Способ защиты гидрогенератора от превышения частоты вращения

 

Изобретение относится к электро технике, в частности к защите гидрогенераторов от иревьЩ1ения частоты вращения.. Цель изобретения - повьшение надежности за счет снижения продолжительности работы в тяжелых ре .жимах с повышенной частотой вращения., При превышении частотой вращения гидрогенератора заданной уставки на выходе реле частоты формируется сигнал, поступающий на вход элемента И 1. На выходе датчика ускорения вращения гидрогенератора с пороговым элементом 3 сигнал, поступающий на второй вход элемента И 1, формируется при возрастании частоты вращения гидрогенератора . На третий вход элемента И 1 подается сигнал с выхода датчика скорости движения направляющего аппарата ниже заданной уставки порогового элев мента 4. При неисправности устройств (Л автоматического регулирования частоты вращения на выходе датчика скорости движения направляющего аппарата появляется сигнал и на выходе элемента И 1 формируется сигнал действующий на закрытие направляющего аппарата, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (j9) (11) (51) 4 Н 02 EI 7/093

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К- АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3710647/24-07 (22) 11.03.84 (46) 15.11.86. Бюл. II - 42 (71) Ленинградское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.ЯаЖука (72) И.М.Ницберг и Л.Б. Рутковский (53) 621 316.925(088.8) (56) Барков Н.К. Автоматизация мощных гидротурбин. M. — Л.: Машиностроение, 1964, с. 206.

Авторское свидетельство СССР й- 904082, кл. Н 02 Н 7/093, 1982. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГИДРОГЕНЕРАТОРА

ОТ ПРЕВЫШЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите гидрогенераторов от превьппения частоты вращения.. Цель изобретения — повьппение надежности за счет снижения продолжительности работы в тяжелых ре,жимах с повьппенной частотой вращения., При превышении частотой вращения гидрогенератора заданной уставки на выходе реле частоты формируется сигнал, поступающий на вход элемента И 1. На выходе датчика ускорения вращения гидрогенератора с пороговым элементом

3 сигнал, поступающий на второй вход элемента И 1, формируется при возрастании частоты вращения гидрогенератора. На третий вход элемента И I подается сигнал с выхода датчика скорости движения направляющего аппарата ниже заданной уставки порогового элемента 4. При неисправности устройств автоматического регулирования частоты вращения на выходе датчика скорости

Пнииания напраалякщага аппарата ппян-(С ляется сигнал и на выходе элемента

И формируется сигнал действующий на закрытие направляющего аппарата.

2 ил.

1 12

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты гидрогенераторов от превышения частоты вращения.

Целью изобретения является повышение надежности работы гидрогенератора путем снижения продолжительности

его работы в тяжелых режимах с повышенной частотой вращения.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 вЂ,циаграммы изменения частоты вращения гидрогенератора при сбросах нагрузки в случае нормального действия устройств автоматического регулирования частоты вращения — кривые 1 и при неисправности этих устройств— кривые 2 и 3. На диаграммах приведены кривые изменения частоты вращения

f и ускорения вращения f гицрогенератора, положение m и скорость,. движения m направляющего аппарата гидротурбины).

Сущность способа состоит в следующем.

При сборе нагрузки в момент времени t, частота вращения гидрогенератора увеличивается, при этом вступает в работу -устройство автоматического регулирования и закрывают направляющий аппарат (кривые 1). Так как движение направляющего аппарата в сторону закрытия прекращается в момент времени t а частота врашания снижается ниже уставки f„, только в момент времени г., то используя для защиты способ контроля превышения частотой вращения заданного значения с одновременной проверкой скорости движения направляющего аппарата гидротурбины в сторону закрытия, можно ошибочно определить необходимость действия аварийным золотником или закрытия затвора перед спиральной камерой гидротурбины.

Для согласования действий устройств, реализующих известный способ защиты, с устройствами автоматического регулирования необходимо уставку превышения частоты увеличить и принять равной f . В этом случае частота вращения гидрогенератора в переходном режиме снижается ниже уставки

f,, q в момент времени tq, когда направляющий аппарат еще находится в движении и не достиг своего конечноо положения.

Из рассмотрения диаграммы изменения частоты и ускорения вращения гид70828 2 рогенератора, положения и скорости движения направляющего аппарата при отказе в работе устройств автоматического регулирования и принятой уставке f Äz устройства защиты (кривые 3) видно, что характер . переходного процесса изменения частоты вращения аналогичен переходному процессу при нормальной работе уст10 ройств регулирования (кривые 1) и ототличаются только количественно. Такое различие обусловлено,запаздыванием закрытия направляющего аппарата, движение которого в сторону закрытия

