Регулятор-ограничитель мощности турбоагрегата

 

Регулятор-ограничитель мощности турбоагрегата может найти применение в противоаварийной автоматике электроэнергетических систем. Повышение эффективности и качества управления мощностью турбоагрегата достигается введением формирователя 10 воздействия на редукционно-охладительную установку (РОУ), в котором формируются управляющие импульсы, воздействукщие на регулирующие клапаны системы регулирования турбины и редукционный клапан РОУ энергоблока по местным режимным параметрам генератора , одновременно определяя допустимые значения уставок контролнруес ел г пик ьо со ел ел со

СОВХОЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1231559 А1

rSg 4 Н 02 J 3/24, Н 02 P 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3823643/24-07 (22) 13.12.84 (46) 15.05.86. Бюл. М - 18 (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (72) Б.В.Катаев, Ф.И.Макаревич и В.И.Подшивалов (53) 62 1.311.726(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 248041, кл. H 02 J 3/24,,1967.

Авторское свидетельство СССP

Р 532151, кл. Н 02 J 3/24, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N- 961040, кл. Н 02 J 3/24, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 983891, кл. Н О? J 3/24, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 955492, кл. Н 02 Р 9/04, 1974. (54) РЕГУЛЯТОР-ОГРАНИЧИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

ТУРБОАГРЕ ГАТА (57) Регулятор-ограничитель мощности турбоагрегата может найти применение в противоаварийной автоматике электроэнергетических систем. Повышение эффективности и качества управления мощностью турбоагрегата достигается введением формирователя 10 воздействия на редукционно-охладительную установку (РОУ), в котором формируются управляющие импульсы, воздействующие на регулирующие клапаны системы регулирования турбины и редукционный клапан РОУ энергоблока

62 по местным режимным параметрам гене- ж ратора, одновременно определяя допустимые значения уставок контролируе1231559 мых параметров из условий схемно — режимной ситуации в энергосистеме.

Узел задания уставок 6 осуществляет прием, обработку и ввод в устройство агрегатного уровня информации, получаемой на более высоком (станционном) уровне иерархии управления: 1) сигналов на задание уставок срабатывания аварийного регулятора турбины 3 и ограничителя мощности 4, вычисленных по условиям схемно-режимной ситуации в энергосистеме, 2) сигналов на разгрузку и ограничение мощности в аварийных ситуациях, не приводящих

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к противоаварийной автоматике электроэнергети— ческих систем.

Цель изобретения — повыщение эф- 5 фективности и качества управления мощностью турбоагрегата.

На фиг.i приведена блок-схема блочного регулятора-ограничителя мощ— ности (БРОМ); на фиг. 2 — блок-схема 10 узла задания уставок; на фиг.3— блок-схема формирователя воздействия на редукционно-охладительную установку (РОУ).

B БРОМ выходы датчика 1 скорости 15 вращения и датчика 2 активной мощности генератора подключены к первым и вторым входам аварийного регулятора

3 турбины и ограничителя 4 мощности а выход датчика 5 напряжения — к 20 третьему входу ограничителя 4 мощности. Входы первого и второго каналов узла 6 задания уставок подсоединены к выходам системы противоаварийной автоматики станции, первый и второй выходы первого канала — к третьему и четвертому входам аварийного регулятора турбины, первый и второй BbI ходы второго канала — к четвертому и пятому входам ограничителя мощнос- ЗО ти. Выходы аварийного регулятора 3 турбины и ограничителя 4 мощности подключены к соответствующим входам сумматора 7, выход которого соединен с электрогидравлическим преобразователем 8, воздействующим на систему

K заметному изменению местных параметров генератора, т,е. формированию управляющих воздействий на агрегатном уровне, но требующих разгрузки и ограничения мощности по условиям энергосистемы в целом. При этом каждый из двух каналов узла б задания уставок содержит мультивибратор, два счетчика импульсов, схему совпадения, реле времени, два дифференциатора, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, два логических ключа и управляемый двухпозиционный переключатель. 3 ил.

9 регулирования турбины, и с формирователем 10 принудительного воздействия на привод 11 клапана РОУ энергоблок а.

В каждом из двух каналов узла б задания уставок (фиг. 2) к выходу

11 1t

Счет системы противоаварийной автоматики (ПАА) станции подключен мультивибратор 12, выход которого через логические ключи 13 и 14 соединены с первыми входами первого 15 и второго i б счетчиков импульсов.

