Устройство (оператор) для автоматического управления агрегатами гидроэлектростанции

(гг 1 РДВЛГ 11 лс ДГ 1;=Г,1 тД,Г 1 Ц гЦРтОДАРО" ГАЦЦ 1 аявлеио 24 февраля 1958 г. эа М 6225/448725 в Министерство электростанци Предметом Зобретения является устройство (оператор) для автоматического угравления аг 1 тегятями гидъоэлектростанции, состоящее ИЗ КОП ЯК РНЫХ ПОЛОС, ПОД)ИЖНгЭГ)0 1)оонта(ТЯ Лиф(1 Е) Ь 1 ЯЛИ Днапора,и мощности ГЗС.Оплсываемо( устгойство более соверценпо, по сравнению с известныаи, и создает новьй пролзв 0,.1 ств)е-.Иь 1 й эффект, особенно на автоматы. зировянпых ногоа.1 егатпых гд)оэлсктростяНцях, так как обеспечиВяет Воз.Окность пуска Опт 11 мальО 0 числя ЯГреГятов ри имеющихся мо 1 цпости и напоре ГЭС.Зта ВОЗ)0 К 510 С Ь ЛЭС Игас Ся ".ЬП 0 ЛГЕПИЕ КОНТЯКТНЫХ ПОЛОС рабочего пОлЯ НОедлЯГЯемого ст;Ойсгва ПО осВ 1,е еа 1 акте 1 истик гм 01 цнОсти ГЭС по 11 ЯН 01 у) Я такке сообц.ения пОд 1 Нкн)0:у контакту, упраВ- ляю 1 сму подкл 101 ен:ымгл к контакти 1:510.ося ) .10 Г 10 лнптсльным)11 реле ПУСКЯ и ОСТЯНОВКИ ЯГРЕГЯТОВ, ПЕСМСПСННЯ ОГ ДиффЕПСНЦИЯЛ)Я В ЗЯВИОИ) )-ьМОСтгя От (ЯПОРЯ И ХОШПОСТИ, 3Г)ОхЕ ТОГО, ДаЯ ЯВТОХЯтннсс 1(ОГО ССКЯ РСЗЕРВНЫХ аГРЕГЯтОВ ПИ аварийно)1 снижении частот 1 и,1)и Отк1 ОчсНн рабочих агрегаРОВ маГ- НИТНЫЕ УСЛИТЕЛИ ВХОЛ 1 О 0 1:.ЯСКЯДЯ СИЛОВОГО ОГЯНЯ, УПРЯВЛЯЮЦЕГО дВвиГяте.1 ем перомеце 11 и 5 ковмяндпОГО контяктя 1 В зависимости От мощнзст: ГЗ(",. Спэбкены ЛОГ 0, иНнелъны 1 и управляОЩ 11 си Оомотками.;,прявсяОп) ле Об 1 Отки 110 лключены к в 1 Втоят 1 ческим регулятор.м яг 1 егаОВ такНм оорязом, что при несоответствии мекЦу моп 1 ностью ГЗСставкой Оегулятсоа В 1)их п 1 оекаст КО 11:енс 11 руюц(ий постоя. ный тск, сООтветству 10 гций по пя 1.1 явленк 10 току, Везникяющюу при росте нагрузки ГЭС В управля 1 ощих обмотках, подключенных к измери- Ч ЕГП;НОВОМУ ЭЛЕ.)ЕНТУ ЛОП 1 ОСТИ.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - кинематическая,на с,",иг. 3 - гр)лнцслпиальная схема измерительного)Оэлемента; на фиг. )1 - принципиальная схема силовои части.99359 - 2 -Устройство имеет рабочее поле 1 (фиг. 2) с вертикальной и горизонтальной шкалами. Вертикальная шкала 2 отграду 1 лрована по напору Ома горизонтальная шкала 8 - по мощности Р, На рабочем поле 1 раз. мешены контактные полосы 4, представляющие собоХл характеристики уст 1 р 01 лствФ. Зт 1 л хярактсристики являются кривыми зависямостИ .;Ощпоспи, при копорой следует пускать или .останавливать очередной агрегЯт, От ь Я пор Я. Число пОлОс Вь 1 бир Ястся р 1 я Иным у 1 двОГн 110 му еоличе ству агрегатов ГЭС, поскольку каждый агрегат иест полосу П пуска и полосу О оспановки.Расстояние между полосям 1 л пуска и остановки каждого агрегата выбирается для чястото-регулирующих гидроэлектростанций с учетом вращающегося резерва мощности, необходимого для регулирования частоты в систе 1 е. Для ГЗС, работаюц 11 лх по графику и нерег 1 улирующих частоту, расстояние ме 1 жду полосами выбирается с так 1 лм рясетом, чтооы была исключена возможность пуска илвл осгановки агрегатов пти случайных небос 1 ьц 1 я 1 х колебалиях цагрузки.контяктны Полосам каждого агрепятя подкл 1 очеНО двухпозицио 11. ное реле, имеюшее две обмотки. Одна обмотка присоединяется к полоое П пуска, вторая к полосе О остапОвки (фиг. 1). В зависимости от положения реле посылает через свои контяктьнимпульсы на пуск или остановку топо агрегата, к полосам которого оно подключено.