Система автоматического регулирования турбины

 

СИСТЕ1-1А АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИНЫ, содержащая датчики параметров турбины, подключенные через операционные преобразователи к многоканальному коммутато-; ру, соединенному с выходным вычислителем , и ишфратор управления режи- , MctMH, ВЫХОД которого подключен к управляюощм входам коммутатора, a вхоЛл - к выходам многоканального блока сравнения связанного своими входами с задатчиком уставок и с выхо- : дами операционных преобразователей, о т л и ч a ю лц a я с я тем,, что, с целью упрсяценйя реализаций систе,- ; мы, в нее введены дополнительный вычислитель и многорежимный интегратор/ выполненнь1й в виде межрежимншс и рабочих формирователей направлений. ; и формирователей скоростей интегрй- .рованйя, подключенных через дополни тельный коммутатор к входам реверсивного счетчика с выходным преобразователем кода, ВЫХОД которого является ВЫХОДОМ многорежймного интегратора и соедаНен с входом выходного вычислителя и с одним из входов многоканального блока сравнейия, подклйченного также к выходам датчиков параметров турбины, межрежимный формирователь скорости интегрирования выполнен в виде генератора импульсов высокой частоты, мёжрежимный и рабочий Фо1 мирователи направления интегрирования выполнены в виде двухпозиционных нуль-органов и соединены вхо: Дами соответственно с выходом выходного вычислителя и с выходом дополнительного вычислителе;, рабочий формирователь скорости интегрирования выполнен в виде выходного кодоупраВляемого делителя частоты и входного преобра.зователя параметра, в частоту, соединенного ВХОДОМ с выходом допол- 5 нительного1 вычислителя, входы которого подключены к выходгш многоканального коммутатора, кодовые входа 1 кодоуправляемого делителя частоты и управлякячие входы дополнительного коммутатора подсоединены к выходу ;шифратора управления режимами,.соединенного также с входами операцион-L ;ных преобразователей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧНИИХ

РЕСПУБЛИК уу) Г 01 0 17/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHO5hV СВИ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (, (21) 3423024/24-96 (22). 15.04.82 (46) 15.12.83. Бел. 9 46 (72) Н. И. Сементовский, Л. С. Брайнин, И:, Э. Рассказов и В. Н. Гущина (53) 621.165-546(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 578479, кл. 0 01 0,17/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР:

В 661122, кл. F, 01 -0 17/20, 1977. (54)(57) CHCTE!Q АВТОИАУИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ГУРБИНЫ, содержащая датчики параметров турбины, подключенные через операционные преобразователи к многоканальному коммутатору, соединенному с выходным вычислителем, и шифратор управления режи- .. мами, выход которого подклвчен к уп-равляющим входам коммутатора, а входы — к выходам многоканального блока сравнения, связанного своими sxo- дами с задатчиком уставок и с выхо дами опеРационных преобразователей, о т. л и ч а в .щ а я с я тем,. что, с цельв упрощения реализации систе-: мы, в нее введены дополнительный вы- . числитель и многорежимный интегратор, выполненный в виде межрежимных и рабочих формирователей направления, и формирователей скоростей интегрирования, подключенных через дополни»,,SU„„1060797 тельный коммутатор к входам реверсивного счетчика с выходным преобразователем кода, выход которого является выходом многорежимного интегратора и соединен с входом выходного вычислителя и с одним из входов мно» гоканального блока сравнения, подключенного также к выходам датчиков параметров турбины, межрежимный формирователь скорости интегрирования выполнен в виде генератора импульсов высокой частоты, межрежимный и рабочий формирователи направления интегрирования выполнены в виде двухпозиционных нуль-органов и соединены sxoдами соответственно с выходом выход ного вычислителя и с выходом допол- Е нительного вычислителя, рабочий формирователь скорости интегрирования выполнен в виде выходного кодоуправ ляемого делителя частоты и входного преобразователя параметра в частоту, соединенного входом с выходом допол- Я нительного вычислителя, входы которого подкличены к выходам многоканального коммутатора, .кодовые входы 1© кодоуправляемого делителя частоты и в) управляющие входы дополнительного коммутатора подсоединены к выходу шифратора управления режимами,.соединенного также с входами операцион ных преобразователей.

