Устройство для автоматического управления активной мощностью турбогенератора
Иллюстрации
Показать всеРеферат
О П И С А Н И Е ()961040
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик (6l) Дополнительное к авт . саид-ву Р 888324 (22) Заявлено 28.01.81 (21) 3242479/24 — 07 с присоединением заявки № (28) Приоритет (5l )M. Кл.
H 02 J 3/24
Н 02 P 9/04
Государственный комитет ло делам изобретений н OtKpblTllll
Опубликовано 23.09.82 Бюллетень № 35 с
Дата опубликования описания 23.09.82 (5З У Уд К 621.313. .322 — 81:621, .3 16.728 (088.8) (72) Авторы изобретения
Б . В. Катаев и В. И. Подшивалов
Сибирский научно — исследовательский институт энергетики и Научно — исследовательский институт комплектного электропривода (7l ) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
АКТИВНОЙ М0111НОСТЬЮ ТУРБОГЕНЕРАТОРА
Изобретение относится к средствам автоматического управления мощностью турбогенераторов в послеаварийных режимах путем быстрого уменьшения их мощности.
По основному авт. св. Р 888324 известно
5 устроиство для автоматического управления активной мощностью генератора, содержащее преобразователь активной мощности генератора, датчик скольжения генератора, датчик напряжения генератора, блок дифференцирования сколь о жения генератора, блок аварийной разгрузки турбины, блок фиксации аварии, блок памяти доаварийного значения электрической мощности,. блок памяти максимума электрической мощности в переходном процессе, блок — анализатор параметров переходного процесса, блок вычисления текущего значения мощности турбины, преобразователь уровня, два управляемых ключа, нуль — орган, электрогидравлический преобразователь турбины, блок сравнения мощности 2о генератора в доаварийном и послеаварийном режиме, блок снятия сигнала ограничения мощности турбины, датчик положения механизма управления турбиной. При этом выход датчика напряжения подключен к входу блока фиксации аварии, выход преобразователя активной мощности включен на вход блока аварийной разгрузки и на второй вход блока фиксации аварии. Выход датчика скольжения подключенко входам анализатора переходного процесса и блока дифференцирования и к второму входу блока аварийной разгрузки. Выход бло-: ка дифференцирования скольжения генератора подключен к треуьему входу блока аварийной разгрузки и к первому входу блока вычисления текущего значения мощности турбины. Выход блока фиксации аварии подключен к вторым входам блока вычисления текущего значения мощности турбины и анализатора переходного процесса и к первому входу блока памяти максимума электрической мощности, втброй вход которого подключен к выходу анализатора переходного процесса. Выход этого блока памяти подключен к входу преобразователя уровня, один выход которого через первый ключ подключен к входу электрогидравлического преобразователя. Управляющий вход первого ключа через нуль — орган подключен к выходу. 961040 блока вычисления текущего значения мощности турбины. К второму входу нуль — органа подключен через второй кл|оч второй выход преобразователя уровня, управляющий вход второго ключа подключен к выходу блока сравнения, 5 один вход которого подключен через блок памяти доаварийного значения мощности к второму выходу блока фиксации аварии, а второй— подключен к второму выходу преобразователя уровня, который подключен также вторым вы- 1О ходом к первому входу блока снятия сигнала ограничения, второй вход которого подключен к выходу датчика механизма управления турби. ной, а выход — к третьему входу блока фиксации аварии 111. !5
Недостатком данного устройства является то, что уставка ограничения мощности турбогенератора формируется только в том случае, когда в переходном процессе будет зафиксировано предельное значение мощности генератора по условию статической устойчивости. Однако последнее возможно далеко не всегда.
Зачастую нарушение статической устойчивости генератора в послеаварийных режимах происходит монотонно, по мере возрастания мощности турбины после импульсной разгрузки, выполняемой для обеспечения динамической устойчивосп, до величины, превышающей предел передаваемой мощности по условиям статической устойчивости. Возйикновение асинхронного хода З< вызывает форсированное управление со стороны блока аварийного регулирования. Таким образом, послеаварийные режимы, возникающие в результате аварийного изменения конфигурации сети или состава нагрузок, сопровождаемые нарушением статической устойчивости, являются тяжелым, и, разумеется, нежелательными ни для энергосистемы, ни для теплотехнической части паровой турбины.
Цель изобретения — повышения эффективности управления мощностью турбогенератора в послеаварийном режиме путем формирования сигнала ограничения по величине возмущения.
Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического управления активной мощностью турбогенератора снабжено блоком 45 памяти уровня мощности генератора в момент аварии, вход которого подключен к второму выходу блока фиксации аварии, блоком формирования сигнала ограничения по возмущению, входы которого подключены к выходам блоков памяти доаварийного значения электрической мощности и памяти уровня мощности ге-. нератора в момент аварии третьим и четвертым управляемыми ключами, входы которых подключены соответственно к выходам блоков 55 памяти мощности генератора в момент аварии и формирования сигнала ограничения по возмущению и блоком определения приоритета сигнала ограничения, вход которого подключен к выходу преобразователя уровня, а выход— к управляющим входам третьего и четвертого ключей.
На чертеже дана блок — схема устройства.
Устройство содержит преобразователь 1 активной мощности генератора, датчик 2 скольжения генератора, датчик 3 напряжения генератора, блок 4 дифференцирования скольжения генератора, блок 5 аварийной разгрузки турбины для обеспечения динамической устойчивости генератора, блок 6 фиксации аварии, блок 7 памяти уровня мощности генератора в момент аварии, блок 8 памяти доаварийного значения электрической мощности генератора, блок 9 памяти максимума электрической мощности в переходном процессе, блок 10 анализатор параметров переходного процесса, блок 11 вычисления текущего значения мощности турбины, блок 12 формирования сигнала ограничения по возмущению, преобразователь 13 уровня, блок 14 сравнения мощности генератора в доаварийном и послеаварийном режиме, блок 15 определения приоритета сигнала ограничения управляемые ключи 16 — 19, нуль — орган 20, электрогидравлический преобразователь 21 турбины, датчик 22 положения механизма управления турбиной, блок 23 снятия сигнала ограничения мощности турбины.
Устройство работает следующим образом.
В нормальном установившемся режиме сигнал с выхода блока 1, пропорциональный активной мощности генератора, поступает на входы блоков 5 и 6, где дифференцируется, и на вход блока 8, где запоминается. На вход блока
6 поступает также сигнал с выхода блока 3, пропорциональный напряжению на шинах генератора, который изменяет предел срабатывания блока 6 по сигналу производной от электрической мощности. На выходе блока 2 сигнал, пропорциональный скольжению генератора, в установившемся режиме равен нулю. На вход блока 21 сигналы не поступают.
В момент аварийного возмущения, связанного со ступенчатым уменьшением электромагнитной мощности генератора и изменением скольжения генератора, в блок 5 поступают сигналы, пропорциональные мощности генератора — из блока 1, скольжению — из блока
2 и производной от скольжения — из блока 4.
При этом в блоке 5 формируется управляющее воздействие в виде дозированных по амплитуде и длительности импульсов, поступающее на вход блока 21 и производящее форсированную разгрузку турбины. В момент аварийного воз:— мущения вида короткого замыкания, напряжение на шинах генератора уменьшается вместе с ним уменьшается сигнал с выхода блока 3, поступающего в блок 6 и увеличивающий там
5 . 9610 порог срабатывания схемы фиксации возмущения по производной от электрической мощности.
В этом случае блок 6 срабатывает, фиксируя аварийное возмущение, при достаточно тяжелом коротком замыкании. В момент возмущения 5 вида аварийного отключения линии передачи или нагрузки без предшествующего короткого замыкания напряжение на шинах генератора не уменьшается. При этом не уменьшается и сигнал с выхода блока 3, поступающий в блок 6. Пре-10 дел срабатывания блока 6 по производной от электрической мощности в этом случае мален . Итак, в момент двух выше описанных возмущений срабатывает блок 6, отключая входы блоков 7 и 8 от входа блока 1. В блоке 7 . 15 производится запоминание уровня мощности генератора в момент аварии, а в блоке 8 — уровня доаварийной мощности. Одновременно, блок
6 подключает сигнал, пропорциональный текущему значению электрической мощности, на 20 входы блоков 9, 10, 11.
На вход блока 10 поступает, кроме того, сигнал, пропорциональный скольжению, с выхода блока 2. В блоке 10 сигнал, пропорциональный мощности генератора, дифференцируется, и при 25 одновременном выполнении неравенств (0 . д5
dt — )О в блок 9 выдается команда "Запомнить" максимум электрической мощности. На вход блока 11 поступает, кроме того, сигнал с выхода блока 4, пропорциональный производной от скольжения. Сигнал с выхода блока 11, пропорциональный текущему значению мощности турбины, поступает на один из входов блока 20.