Для управления этими реле прп изменении мощности или напора ГЭС по рабочему полю перемещается командный коитакт 5 (фиг. 2), ьоторый при Ооприкосновении с коптактными полосами 4 замыкает электрическую цепь и заставляет сработать соответствующее реле. При этом реле посылает импульс ня пуск или остановку очередного агрегата,Перемещение косандного контакта может осуществляться независимо в двух направлениях: горизонтальнам - при изменении мощности ГЭС и вертикальном - при измеИенли напора.Для перемещения командцого контакта устройство имеет два самостоятельных приводя, управляем.1 х при помощи следящих систем по мощности и нагору, Так 111 м,образом, положенле ко.1 андного контакта указывает одновременно суммарную мощность станции и напор.Привод для передвижения командного ионтактя 5 в зависимости от папора выполнен в виде дифференц 11 яльного сельсиня 6, подкл 10 ченного 1 непосредстве 1:ио и сельсиням-датчпяи 7 (фиг, 2), сгязанц 1 ьэ с поплавковыми устройствами 8, измеряющими горизонты верхнего и ии 1 кнего оьефов станции.Сельсин 6 через редуктор 9, механический вал 10,и копичс;кие шсстерн 1 л 1 приводит во вращение червячные випты 12 и 18, один из которых имеет правую резьбу. а другой - левскую.При вращепил ви 1 лты 12 и И заставляют перемещаться гайки 14 и 15, которые одновременно являются подшипниками червячного винта 16, несущего гя 1 лиу 17, на котороц укреплен командный контакт 5. Один конец винта 16 связан цепной передачей (на фиг, 2 не показана) с редуктором 18, вал 19 котороо жестко связан с электродвигателем Л постоянного тока с двумя обмОтками возбуждвния 21 и 22 для реверсивной работы, и перемещает коъЯндныи контакт 5 в завио 1 лмости от нагрузки ГЗС,Двигатель 20 упоавляется через исп 1 олнительный силовой орган 23 (фиг, 4) измерИтелы 1 ым элементом 24 (фиг, 3), опредсляющим соответствие положения .комаНдного КОтакта 5 суммарной ь 10 щности ГЗС.Измерительный элемент 24 (флг. 3), с целью доспижения высокой точности иэмерения суммарной мощности ГЭС и упрощения схемы измерения, выполнен на компенсационном принципе с астатической компенсацией, Он состоит из фазочувсГвительного устройства 25, эталонных сопротивленИй 2 б, промеГжуточных трансформаторов тока 27 Ги индукционного преобразоватсля 28 или преобразователя угла поворота в пропорциональную э,д.с, переменного тока любого другого типа.Индукционный преобразователь 28 связан через шестеренчатую передачу 29 (фиг. 2) с,командным контапом 5 л двигателем 20, Таким образом, опреде анночку положенио команднОго контакта соответствует определенное положение индукционного преобоазователя 28,Трансформаторы тока 27, подкл 1 очечные к эталонньз сонрстнвгениям 2 б (ф 1 лг. 3), предпазначечы;ля измерения суммарной нагрузки ГЭС; все эталонные сопротивления 2 б включены последовательно,В схему фазочувствительного устройства 25 входит трансформатор 30, Вторичная обмотка которого разделена на две секции, подключенные через,двухполуперИодные выпрямители 31 к соответствующим управляющим обмоткам лсполнлтельного силового органа 23.Первичная обмотка трапсфорГматора 30 с 11 азочувстзительнопо устройства 25 питается через трансформатор напряжетИя 32 от шин ГЭС, К среднему выводу трансформатора 30 и к средней точке между выпрямителями 31 подается напрякение, пропорциональное разности между величиной суммарного падения папряженГия на эталонных сопротивлениях 2 б и величинОЙ э.д.