Устройство (оператор) для автоматического управления агрегатами гидроэлектростанции

Устройство (оператор) для автоматического управления агрегатами гидроэлектростанции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21с 64ьз 4®%Иф

""" атно ) Хvt) f)849

БМИМОТМА ио-Техническая

6пНОТеНа 24) НИИ ИГ)СС

7О P 110пов

УСТРОЙСТВО (О11ЕРЛТОР) г)ЛЯ АВТОМАТИЧЕСКИ;ОГО

>g>>))71>P ВДРК!)с g)-77 >",= r 4-1 I)T 7 „"ÄÄEP ООЗД РТРО >"ТДД Д Й

Заявлено 24 февраля )958 г. эа N> 6225/448225 в Министерство электростанции

Предметом изобретения является устройство (оператор) для автоматического управления агрегатами гидроэлектростанции, состоящее

ИЗ KOllT3 K ИНЫХ ПОЛОС, ПОД!>И>КНО!ло 1ЮНТЯХТЯ Д)Иф(17PPhII; BЛ, И Д напора,и мощности ГЗС.

Опслсывяемо(устоойство более совер)пен lî. По сряв7нению с извест>

НЫМИ, И СОЗдаат НОВЬ7й ПрОЛЗВО СТВЕ)-гНЬП ЭффЕКт, ОСОбЕННО На аВтОМатЫзирован ых многоагрегятпык(Г1!дроэлсктростя!Нциях, так как обеспеч!uR3ет Воз;jo?KHocTI 7! x ::j(3 оптll» 31ль! "01 О !Ис, 1", яГреГятов IlpH имеюlцихся мо1цности и напорс. ГЗС.

Зтя Возмоккнос! ь " Oс> и ЯP 7 я:ь7ПО Iн(17!не!1 конт3>KTHE>!(и!Олос рябОЧЕГО ПОЛЛ ПОЕдЛЯГЯЕ. >70. О;СгройСТБЯ ПО Cpolpj>ie ХаряКТЕрИСТИК МощнОсти ГЗС по 113 по)> >>> l тя:ы7(е сООбц - l:Hß пОд!1!И)кн01!у KoHT3KT), упраВ. >ЯЮ1. IСМУ j102K710 17>H !ЫЪ!)И К КОПТЯ КТН1! 7 BO. 1003ël IСГ10ЛНПТСЛЬНЫМ711 РЕЛЕ пъскя и Останов!(и 3Грсгятов, пере»с77!ения От дифферснциял>я В зявиои7 мостги 0! ПапоРЯ и мощности, З .

) )!ОХ!С ТОГО, ДГ7Я антОМЯТнчССКОГО ПУС:3 РСЗЕР7ЗНЫХ аГРЕГBTOB ПР7И авяр117в7!О.>! cHHH(EE> KIT частоты и ljI откл Очснин рабочих Bl pPI BT70jB маг1гитные усилители вхолно. о каскада силе!Вого органа, управляющего

ДВ ИГЯТЕ.!C М ПЕРОМЕ7ЦЕ7!<ИЯ КОМЯНД!1000 контЯКТа B ЗЯВИсиМОСтИ От МОЩн;ст:j ГЗС. спя!б>ке!ны дополнительными управг!яю!ц)71!ми обмотками.

;. 5p3jB isIEoII>ие Об»!Отки 1 0, IKяю !BHBI K clBTD !Ятн>!есKH4! )IBBjляторям

:- г)1с! 31ов так!Нм оорязом, что при 7!есоответств7ии меж)ду моп)ностью

ГЗС и .ставкой регулятора г 1>!и. Протекает ком7:.енс!Ируюц)ий посто я!!нь7й ток, OOOTBBTcTBylc по папрявле1п(ю току, всзни7кающему при росте H31)7ъзкн ГЗС в управля!ощих обмотках, подключенных к измери Iе. и:но!му элементу 1!ОП1пости.