Второй вход первого счетчика 15 подключен к вьгходу "Сброс" системы ПАА станции, а его выход — к первому входу схемы 17 совпадения, первый выход которой соединен с входом первого логического ключа 13 и входом дифференциатора 18, второй выход— с входом; второго логического ключа

14 и входом реле 19 времени, третий— с вторым входом счетчика 16, а четвертый — с входом управляемого пере= ключателя 20. Выход реле 19 времени соединен с входом дифференциатора 21, выход которого подключен к второму входу блока 22 памяти, первый вход которого соединен с выходом первого дифференциатора 18, а третий — с выходом второго счетчика 16, к которому подключен второй вход схемы 17 совпадения. Выход блока 22 памяти соединен с входом цифроаналогового преобразователя 23, выход которого через управляемый двухпозиционный переключатель 20 подключен в первом канале

3 123 к третьему и четвертому входам аварийного регулятора 3 турбины, во втором канале — к четвертому и пятому входам ограничителя 4 мощности.

В формирователе воздействия на

РОУ (фиг. 3) компаратор 24 входом соединен с выходом сумматора 7, а его выход через дифференциатор 25 и инвертор 26 соединен с одновибратором

27, выход которого подключен к приводу 11 клапана РОУ.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы энерго15 системы датчиком 1 скорости вращения, датчиком 2 активной мощности и датчиком 5 напряжения генератора непрерывно производится контроль отклонения местных режимных параметров гене20 ратора от их значений в доаварийном режиме. Ненулевые значения отклонений режимных параметров генератора, имеющие место при флюктуационных и технологических изменениях нормального режима, поступая с выходов датчиков в аварийный регулятор 3 турбины и ограничитель 4 мощности, не приводят к формированию управляющих воздействий.

Одновременно на верхнем уровне (например, в централизованной системе противоаварийного управления матричного типа) получают информацию о до— пустимых (в случае возникновения аварийного возмущения. в данной схемно-режимной ситуации) изменениях пе- 35 ретоков активной мощности, которая поступает в двоичном коде на счетный вход каждого из двух каналов узла 6 задания уставок, в котором идентифицируется, запоминается, преобразу- 4О ется и в виде уставок допустимых изменений режимных параметров передается в аварийный регулятор 3 (с выхода канала 1) и ограничитель 4 мощности (с выхода канала «Н ).

При возникновении аварийного возмущения в энергорайоне в регуляторе

3 и ограничителе 4 происходит сравнение с учетом предшествующей загрузки генератора измеренной величины аварийного сброса активной мощности генератора с величиной уставки, которая характеризует диапазон допустимых сбросов активной мощности генератора в момент аварийного возмущения и при превышении которой в устройствах формируются в течение всего переходного процесса управляющие воз1559 4 действия, направленные на обеспечение устойчивости.

Сигналы, пропорциональные необходимым управляющим воздействиям, с выходов регулятора 3 и ограничителя 4 поступают в сумматор 7, в котором преобразуются в токовые сигналы, и через электрогидравлический преобразователь 8 воздействует на систему 9 автоматического регулирования турбины. Одновременно сигнал с выхода сумматора 7 подается на вход формирователя 10 воздействия на РОУ, который в момент появления управляющего воздействия на разгрузку формирует, если того требует ожидаемый уровень разгрузки, импульс заданной длительности, достаточный для надежной коммутации и самоблокировки пусковой аппаратуры привода 11 клапана РОУ и не зависящие от длительности управляющего сигнала, форсируя тем самым открытие клапана РОУ.

Возможны ситуации, когда необходимость разгрузки и ограничения мощности энергоблоков станции определяется по информации о схемно-режимной ситуации не данного энергорайона, а энергосистемы в целом. В этих случаях командные сигналы на разгрузку и ограничение мощности от системы ПАА станции поступают в узел 6 задания уставок, в котором дешифруются и преобразуются по уровню, после чего подаются в регулятор 3 и ограничитель

4 мощности. По факту поступления командного сигнала и в соответствии с его уровнем в регуляторе 3 и ограничителе 4 формируются управляющие сигнаты. Далее устройство работает аналогично.

Устройство осуществляет формирование управляющих воздействий на регулирующие клапаны системы регулирования турбины и редукционный клапан РОУ энергоблока по местным режимным параметрам генератора, одновременно определяя допустимые значения, уставок контролируемых параметров из условий схемно †режимн ситуации в энергосистеме.