с, па выходе индукцлонного П 1 жобразователя 28,Для того, чтобы иэмерлтс;ыыл эгГсент 24 мог реагировать только на активную наорузку ГЭС, и индукционному преобразователю 28 и к первличноГл обмотке фазочувствительного устройства 25 подводятся на. Гряжюн)и 51, которые сОВГа 1 ают по фазе с актиВнОЙ составляющеЙ Пока нагрузки ГЭС.Это предопределяет то, ТО при заданной велНч 55 е напряжения на шинах ГЭС и данного зНачения активной составляющей тока сухмарной нагоу;ки эГГект 1)останцГги и напора резусьтируюцГий ток на выходе измерительного элемента 24 будет равен нулю при определенном положении Индукционного преобразователя 28 и командного контакта 5.При наличии реактивной нагрузки гидростанции индукционный преобразователь 28 сможс" скомпенс 5 рсВать то;,ько падение напояжениГя на эталонных сопротивлениях 26 от активной составляющей тока нагрузки, и к фазочувствите Гьному устройству 25 будет подведено напряжение, пропорцпоналвГОс реактво составляюшей тока нагрузки. Однако этГО напряжение будет сдал 1 уго на 90 относительно апряжения, псдведенного;и ГервтнГО обмотГе трансформатора 30 фазочувствительного устройства, и оавс.СТВО тгков на выходе изхерлтелного элемента 24 не будет нарчГпспо.С целью устранения погрешности измерительного элемента, вызываемой колебаниями ГапГяжснпя сети, при которых нарушается соотношенИе между величиной активноп составляющей тока нагрузкГИ ГЭС и величиной активной мощности, индукционный преобразователь 28 подключен и трансформатору напряжения 32 через устройство 33, кох 1- пенсирующее эту погрешность.Для обеспечения точного соответствя положеГия коГмандного контакта 5 активной моп 1 ностл ГЭС компонсирую 1 цее устройстВо 33 должно поддерживать обратно гр Опорп лспальнуо зависимость вели Гины выходной э.д.с, от напряжения,на выходе, так как велич.лна активной составлГяющей тока при постоянной мощности изменяетГся обратно пропорпИГонально,напряяепио на ПГИ.ах ГЭС.При изменении напряжения па в.хсГдс Гна всл 5 чину Л 1.1 э.д.с. Па выходе компенсирующего устройства 33 должно изменяться на вели- ЧИГНУ11 ЖКомпенсирующее устройство 33 мОЕкет быть выполнено по схеме не- УРЯВНОВЕШЕННОГО МОСТЯ С НЕЛИНЕЙЕЫМИ СОГРОТИВЛЕНИЯМИ В ГЕЛИЧЯХ,Исполнительный силовой орган 23 угравления двигателем постоянного тока 20 в зависимости от нагоузкеи ГЭС состоит из входиого промежуточного каскада усиления (фиг. 4, образованного двумя магнитными усилителями 34 и 35 с положгительгной,обратной связью, сое 1 линенными по двухтактной схеме, выггрямителей 58, 59, сопротивления 60, 61 трансформатора питания 36 и выходного каскада.Выходной каскад собран на трех магнитгных усилителях 37, 38 и 39. Усилители 37 е 38, работяющие также по двухтактной схеме, питают обмотки возбу 1 кденеия 21 и 22 двигателя 20 через, выпрямители 40,и 41. Усилитель 39 питает якорь двигателя 20 через выпрямитель 42 и реостат 43, Питание магнитных усилителей 37, 38 и 39 осуществляется от трансформатора 44.При отсутствии управляющего тока в обмотках управления 34 1 и 35 магнитных усилителей 34 и 35 токи в обмотках возбуяления 21 и 22 двигателя 20 раВны ъ 1 етклу собой и резг 1 льтаты поля Возбуждее 1 ия,л 1 вигателя равно нулю. Двигатель 20 находится в состсянии покся.При наличии управляюнгегс тока в обмотках управления магнитных усилителей 34 и 35 результируОгесс поле возбуждения двеигателя пропорционально разности токов в обмотках возбуждения. Направление поля возбуждения меняется с измеыееие., направления управляющего тока.