На фиг, 1 предстявле!. а структурная схема устройства; на фиг.2— кинематическая,ня фиг. 3 — грлнцлпияльная схема >измерительного

> элемента; на фиг.:! — принципиальная схема силовои части. № 99359 — 2—

* 1

Устройство имеет рабочее поле 1 (фиг. 2) с вертикальной и горизонтальной шкалами. Вертикальная шкала 2 отграду лрована по напору

Ом,:а горизонтальная шкала 8 — по мощностьи P. На рабочем поле 1 размещены контактные полосы 4, представляющие собой характеристики усср ойствФ. Зти х ар актер исти ки являются Kp HB bl M H 3 а виси!м остги l 0 IL1поспи, при которой следует пускать или .останавливать очередной агрегат, от напора. Число пол ос выбирается раиным удвоенному количеству агрегатов ГЭС, поскольку каждый агрегат .и ест полосу П пуска и полосу О остановки.

Расстояние между п олосами пуска и остановки каждого агрегата выбирается для частото-регулирующих гидроэлектростанций с учетом вращающегося резерва мощности, необходимого для регулирования частоты в системе. Д,-„я ГЗС, работающих по графику и нерег1улируюtHx частоту, расстояние мегкду полосами выбирается с таким расчетом, чтооы была исключена возможность пуска или осгановки агрегатов при случайных небольших колебаниях нагрузки.

К кон тактньнл полосам каждого агрепата подключено гдвухпозиционное реле, имеющее две обмотки. Одна обмотка присоединяется к полоое П пуска, вторая к полосе О оста овин (фиг. 1). В зависимости от положения реле посылает через с801» контакты импульсы на пуск или остановку топо агрегата, к полосам которого оно подключено.

Для управления этими реле прп изменении мощности или напора

ГЭС по рабочему полю перемещается командный коитакт 5 (ф иг. 2), который прги ооприкоснояении с контактными полосами 4 замыкает электрическую цепь и заставляет сработать соответствующее реле.

При этом реле посылает импульс на пуск или остаповку очередного агрегата, Перемещение командного контакта может осуществляться независимо в двух направлениях: горизонтальном — при изменении мощности

ГЭС и вертикальном — при измептенли напора, Для перемещения команд. ого контакта устройство имеет два са мостоятельных при вода, управляе пех при помощи следящих систем по мощности и íàгору, Таким cCnaçом, положение кома ндного контакта указывает одновременно суммарную мощность с-.анции и .напор.

Привод для передвижения командного ионтакта 5 в зависимости от напора выполнен в виде диффегенциального сельсина 6, подключенного непосредственно к сельсинам-датчикам 7 (фиг, 2), сгя",àí;ым с поплавковыми устройствами 8, измеряющими горизонты верхнего и;нижнего оьефов станции.

Сельсин 6 через редуктор 9, механический вал 10,и копичс-кие шсстерни 11 приводит во вращение червячные випты 12 и 18, один из которых имеет правую резьбу. а другой — левую.

При вращепи л,винты 12 и И заставляют перемещатьс я гайки 14 и 15, которые одновременно являются по:.ппипн иками червячного винта 16, несущего гайиу 17, на которой укреплен командный контакт 5.

Один конец винта 16 связан цепной передачей (на фиг. 2 не показана) с редуктором 18, вал 19 которого жестко связан с электродвигателе м 0 постоянного тока с, двумя обмотками возбуждения 21 и 22 для реверсивной работы, и перемещает командныи контакт 5 в зав иаимости от нагрузки ГЗС.

Двигатель 20 упоавляется через исгполнительный силовой орган 23 (фиг. 4) измерительным элементом 24 (фиг. 3), определяющим соответств ие положения .кома чдного .,контакта 5 суммарной мощности ГЗС.

Измерительный элемент 24 (ф1лг. 3), с целью доспижения высокой точности измерения суммар ной мощностями ГЭС и упрощения схемы измерения, выполнен на компенсационном принципе с астатической комМ 99359 пенсацией. Он состоит из фазочувс1вительного устройства 25, эталонных сопротивл ен1ий 2б, промежуточ ных трансформаторов тока 27 1И индукционного преобразователя 28 или преобразователя угла поворота в пропорциональную э.д.с, переменного тока любого другого типа.

Индукционный преобразователь 28 сгзязан через шестерен ianio иередачу 29 (фиг. 2) с,командным контактом 5 л двигателем 20, Таким образом, определенному положени1о командного контакта cool BpTcTâóåò определенное положение индукционного преобразователя 28.