В момент аварийного возмущения, связанного со сбросом активной мощности, прежде все- 55 го формируется управляющий сигнал по возмущению ) который производит ограничение мощности турбогенератора на величину, пропорциональную сбросу мощности. При этом сигнал
Г с выхода блока 7, пропорциональный уровню 40 мощности генератора в момент аварийного возмущения, поступает на вход блока 12 и на вход ключа 18, через размыкающий контакт которого подается на второй вход блока 20.
В момент равенства поступающих на оба входа 45 сигналов блок 20 замыкает ключ 19.
В блоке 12 формируется сигнал В, пропорциональный уровню ограничения мощности турбины по возмущению, путем вычитания из выходного сигнала блока 8 сигнала блока 7.
Этот сигнал через размыкающий контакт ключа 17 и ключ 19 поступает на вход бйока 21, производя необходимое ограничение мощности турбины. Однако, если в переходном процессе все же будет зафиксирован максимум электромагнитной мощности генератора и будет сформирован сигнал Б управления по этому максимуму, то данный сигнал обладает приоритетом перед сигналом Г, сформированным по возму щению, а последний автоматически снимается со входа электрогидравлического преобразователя.
Итак, если в переходном процессе будет иметь место предельный до устойчивости режим, то в блоке 9 будет зафиксирован максимум электрической мощности генератора.
Этот сигнал поступает на вход блока 13, где он преобразуется с учетом нормативного коэффициента запаса по условиям статической устойчивости в сигнал А, пропорциональный послеаварийному значению электрической мощности и в сигнал Б, пропорциональный уровню ограничения мощности турбины. Сигнал А поступает на входы блоков 14, 16, 23. На. вход блока 14, кроме того, с выхода блока
8 поступает сигнал, пропорциональный" доаварийной мощности, где он сравнивается с сигналом А. В случае, если сигнал, пропорциональный доаварийной мощности, больше сигнала А, блок 14 подает команду на замыкание ключа
16, через контакт которого сигнал А поступает на один из входов ключа 18. При появлении на выходе блока 13 сигнала Б включается блок 15 определения приоритета сигналов ограничения, который подает команды на включение ключей 17 и 18. При этом ключем 17 снимается с входа блока 21 сигнал 8 и подается на вход блока 21 через замкнутый ключ
19 сигнал Б, производя ограничение мощное. ти турбины до заданного уровня. Ключ 18, перебрасывая свой контакт, снимает с входа блока 20 сигнал Г, а подает на этот вход сигнал А.
Сигнал с выхода блока 22, пропорциональный положению механизма управления турбиной, поступает в блок 23 вместе с сигналом
А, пропорциональным послеаварийному значению мощности генератора. После перевода механизма управления турбиной в новое положение, соответствующее послеаварийному значению мощности турбогенератора, блок 23 выдает сигнал в блок 6, снимающий сигнал ограничения с блока 21, и приводит всю схему устройства в исходное положение.
Повышение эффективности управления при использовании предлагаемого устройства обеспечивается за счет формирования сигнала ограничения мощности турбогенератора в момент фиксируемого аварийного возмущения путем измерений величины сброса электрической мощности генератора, вызванного изменением конфигурации сети или состава нагрузок. Ограничение мощности турбогенератора в послеаварийном режиме, пропорциональное величине возмущения, носит превентивный (предупредительный) характер и позволяет в большинстве случаев избежать нару961040 шения статической устойчивости турбогенератора.
Формула изобретения
Устройство для автоматического управления активной мощностью турбогенератора по авт. св. У 888324, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности управления мощностью турбогенератора в послеаварийном режиме путем формирования сигнала ограничения мощности по величине аварийного возмущения, оно снабжено блоком памяти уровня мощности генератора в момент аварии, вход которого подключен к второму выходу блока фиксации аварии, блоком формирования сигнала ограничения по возмущению, входы которого подключены к выходам блоков памяти доаварийного значения электрической мощности и памяти уровня мощности генератора в момент аварии, третьим и четвертым управляемыми ключами, входы которых подключены соответственно к выходам блоков памяти мощности генератора в момент аварии и формирования сигнала ограничения по возмущению, и блоком определения приоритета сиг1О нала ограничения, вход которого подключен к выходу преобразователя уровня, а выход— к управляющим входам третьего и четвертого ключей.
15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР Н 888324, кл. Н 02 Р 9/04, 17.)2,79.