1060797

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в многорежимных системах управления паровыми турбинами.

Известны системы автоматического регулирования турбины, содержащие датчики параметров турбины, подключенные вместе с задатчиками уставок к блокам сравнения, выходы которых связаны с исполнительными органами (Ц .

Однако эти системы не обеспечивают достаточно высокого качества переходных процессов,.в том числе при переключениях режимов работы.

Наиболее близкой к предлагаемой является система автоматического регулирования турбины, содержащая датчики параметров турбины, подключенные через операционные преобразователи к многоканальному коммутатору,>0 соединенному с выходным вычислителем, и шифратор управления режимами, выход которого подключен к управляющим входам коммутатора, а входы— к выходам многоканального блока срав->5 нения, связанного своими входами с задатчиком уставок и с выходами операционных преобразователей (2) .

Недостаток известной системы - ее сложная реализация. 30

Цель изобретения — упрощение.реализации системы.

Поставленная цель достигается тем, что в систем автоматического регулирования турбины, содержащую 35 датчики параметров турбины, подключенные через операционные преобразователи к многоканальному коммутатору, соединенному с выходным вычислителем, и шифратор управления режима- 40 ми, выход которого подключен к управлянмцим входам коммутатора, а входы — к выходам многоканального блока сравнения, связанного своими входами с задатчиком уставок и с выходами oneq5 рационных преобразователей, введены дополнительный вычислитель и много режимный интегратор, выполненный в виде межрежимных и рабочих формирователей направления H формирователей 50 скоростей интегрирования, подключен ных через дополнительный коммутатор к входам реверсивного счетчика с выходным преобразователем кода, выход которого является выходом многорежимного интегратора и соединен с входом выходного вычислителя и с одним иэ входов многоканального блока сравнения, подключенного также к выходам датчиков параметров турбины, межрежимный формирователь скорости интег- 50 рирования выполнен в виде генератора импульсов высокой частоты, межрежимный и рабочий Формирователи направления интегрирования выполнены в виде двухпозиционных нуль-органов и со- 65 единены входами соответственно с выходом выходного вычислителя и с выходом дополнительного вычислителя, рабочий формирователь скорости интегрирования выполнен в виде выходного кодоуправляемого делителя частоты и входйого преобразователя параметра в частоту, соединенного входом с выходом дополнительного вычислителя, входы которого подключены к выходам многоканального коммутатора, кодовые входы кодоуправляемого делителя частоты и управляющие входы дополнительного коммутатора подсоединены к выходу шифратора управления режимами, соединенного также с входами операционных преобразователей.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой системы автоматического регулирования турбины, на фиг. 2 пример практического выполнения операционного преобразователя с программной частью, способной к режиму слежения эа сигналами соответствующих датчиков параметров турбины.

Система автоматического регулирования турбины (фиг.1) содержит группу датчиков 1 параметров турбины, группу операционных преобразователей 2 с выходными сигналами пропорциональных Ь Х1, ..., Ь Х,, 4 Хе, ...phX и дифференциальных

Х(в ° ° ° э d Xg ° ° ° э 3 Хе ° ° ° ° у dX составляющих сигнала регулирования, кодоуправляемый многоканальный коммутатор 3, выходной вычислитель 4, выполненный, например в виде сумматора, шифратор 5 управления режимами, многоканальный блок 6 сравнения, задатчик 7 уставок, дополнительный вычислитель 8, выполненный, наиример в виде сумматора, многорежимный интегратор 9.

Многорежимный интегратор 9 включает в себя межрежимный формирователь .

10 направления интегрирования, рабочий Формирователь 11 направлейия интегрирования, межрежимный формирователь 12 скорости интегрирования, рабочий формирователь 13 скорости интегрирования, выполненный в виде входного преобразователя 14 параметра в частоту и выходного кодоуправляемого делителя 15 частоты, дополнительный коммутатор 16, реверсивный счетчик 17 и выходной. преобразователь 18 кода, образующие дополнительный интегратор 19.

Шифратор 5 управления режимами имеет дополнительные выходы — первый

20, второй 21, третий 22.