Тра нсформаторы тока 27, иодкл1оченные к этàлоннь1м =оирстивлениям 2б (фиг. 3), предпазначечы . ля измерения суммарной нагрузки

ГЭС; все эталонные сопротивления 26 включены последовательно.

В схему фазочувствительного устройства 25 входит трансформатор 80, |вторичная обмотка которого разделена .на две секции, подключенные через,двухполупер иодные выпрямители 8! к соответствующим управляющим обмотк ам 1лсполн 1лтельного силового органа 28.

Первичная обмотка трансформатора 80 с11азочувстзительнопо устройства 25 питается через трансформатор напряжения 82 от UIHH ГЭС.

К сред нему выводу трансформатора 30 и к средней точке между выпрямителями 81 подается напряже1л1ле, пропорциональное разности между величин ой суммарного падения напряжения на эталонных сопротивлениях 2б и величиной э.д.с. На вь1ходе индукцлонного преобразователя 28,,,Для того, чтобы изм ерлтсльиьил элс11ент 24 мог реагировать только на активную иагр узку ГЭС, и индукционному преобразователю 28 и к первично1л обм отке фазочувствительного устройства 25 подводятся напряжен ия, которые совпадают по фазе с активной составляющей тока нагрузки ГЭС.

3То предопредел яет To, ITo IlpH заданной вел|ичине няпряже1н ия HQ шинах ГЭС и данного з начения активной составляющей тока суммарНоН нагрузки электростанцигл и напора рсзуг1ьтируюи11ий ток на вых|оде измерительного элемента 24 будет равен нулю нри определенном положении индукционного преобразователя 28 и командного контакта 5.

П ри наличии реактивной нагрузки гидростанции индукционный преобразователь 28 схьоже 1 ко мпенсирсВять то;,lько падение няпрягжеHИ1я на эталонных сопротивлениях 26 от активной составляющей тока нагрузки, и к фазочувствительному устройству 25 будет подведено напряжение, пропорциональное реактив11ой составляющей тока нагрузки.

Однако это напря;кение будет сдвлнуто на 90 относительно 11апряжения, пс дведенного,к пернти1ой обмот1 " трансформатора 80 фазочувсте1ительног о устройства, и 1завс .1ство тгков íа выхОде измер:1: дьного элемента 24 не будет нарчи1сио.

С целью устранения погрешности измерительн ого элемента, вызываемой колебаниями нап11яжсн гя сети, прл которых нарушается сооТношpHIBp между величиной активиои составляющей тока нагрузки ГЭС и величиной активной мощности, индукционный преобразователь 28 подключен и трансформатору напряжения 82 через устройство 88, коьмпенсирующее эту погрешность.

Для обеспечения TQHIIОГО GoioTBPTcтвия положения коиандного контакта 5 активной мо1цност1л ГЭС компонсирую1цее устройст1зо 88 должно поддерживать обратно гр Онори.лсиал1.ную зависимость вели IHilbl выходной э.д.с. от н апряжения,на выходе, так как величина активной составляющей тока при постоян но11 мощности изменяется обратно пропорпионалыно 1напряжеии1о и:1 ши.1ах ГЭС.

При изменении напряжения иа выхс1дс на величину 4 П э.д.с. Iid выходе компенсирующего устройства 88 должно изменяться на величл ну, 1

1 Ж

М 99359

Компенсирующее устройство 88 !!ожет быть выполнено по cxQMe неуравновешенного моста с нелинеиными сопротивлениями в и ечах.

Исполнительный силовой орган 28 управления двигателем постоя нного тока 20 в зависимости оТ нагрузки ГЭС состоит из входи ого промежуточного каскада усилени

Выходной каскад с обран на трех магнит|ных усилителях 87, 88 и 89.

Усилите1и 87 и 88, работающие также по двухтактной схеме, питают обмотки возбу>кденгия 21 и 22 двигателя 20 через;выпрямители 40:и 41.

Усилитель 89 питает якорь двигателя 20 через выпрямитель 42 и реостат 48. Питание магнитных усилителей 87, 88 и 89 осуществляется от трансформатора 44.