Узел задания уставок осуществляет прием, обработку и ввод в устройство агрегатного уровня — БРОМ информации, получаемой на более высоком (станционном, системном) уровне иерархии управления:1) сигналов на задание уставок срабатывания аварийного регулятора турбины и ограничителя мощ1231559 ности, вычисляемых по условиям схемно-реж."мной ситуации в энергосистеме;

2) сигналов на разгрузку и ограниче— ние мощности в аварийных ситуациях, 5 не приводящих к заметному изменению местных параметров генератора, т.е. формированию управляющих воздействий на агрегатном уровне, но требующих разгрузки и ограничения мощности по условиям энергосистемы в целом.

Сигналы от системы более высокого уровня (например, системы ПАА станции) поступают в узел задания уставок в виде трех восьмиразрядных слоев в дво-1 ичном коде, причем первое слово носит служебный характер, второе слово содержит информацию о факте и уровне задания уставки, а третье — о факте и уровне сигнала на разгрузку (1 ка- 0 нал) и ограничение мощности (II канал) . Таким образом, при задании уставки третье слово представлено нулевым кодом.

Узел задания уставок работает сле-7 дующим образом.

В исходном состоянии на первом выходе схемы 15 совпадения установлен сигнал " 1", а на втором, третьем и четвертом выходах — сигналы "0".

При этом ключ 13 открыт, ключ 14 заперт, управляемый двухпозиционный переключатель 20 находится в состоянии Задание уставки", а второй счетчик 16 находится в произвольном со3S стоянии (не установлен в О ) .

При изменении схемно-режимной ситуации на вход мультивибратора 12 каждого из каналов поступает сигнал, соответствующий необходимой величине уставки аварийного регулятора 3 турбины (канал 1) и ограничителя 4 мощности (канал Я ), а на его выходе формируются прямоугольные импульсы с частотой сигнальной посылки. Импульсный сигнал через открытый ключ

13 проходит на вход первого счетчика 15. Подсчет трех импульсов перво-го слова вызывает на третьем выходе схемы l7 совпадения появление "1", в результате чего второй счетчик 16 устанавливается в "О". После подсчета восьми импульсов первого слова и одного импульса второго слова на первом выходе схемы 17 совпадения сигнал 1 заменяется сигналом О тт тт тт 55 вследствие чего отключается от входа счетчика 15 мультивибратор 12 и запускается первый дифференциатор 18, на выходе которого появляется пололлттельный импульс, устанавливающий в нулевое состояние блок 22 памяти.

Одновременно на втором выходе схемы

17 совпадения появляется сигнал "1", который, поступая на вход второго логического ключа 17 и вход реле 19 времени, открывает ключ 14 и запускает реле l9. В результате этого начкнается счет импульсной последовательности второго слова принимаемого сигнала во втором счетчике 16. Реле 19 времени, имея задержку на время счета, после окончания счета импульсов третьего слова сигнальной посылки выдает стробирующий сигнал, который, дифференцируясь во втором дифферен— циаторе 2 1, поступает на второй вход блока 22 памяти, разрешая запоминание информации в двоичном коде, по— ступающей на третий вход блока 22 памяти с выхода второго счетчика 16.

Количество импульсов во втором слове импульсной посылки определяет уровень уставкк, поступающей с вьгхода блока 22 памяти в цифроаналоговый преобразователь 23, в котором дискретный сигнал преобразуется в аналоговый, С выхода цифроаналогового преобразователя 23 аналоговык сигнал, пропо.рциональный вычисленной величине уставки„ через управляемый переключатель 20, находящийся в исходном состоянии "Задание уставки", поступает на вход задания уставки арифметического блока аварийного регулятора

3 турбины (1 канал) и блока формирования сигнала ограничения по возмущению ограничителя 4 мощности (И канал).

При использовании БРОМ в качестве исполнителя команд противоаварийной автоматики более высокого уровня ие— рархии на вход мультивибратора 12 приходит сигнал, в котором третье слово представлено в отличке от сигнала уставки ненулевым кодом. Подсчет импульсов и вспомогательные операции, выполняемые узлом задания уставок в этом случае, аналогичны описанному, отличаясь тем, что после подсчета во втором счетчике 16 ненулевых значений первых двух импульсов третьего слова (признак сигнала на разгрузку или ограничение) с четвертого выхода схемы 17 совпадения выдается команда на подготовку цепи прохождения сигнала на разгрузку (1 канал) или

1231559 ограничение мощности (Й канал), в результате чего управляемый двухпозиционный переключатель 20 устанавливается в положение "Сигнал разгрузки (ограничения) . После подсчета

II

5 импульсов трех слов сигнал, пропорциональный необходимой величине разгрузки или ограничения мощности, запоминается в блоке 22 памяти, преобразуется в аналоговый сигнал в преобразователе 23 и через управляемый переключатель 20, находящийся в состоянии "Сиг",àë разгрузки (ограничения)", поступает на соответствующие входы зрифметического блока аварийного регулятора 3 турбины (1 канал) и

5лока формирования сигнала ограничения по возмущению ограничителя 4 мощности (II канал).