15 начинается за счет действия на аварийный золотник при превышении частотой вращения гидрогенератора заданного значения в момент времени t, Полное закрытие наплавляющего аппара20 та происходит в момент времени t» a частота вращения гидрогенератора становится ниже уставки в момент времени t, По данному способу защиты контро25 лируют частоту и знак ускорения вращения гидрогенератора, скорость движения на закрытие направляющего аппарата турбины, сравнивают частоту вращения гидрогенератора и скорость

ЗО движения направляющего аппарата с заданными значениями fy,, ш „, и действие на закрытие аварийным золотником направляющего аппарата или затвора перед спиральной камерой

35 гидротурбины начинают при частоте вращения, превышающей заданное значение, скорости движения направляющего аппарата ниже заданного значения и положительной величине ускорения движения гидрогенератора. Иопользуя предложенный способ, можно снизить уставку превышения частоты вращения гидрогенератора до величины f„, 1, при этом исключение ложных действий на аварийный золотник в промежутке времени — t (кривые

1) обеспечивается за счет отрицательной величины ускорения движе- ния гидрогенератора.

В аварийных ситуациях при отказе устройств регулирования применение более низкой уставки по превышению частоты вращения позволяет действовать на закрытие направляющего аппарата аварийным золотником или затвора перед спиральной камерой гидротурбины с меньшим запаздыванием в момент времени 1., (кривые 2). К

3 1270 моменту времени t направляющий аппарат будет полностью закрыт.

Переходный процесс будет характеризоваться в этом случае более низкими значениями превышения часто- 5 ты вращения и меньшей продолжительностью.

Устройство содержит логический элемент И 1, входы которого соединены с реле частоты 2, датчиком yc ope- tp ния вращения гидрогенератора с пороговым элементом на выходе 3 и датчиком скорости движения направляющего аппарата с пороговым элементом на выходе 4. . 15

Устройство работает следующим образом.

При превышении частотой вращения гидрогенератора заданной уставки на выходе реле частоты формируется сигнал, поступающий на вход элемента И 1. На выходе датчика ускорения вращения гидрогенератора с пороговым элементом 3 сигнал, поступающий на второй вход элемента И 1, Формирует- 25 ся при возрастании частоты вращения гидрогенератора. Уставка порогового элемента выбирается таким образом, что сигнал на выходе датчика появляется при положительном знаке ускорения вращения гидрогенератора. На третий вход элемента И 1 подается сигнал с выхода датчика скорости движения направляющего аппарата с пороговым элементом 4 при условии скорости движения направляющего аппарата ниже З5 заданной уставкой порогового элемента. При наличии сигналов на всех трех входах логического элемента И на его выходе формируется сигнал, действующий на закрытие аварийньп золотником направляющего аппарата или затвора перед спиральной камерой гидротурбины.

При аварийных сбросах нагрузки частота вращения гидрогенератора начинает возрастать и становится выше уставки реле частоты. Ускорение гидрогенератора имеет положительный знак. При нормальном действии устройств автоматического регулирования частоты вращения направляющий аппарат гидротурбины к этому моменту движется на закрытие со скоростью, превьппающей уставку порогового элемента датчика скорости движения направляющего аппарата. В этом случае сигналы на выходах датчика и соответственно ло828 4 гического элемента И i отсутствуют.

При неисправности устройств автоматического регулирования частоты вращения направляющий аппарат гидротурбины неподвижен, на выходе датчика скорости движения направляющего аппарата появляется сигнал. В этом случае на входах логического элемента И 1 одновременно существуют все три сигнала, и на его выходе формируется сигнал, действующий на закрытие аварийным золотником направляющего аппарата или затвора перед спиральной камерой гидротурбины.

Механические воздействия на гидрогенератор в результате повышения частоты его вращения могут быть охарактеризованы площадью, ограниченной кривой изменения частоты вращения и осью абсцисс. При этом динамические воздействия на гидрогенератор пропорциональны квадрату частоты вращения.

Из приведенных диаграмм изменения частоты вращения видно, что уменьшение уставки по частоте вращения значительно снижает амплитуду и продолжительность механических воздействий на вращающиеся части гидрогенератора, что повьппает -надежность его работы, удлиняет срок службы.

Ф о р м у л а изобретения

Способ защиты гидрогенератора от превышения частоты вращения путем контроля частоты вращения и скорости движения направляющего аппарата и формирование Bb|Yîäíoão сигнала путем прекращения подачи энергоносителя в гидротурбину с помощью аварийных устройств в случае, если частота вращения гидрогенератора и-:-евьппает заданную частоту вращения и скорость движения направляющего аппарата ниже заданной скорости, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы гидроагрегата путем снижения продолжительности его работы в режимах с повышенной частотой вращения, дополнительно контролируют знак ускорения вращения гидрогенератора и прекращают подачу энергоносителя в гидротурбину с помощью аварийных устройств s случае, если ускорение вращения гидрогенератора имеет положительный знак.

1270828

Составитель Т. Щеголькова

Техред В.Кадар

Редактор А. Гулько

Корректор N. Самборская

Заказ 6249/54

Тираж б12

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4