Выходной вычислитель 4 имеет вход

23 интегральной составляющей и дополнительный выход 24.

Исполнительный орган 25 связан своим входом с основным выходом выходного вычислителя 4, а своими выхо1060797 ного сигнала. Величина этой частотц, больше необходимой для любого из режимов регулирования избранного параметра, Однако кодоуправляемый. делитель 15 частоты делит эту частоту до необходимой величины. Коэффициент деления кодоуправляемого делителя 15 частоты задается кодом с первого доБО

65 дами сдатчиками 26 положения сервомоторов и с датчйками 27 положения отсечных золотников.

Турбина 28 связана своими выхода.ми 29 с группой датчиков 1 парамет-, ров турбины.

На фиг. 2 показан один из каналов

30 операционного преобразования, который содержит весовые резисторы 31,,цифференцирующие элементы 32, выходы пропорциональных д Х», .... 4 Х». и. 10 дифференциальных,б Х», ° °, 3 Х со= ставляющих сигнала регулирования, - многовходовой сумматор 33, программную часть .34, состоящую иэ многоре-:. жимного интегратора 35, выполненного 35 аналогично интегратору 9, сумматора ,36 задатчика 37 параметра, источника 38 программного кода и напряжения. Программная. часть 34 имеет вход включения режима слежения, который. 20 является третьим выходом 22 шифратора 5 управления режимами (фиг. 1).

Операционный преобразователь имеет вход 39 измеренного параметра от од-. ной из групп датчиков параметров турбины.

Система автоматического регулирования турбины работает следующим образом.

По командам от шифратора 5 управления режимами коммутируются на вход выходного вычислителя 4 и на один из входов дополнительного вычислителя 8 необходимыедля данного режима сигналы.

Сигнал с второго дополнительного выхода 21 шифратора 5 управления режимами устанавливает коммутатор 16 многорезкимного интегратора 9 в режим пропускания на входы реверсивного счетчика 17 сигналов суммирования 40 или вычитания от рабочего формирова-. теля 11 направления интегрирования и .сигналов от рабочего формировате-, ля 13 скорости интегрирования. Пусть выходной сигнал дополнительного вы- 45 числителя 8, определяемый как раз ность между программной и измеренной величинами параметра регулирования, является положительным. В этом слу- чае рабочий формирователь 11 направ- 50 ления интегрирования, выполненный, например в виде нуль-органа, Формирует на своем, выходе сигнал суммирования, а входной преобразователь. 14 параметра в частоту, выполненный, например в виде преобразователя йапряжения в частоту, формирует частоту» пропорциональную величине своего входполнительного выхода 20 шифратора .э управления режимами. Код определяется режимом.

Таким образом, рабочий формирователь скорости интегрирования обеспечивает интегрирование выбранного сигнала рассогласования с необходимой для любого выбранного режима скоростью.

Выделение одного общего для всех режи-: мов интегратора позволяет осуществить . действительно многорежимную систему регулированйя, s которой переключение режимов или изменение коэффициентов передачи сигналов пропорциональной составляющей в выбранном режиме происходит без толчков турбины. Это осу- ществляется следующим образом. В момент переключения режимов меняется на входе выходного вычислителя 4 сигнал от кодоуправляемого многоканаль- ного коммутатора 3 и на основном выходе выходного вычислителя 4 возника- ет скачок сигнала. Дополнительный выход 24 повторяет среднюю составляющую основного выходного сигнала.

Скачок выходного сигнала выходного вычислителя 4 автоматически компен сируется многорежимным интегратором

9 за короткое для исполнительных органов время. Для автоматической компенсации скачка по команде с moporO дополнительного выхода 21 шифратора, .;5 управления режимами происходит переключение коммутатора 16 на пропус-, кание сигналов от межрежимного форькрователя 12 скорости интегрирования, выполненного, например в виде генератора высокой (1 ИГц) частоты, и от межрежимного формирователя 10 направления интегрирования, выполнен« ного в виде нуль-органа.

