Устройство для автоматического регулирования водяной турбины
21е, 66;
Влас с щ
АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО HA ИЗОБРЕТЕНИЕ
ОПИСАНИЕ устройства для автоматического регулирования водяной турбины.
К авторскому свидетельству В, A. Богомолова, заявленному
28 ноября 1935 года (спр. о перв. №181151).
О выдаче авторс ого свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года. с
Предлагаемое устройство для автома. ( тического регулирования водяной турбины предназначается. для гидроэлектрических установок, работающих на основную часть графика нагрузки (не являющихся пиковыми или воздушными станциями). Мощность подобных установок регулируется по притоку воды водоток а.
Регулирование мбщности производится при отсутствии регулятора скорости турбины с непосредственным воздействиеМ электрического сервомотора j на направляющий аппарат турбины, но предлагаемое устройство может работать также и при наличии регулятора скорости турбины, воздействуя на механизм перестановки скорости регулятора.
Существующие подобные системы регулирования мощности гидростанции по водотоку работают с известной степенью неравномерности регулйрования по отношению к уровню верхнего бьефа.
Особенностью предлагаемого устройства является то, что оно, работая в подпертой части верхнего бьефа, при нарушении равновесия расхода через турбину с притоком водотока приводит уровень верхнего бьефа к определенной постоянной отметке. Данная система регулирования является,изодромной" в отношении уровня, как изодромный регулятор скорости турбины в отношении числа оборотов агрегата.
Сохранение постоянного уровня верхнего бьефа, особенно для низконапорных установок, дает более равномерную работу гидростанции и повышает общую отдачу (к. п. д.) станции.
На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства.
На схеме обозначены: 1 — переменное сопротивление (реостат), связанное механически с поплавком верхнего бьефа, 2 — подвижная система двух контактов, помещенных на оси движка реостата 1; контакты враща ются на оси с некоторым трением; при повороте движка реостата под воздействием поплавка вправо или влево движок реостата замыкает правый или левый контакт; и ри обратном повороте движка реостата происходит переключение контактов; 3 — поплавок верхнего 6ьефа, поддерживающий постоянную отметку Н,; 4 — импульсное реле, производящее замыкание цепи регулирования на короткий промежуток времени (несколько секунд) через определенные промежутки времени (несколько мииут); 6 — чувствительное балансное реле напряжения; 6 и 7 — промежуточные реле; 8 — переменное сопротивление (реостат}, связанное механически с направляющим аппаратом турбины во время регулирующего импульса; в промежут- ках времени между регулирующими импульсами движок реостата под влиянием собственного веса занимает среднее иулевое положение; 9 — железный диск, жестко связанный помощью оси 11 с направляющим аппаратом турбины; 1О— катушка с железным сердечником, укрепленная на движке реостата 8; в момент регулирующего импульса катушка 10 фиксирует положение движка реостата на железном диске 9; 11 — ось, жестко связанная с направляющим аппаратом турбины; 12 — электрический. сервомотор, производящий непосредственное воздействие на направляющий аппарат турбины при отсутствии регулятора скорости турбинь (в зависимости от мощности сервомотора для его управления могут потребоваться промежуточные контакторы, не показанные на схеме); при наличии регулятора скорости турбины сервомотор 12 воздействует на механизм перестановки числа оборотов регулятора.
В состоянии равновесия расход через турбину равен притоку водотока, и уровень верхнего бьефа находится на заданной отметке Н,; при этом движок реостата 1 находится в среднем положении. Токи, проходящие через обмотки балансного реле 5, равны, и якорь реле 5 находится в среднем нейтраль ном положении. При очередном замыкании контактного импульсного реле 4 включение промежуточных реле 6 или 7 не происходит, и устройство в работу не включается.
При изменении притока водотока равновесие нарушается, и уровень верхнего бьефа начнет соответственно изменяться и передвигать движок реостата 1 из его среднего положения в ту или другую сторону. При своем передвижении движок реостата 1 замкнет один из контактов 2. При этом нарушается равенство токов в обмотках балансного реле 5, которое замкнет соответствующий из своих контактов.