Для того, чтобы устройСтво могло обеспечить быстрый пуск агрегата при росте нагрузки в системе и не могло остановить агрегат прте кратковременных сбросах нагрузки, магнитный уаилитель 39 в цепи гякоря двгигателя снабжен обмоткой положительной обратной связи. Это сает форсирговку тсеаза якоря и увеличение скорости вращения двигателя 20 при перемеценеЕН кссЕандеого контакта В сторс: пуска очередного агрегата и снижает величину тока якоря и скорость вращения двигателя прг ПереецЕении ксвЯцдногс контакта в сторон Остановки очерелцого, агрегата.С целью обеспечения автоматического пуска резервных агрегатов пх 1 ЯвариЙеОм ОтклОчееФии рабОчих ЯГ 1 егатсз, при ЯВЯ 1)иЙног сн 1 епкении частоты в системе, а тякжс при измееСции усявки регулятора мощности, магнитные усилители Входного каскада сн:.бжены, кссве управляО- щих обОТО 45 и 46 (фиг, 31, полк 10 ГеНь 1 х к изерител.101 у элементу 24, сше двумя дополце 1 тел нь 1 ми обмотками 47 Ги 48.К обмотке 47 через контакты рслс защиты 49, 50, 51 и 52, действующих при авеиегнезгх ОстанОВкЯх ЯГрсГатов, и баластные сопрстивления 53, 54, 55 и 56, подключается источник псстояцц 1 опо тока, компенсирующий ток в управляюпих сбмотах, подсоединенных к (измерительному органу, возникаюций в результате пс;учасцегсся при аварийном отключени агрегатов несоответствия межлу мощностью ГЭС и положением командного контакта.Обмотка 48 полкгючается к автоматическому регулятору частоты ии мощцостЕе (ЛРЧ или ЛРМ) ГЭС.ВВЛР 1 чннЯ упраВляющеГео тОКЯ В зтсй сб.1 сткс Определяется ВеличиНОЙ ИМПУЛЬСЯ ОТ ЯВТОМЯТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТСРЯ, Я ПРИ ЦРОПОРЦКОЕЯЛЬНОМ регуляторе непрерывного действия вел,.Пипой отклонеЕия регулируемоГо паря.етра от его нормального зця к;:.ип. Этот тг:к заставляет персме 1 цаться ко 11 ядць 1 й контакт оператора как н гри огклонении частоты в сисгеме От цормяльнОГО зняения, тяк и еессстгетстВНИ ъ 1 ежду установкой регулятора мощности ГЭС.99359Предмет изобретения1. Устройство (оператор),для автаматического управления агрегатами пядроэлектростанции, состоящее из контактных полос, подвижного контакта, дифференциала и датчиков напора и,мощности ГЭС, отл пча ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения пуска оптимального числа агрегатов при данной мощности,и напоре ГЭС, контактные полосы пуска и остановки агрегатов выполнены по форуме характеристик мощности ГЭС по напору, а подвижный контакт, управляющий подключенными к,контактным полосам исполнительными реле пуска и остановки агрегатов, перемещаетоя дифференциалом по рабочему полю указанных полос в вертикальном направлении в зависимоспи от напора ГЭС и в горизонтальном направлении электродвигателем в зависимо. сти от мощности ГЭС.2, Устройство по п, 1, отл и ч а ю ще е ся тем, что, с целью осуществления автоматического пуска резервных агрегатов при аварийном снижении частоты или отключенни рабочих агрегатов, магнитные усилители входного каскада аилового органа, управляющего,двигателем перемещения командного контакта в зависимости от мощности ГЭС, овабжены лополнительными управляющими обмотками, подключенными к автоматическим регуляторам таким образом, чтобы при несоответлвии между,мощностью ГЭС с уставкой регулятора мощности в них протекал компенсирующий постоянный ток, соответствующий по направлению току, возникающему при ростенагрузии ГЭС в управляющих обмотках, подключенных к измерительному элементу мощности.