В соответствии с величиной сигнала с дополнительного выхода 24 выходного вычислителя 4 межрежимйий формирователь 10 скорости интегрирования формирует сигнал суммирования

1или вычитания. Реверсивный счетчик 17 с большой скоростью изменяет свое состояние в сторону суммирования или вычитания до тех пор, пока сигнал на дополнительном выходе 24 выходного вычислителя 4 не становится pas-:

Ным нулю. Это значит,, что система автоматического регулирования турбины приходит в состояние, соответствующее установившемуся режиму регулирования, и толчка турбины не происходит °

Через 0,1-0,01 с шифратор 5 управления режимами снимает сигнал на втором дополнительном выходе 21, и многорежимный интегратор- 9 переключается с режима компенсации в рабочий режим, начиная .отрабатывать сигналы рабочих Формирователей направления и скорости интегрирования.

Отключение не участвующих в выбранном режиме операцибнных преобразо-.

1060797

S вателей (кроме операционного преобразователя канала поддержания частоты сети) производится не коммутацией их выходных сигналов, а включением ре жима слежения программной части операционного преобразователя за сигнала мн датчика параметра, В режиме слежения выходные сигналы ь Х.и d X операционного преобразователя.сводятся к нулю следующим образом. На выходы 21 включения режима слежения (фиг. 2) поетупает сигнал; переводящий канал 30 операционного преобразования в режим слежения за ,измеренным параметром. Это происходит благодаря переключению программной 15 части 34 с режима отработки сигнала . задатчика 37 параметра в режим отработки нулевого выхода многовходового сумматора 33 через многорежимный интегратор 35, который в режиме сле- 20 жения пропускает на входы реверсивного счетчика 17 сигналы от межрежимных формирователей 12 скорости и 10 направления.

Подключение операционного преоб-. 25 разователя в канал регулирования производится снятием режима слежения, что обеспечивает при переключении режимов нулевой начальный сигнал пропорциональной составляющей íà 3() входе выходного вычислителя 4 и на выходе дополнительного вычислителя 3 (на рабочем входе многорежимного интегратора) . Поэтому мощность турбины после смены режимов остается неизменной, если не возникают возмущения по параметру, регулирование которого происходит относительно этого уровня мощности, пока внешняя система или оператор не изменяют програм- 4О много значения регулируемого параметра.

Кодоуправляеьый многоканальный коммутатор 3 предназначен для изменения коэффициента передачи пропорциональных и дифференциальных со- 45 ставляющих .сигналов рассогласования путем пропускания разных весовых значений этих сигналов, сформированных на разных выходах, например, ь Х, ьХ„, 3 X,„,..., d X< одного 50 и того же операционного преобразователя 30. Кроме того, кодоуправляемый многоканальный коммутатор 3 позволяет подавать на входы выходного вычислителя 4 и дополнительного вычислителя 8 сигналы от разных операционных преобразователей, то есть формировать пропорциональную и интегральную составляющие алгоритмов регулирования с использованием различных сочетаний сигналов рассогласований. Это позволяет осуществить регулирование в таких режимах работы турбины А3С, как комбинированный режим поддержания частоты и мощности, при котором агрегат быстро реагиру- ет на изменение частоты по сигналу пропорциональной составляющей по частоте и возвращается к заданной мощности по сигналу интегральной составляющей по мощности.

Таким образом, введение следящих режимов операционных преобразователей и введение многорежимного интегратора с его связями позволяет, упростить схему электронной части системы автоматического регулирования посредством замены. сложного, мгогоканального усилителя с цифровыми элементами изменения коэффициентов усиления в каждом из каналов на более простой .. ногоканальный кодоуправляемый электонный коммутатор, повысить качество работы системы автоматического ре- гулирования турбины путем обеспечения плавного (без существенных изменений.мощности) переключения режимов и последующего регулирования нового параметра или старого, но с другим коэффициентом передачи, а также повысить стабильность электронной. части системы автоматического регу» лирования посредством замены нескольких интеграторов на один, постоянно включенный в контур системы.

Преимущества предлагаемой систеьы автоматического регулирования турби- . ны поэволяйт обеспечить с повышенным качеством все необходимые для турбины атомной электростанции режимы ее работы в энергосистеме.

1060797

К

Xf фиа2

Составитель A. Калашников

Редактор С.. Лисина Техред М,Кузьма

ЮФ Заказ 9996/34 Тираж 535

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор H. Муска

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4