Пришедший от IIAA после фиксации кода сигнальной посылки в блоке 22 памяти на второй вход счетчика 15 сигнал "Сброс" приводит схему 17 совпадения, а следовательно, и весь узел 25

6 задания уставок в исходное состояние.

Формирователь принудительного воздействия на РОУ в момент появления управляющего сигнала на разгрузку формирует (если этого требует ожидаемый уровень разгрузки) импульс за-. данной длительности, достаточной для надежной коммутации и самоблокировки пусковой аппаратуры привода клапана

РОУ.

Формирователь работает следующим образом. Управляющий сигнал сравнивается на входе компаратора 24 с заданным напряжением U,, уровень которого определяется для каждого энергоблока на основании совместного анализа импульсных характеристик и зависимости величины заброса давления острого пара от глубины импульсной разгрузки.

Если управляемый сигнал превышает заданное значение, на выходе компаратора 24 проявляется прямоугольный импульсный сигнал, длительность которогс определяется длительностью вход50 ного сигнала. Затем этот сигнал дифференцируется в дифференциаторе 25, инвертируется в инверторе 26 и пода— ется в одновибратор 27, обеспечивающий заданную длительность импульсного сигнала, который и подается на комму55 тацию пусковойаппаратуры привода 11 клапана РОУ, обеспечивая его форсированное открытиепо фактуаварийной разгрузки турбоагрегатг. в зависимости от величины управляющего воздействия.

Формула изобретения

Регулятор-ограничитель мощности турбоагрегата, содержащий электрогидравлический преобразователь системы регулирования турбины, вход которого через сумматор соединен с выходами аварийного регулятора турбины и ограничителя мощности, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности и качества управления мощностью, он снабжен формирователем воздействия на редукционноохладительную установку, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход — с приводом клапана редукционно-охладитепьной установки и узлом задания уставок, имеющим входы, связанные с устройствами противоаварийного управления более высокого иерархического уровня, и два канала, выходы одного из которых соединены с двумя соответствующими входами аварийного регулятора, выполненного с возможностью формирования управляющих сигналов в зависимости от отклонений I скорости вращения и активной мощности турбогенератора от задаваемых уставoK и от величины задаваемой разгрузки, а выходы другого канала соединены с соответствующими входами ограничителя мощности, имеющего дополнительно входы от датчика напряжения и датчика скорости турбогенератора и выполненного с возможностью формирования управляющих сигналов в зависимости от отклонения активной мощности, напряжения и скорости вращения генератора от задаваемых уставок и в зависимости от задаваемой величины ограничения мощности, каждый из двух каналов узла задания уставок содержит мультивибратор, на входе два счетчика импульсов, схему совпадения, реле времени, два дифференциатора, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, два логических ключа и управляемый двухпозиционный переключатель, причем выход мультивибратора через логические ключи соединен с первыми-входами первого и второго счетчиков импульсов, выход первого счетчика подключен к первому входу схемы совпадения. первый выход кото1231559 е

Рармиро8атель принудительна,го доздейстаия на РОМ приИЛ0ИЗ сумма ря -дс(и ля pf0Qf

25 2б

@@@ м1

Составитель В. Герих

Техред Г.Гербер Корректор А.Тяско

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 2658/55 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рой соединен с входом первого логического ключа и входом первого дифференциатора, второй выход — с входом второго логического ключа и входом реле времени, третий — с вторым входом второго счетчика импульсов, а четвертый — с входом управляемого двухпозиционного переключателя, выход реле времени через второй дифференциатор соединен с вторым входом блока памяти, первый вход которого подключен к выходу первого дифференциа.тора,, а третий — к выходу второго счетчика импульсов, к которому под5 ключен и второй вход схемы совпадения, выход блока памяти соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен через

10 управляемый двухпозиционный переключатель с выходом канала.