигналуот кипп-реле 27 блока 4 блок 7 запоминания, отслеживавший значение выходного сигнала ограничителя 13,Фиксирует выходной сигнал в моментпоступления команды,Переключатель 8 устанавливаетсяв положении, обеспечивающем подклю"чение на вход вычитателя 10 выходного сигнала блока 7 запоминания. Выходной сигнал вычитателя 10, равный выходному сигналу блока 7 запоминания (выходной сигнал переклю" чателя 5 равен нулю), через выявитель 11, при условии, что заданное с учетом действующих ограничений значение мощности в момент поступления команды нише нижней границы регулировочного диапазона, поступает на выяви- тель 12 минимального сигнала.Выходной сигнал ограничителя .13 при этом не изменяется.1449668 50 По завершении импульса кипп-реле27 взводится триггер элемента памяти,на который поступает первая из команд, например на разгрузке турбинына 4 ОХ номинальной мощности. Одновре 5менно с взведением упомянутого триггера подтверждается удерживание всехтриггеров элементов нижестоящих поиерархии разгрузки элементов памятии запрещается прохождение команд наих взведение.Если передний фронт второй коман"ды отстает от переднего фронта первой команды по времени на .величину,превышающую длительность импульсакипп-реле 27, то процесс формирования сигнала ограничения на этом интервале ничем не отличается от описанного при поступлении только однойиз команд.В случае, когда вторая из команднаходится на более низком иерархичес -ком уровне, например разгрузка на ЗОХноминальной мощности,она не проходитна взведение триггера своего элемента памяти, так как взведение триггера элемента памяти команды разгрузкина 40 Х номинальной мощности препятствует прохождению команды разгрузкина ЗОХ номинальной мощности,При поступлении второй или третьей команды, находящейся на более высоком иерархическом уровне, напримерразгрузка на 50 Х номинальной мощнос 35ти, по ее переднему Аранту взводится триггер элемента памяти разгрузки на 50 Х номинальной мощности, всетриггеры нижестоящих элементов памяти устанавливаются в исходное состояние и уже никакие одновременно поступающие команды на разгрузку не реализуются,После взведения триггера элементапамяти, реализующего запоминание команды разгрузки на 50 Х номинальноймощности, переключатель 5 подключает на вход вычитателя 10 .сигнал отблока 1, пропорциональный 50 Х разгрузке, вместо сигнала, пропорционального 4 ОХ разгрузки, Если перед-ний Аронт второй или третьей и такдалее команды отстает от переднегофронта первой команды во времени навеличину, меньшую длительности им 55пульса кипп-реле 27, то по заверше"нии этого импульса сразу реализуетсянезависимо от очередности команда,требующая наибольшей разгрузки. 8В случае повторного поступления любой из команд от датчиков энерго- системной автоматики после снятия сигналов с входа элемента ИЛИ 3 вновь запускается кипп-реле 27 блока 4 управления, все триггеры элементов памяти блока 2 устанавливаются в исходное положение. Лалее процесс фор" мирования ограничения ничем не отличается от описанного при поступлении одной или нескольких одновременно поступающих команд. Повышение помехозащищенности в предлагаемом устройстве достигается не только за счет установки Аильтров на входах элементов памяти блока 2, но и в результате введения запрета на взведение триггеров элементов памяти на время действия импульсного сигнала, формируемого кипп-реле 27. Таким образом, любая помеха, длительность которой меньше дпительности импульса киппреле 27, не может взвести триггер любого из элементов памяти блока 2, а следовательно, не приведет к несанкционированному ограничению мощнос" ти турбины. Формула изобретенияУстройство для управления мощностью турбины, содержащее формирователь заданной мощности, подключенный к входу ограничителя вместе с выявителем минимального сигнала, соединенным своими входами с датчиками ограничительных сигналов, вычитатель, один из входов которого подключен к выходу первого переключателя, имеющего управляющие и информационные входы, последние из которых соеди. иены с выходами блока формирования аналоговых сигналов, а другой вход вычитания подключен к выходу второго переключателя, имеющего управляющие и инАорма:ионные входы, причем один из инАормационных входов соединен с выходом Аормирователя аналоговых сигналов, первый блок запоминания с управляющим и инАормационным входами, элемент ИЛИ, подключенный своими входами к датчикам энергосистемной автоматики, и пульт оперативного управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при управлении мощностью турбины по командам датчиков энергосистемной автоматики и повышения помехозащищенности, в9 1449668 оустройство введены второй блок запо- чен к информационному входу второгоМинания и третий переключатель, каж- переключателя, входы блока управлений из которых имеет информационные ния соединены с выходом элемента ИЛИ,И управляющие входы, иерархический с выходами иерархического блока элерлок элементов памяти, блок управле- ментов памяти и пульта оперативного5ия и выявитель максимального сигна- управления, а выходы подключены ка, причем иерархический блок элемен- управляющим входам обоих блоков заов памяти подключен своими входами поминания, второго и третьего передатчикам энергосистемной автомати О ключателей и иерархического блокаи, а выходами - к управляющим вхо- элементов памяти, один из входовам первого переключателя, инфарма- выявителя максимального сигнала подционыые входы первого и второго бло- ключен к выходу вычитателя, другойков запоминания подключены к выходу вход - к выходу формирователя аналоограничителя, а выходы этих блоков - 15 говых сигналов, а выход соединен ск информационным входам третьего пе- одним из входов выявителя минималь,реключателя, выход которого подклю- ного сигнала,1449668 Составитель А.КалашниковТехРед М,ходанич тор М. Бл ктор Г. Решетни Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная аказ 6942/32 Тираж 492ВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раушская наб., д. 4/5