При очередном замыкании-контакта импульсного реле 4 включается одно из промежуточных реле 6 и 7, которое, во-первых, включит сервомотор 12 на прямой или обратный ход для надлежащего изменения открытия направляющего аппарата турбины и, во-вторых, включит электромагнит 10, который, притянувшись к железному диску 9, фиксирует положение движка реостата 8 с направляющим аппаратом турбины.
Под воздействием сервомотора 12 направляющий аппарат турбины начнет соответственно изменять свое открытие и через ось 11 поворачивать железный диск 9, который через электромагнит 10 будет вращать движок реостата 8.
По достижейии движком реостата 8 одинакового положения с движком реостата 1 баланс токов в обмоткак балансного реле 5 восстанавливается, и промежуточные реле 6 и 7 выключаются, прекращая этим регулировку открытия турбины. При данно" площади подпертого верхнего бьефа и определенном промежутке времени между замыканиями контакта импульсного реле 4 определенному перемещению движка реостата 1 соответствует определенное приращение притока водотока.
Соответствующее приращение расхода через турбину, при одинаковом перемещении движка реостата 8, по предварительным соображениям принимается с коэфициентом 1,5 (вообще коэфициент принимается в пределах от 1 до 2).
В случае прекращения притока водо тока расход через турбину превысит несколько приток водотока; При этом начнется срабатывание объема водохранилища верхнего бьефа, движок реостата изменит направление своего движения и начнет двигаться в направлении к своему среднему положению.
При этом движок реостата переключит свои контакты 2, и при очередном последующем замыкании контакта импульсного реле 4, пока движок реостата не достигнет среднего своего положения, не может быть включено то же промежуточное реле, регулирующий импульс пропускается.
Благодаря лодобмому устройству воя- можность - перерегулирования устра-; няется;При дальнейшем срабатывании-верхнего бьефа уровень хостигнет задан-, ной отметки H„и начнет получать при- ращение обратного знака, но уже с уменьшенным приращением притока водотока.
При очередном замыкании контакта реле 4 включится второе промежуточ-, ное реле и будет дан обратный регу- I лирующий импульс. При этом прира- щение уровня и следовательно, прира- щение расхода через турбину будут меньше. В результате нескольких бы- строзатухающих колебаний расход тур- бины уравняется с притоком водотока, и уровень верхнего бьефа установится на заданной отметке Но .
На этом действие устройства закон- чится.
При данной схеме импульсное реле 4 работает непрерывно. Путем простого, ! устройства реле 4 может включаться в работу только при отклонении движка реостата 1 из среднего положения.
Точность действия системы может регулироваться настройкой импульс- . ного реле 4.
П р едмет изобретения.
1. Устройство для автоматического регулирования водяной турбины в зависимости от уровня верхнего бьефа, содержащее реле, возбуждаемое через посредство поплавкового контактного прибора и управляющее цепью реверсивного сервомотора направляющего аппарата турбины, отличающееся тем, что в цепи управления сервомотора 12 расположены, во-первых, контакты реле 4, служащего для периодического присоединения цепи к источнику тока на короткие промежутки времени, и, во-вторых, контакты диференциального реле 5, используемого в качестве указанного выше реверсирующего двигатель реле и имеющего обмотки, включенные в цепь питания через поплавковый реостат 1 и через реостат S обратной связи, перестанавливаемый направляющим аппаратом турбины во время регулирующего импульса, с целью возбуждения сервомотора периодическими регулирующими импульсами, пропорциональными приращению уровня верхнего бьефа от заданной отметки, и прекращения импульсов при изменении знака указанного приращения.
2. Форма выполнения устройства по и. l, отличающаяся тем, что в цепь управления включен электромагнит 10, служащий для сцепления во время регулирующего импульса подвижной части реостата 8 с диском 9, приводимым во вращение направляющим аппаратом турбины.
3. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что подвижная часть реостата 1 снабжена контактами для подготовки к замыканию цепи управления сервомора 12 на соответствующее на правление вращения последнего.