При отсутствии управляющего тока в обмотках упра вления 84 !и 85 магнитных усилителей 84 и 85 токи в обмотках !!Озбуидения 21 и 22

rBHl aTe 1 !I 20 paBHbr !еж!д собой If рее(ультаты no;IH возоужден и я д!в!лгателя равно нулю. Двигатель 20 !!аходится в состсян ии покоя.

П(ри HaЛИЧИИ МПра В1r! IO!!Tel O TO! a i! ОбМОТКак ynpan !!err!I ных усилителей 84 и 85 результнру!Оц!Ое по1е возбуждения двигателя пропорционально разности токов в обмотках возбуждения. Направлен ие поля возбуждения меняется с изменение.а направления управляющего тока.

Для того, чтобы устройство могло обеспечить быстрый пуск агрегата при росте нагрузк!и в систе!!е и не могло остановить агрегат при кратковременных сбросах нагрузки, магнитный уаилитель 89 !в цепи якоря двигателя снабжен обмоткой положительной обратной связи.

ЭтО дает форс!лровку тока якоря li увеличение ско!рости вращения дв игателя 20 пр!! пере1!е!падении кси андного контакта в сторсиъ пуска очередного агрегата и снижает величину тока якоря и скорость вращения двигателя прд(перех!е!цениц ыo!irarrдн ого кон1 а "Ta в сторон Остановки очередного агрегата.

С целью обеспечения автоматичсско o пуска резервных агрегатов при аварийном отключении рабочи.; агрегатоз, при аварийном сн!!!женин

ЧаетОтЫ,В СИСТЕМЕ, а таКже ПРИ ИЗМЕНСПИИ "CTarn È РЕГУЛЯТОРа МОЩ НОсти, магнитнь!е усилители !входного каска la с!л!!бжены, кров!е управляющих обмоток 45 и 46 (ф!лг, 3), подкгпо !г!!Нь!х к измерительному элементу 24, еще двумя допо !н!!те1!.нь.ми обмотками 47,л 48.

К обмотке 47 через контакты реле защиты 49, 50, 51 и 52, действующих пpи авар!ийных оcT;lновка.;. агрсгато», и балаcTíûå clonðîòèâления 58, 54, 55 и 56, подключается лсточник постоянн!Опо тока, компенсирующий ТоК в управляюп!их сбмот!гах, подсоединенных к измерительному органу, возникающий в результате п о;!уча!О!цегося при аварийном отключении агрегатов пессотвстствия х!ежду мощностью

ГЭС и положением командного контакта.

Обмотка 48 подключается к автоматическому регулятору частоты ."! 1!л мощности (ЛРЧ или ЛРМ) ГЭС.

Beëè÷èía управ 1яюн;спo T!or a в э1 сй со iroT1

Предмет изобретения

1. Устройств о (оператор),для автаматического управления агрегатами пндроэлектростанции, состоящее .из кантактных полос, подвижного контакта, дифференциала и датчиков напора и,мощности ГЭС, отл пч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения пуска оптимальног о числа агрегатов прои данной мощности,и напоре ГЭС, контактные полосы пуска и остановки агрегатов выполнены по форуме характеристик MIQIII,— ности ГЭС по напору, а подиижный контакт, управляющий подключенньнми к,контактным полосам исполнительными реле пуска и остановки агрегатов, перемещается дифференциалом по рабочему полю указанных полос в вертикальном направлении в зависимоспи от напора

ГЭС и в горизонтальном направленни электродвигателем в зависимости от мощности ГЭС.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю ще е ся тем, что, с целью осуществления автоматического пуска резервных агрегатов при аварийном снижении частоты или отключен ни рабочих агрегатов, магнитные усилители входного каскада аилового органа, управляющего,двигателем перемещения командного контакта в зависимости от мощности ГЭС, снабжены дополн ительными управляющим!и обмотками. п одключенными к авто пати«eским регуляторам т аким образом, чтобы при несоответствии между,м ощностью ГЭС с уставкой регулятора мощности в них протекал компенсирующий постоянный т ок, соответствующий по направлению току, возникающему при росте нагрузии ГЭС в управляющих обмотках, подключенных к измерительному элементу мощности. р

»» !

Г

t

1 № 99359 (, / б

Г ,Г,», ) ; 1 (-1 (": Ч) Ъ оддс;

Г .

,-,, Г"!

1 ! ! 3 6

/ . (cÄ

Г ( (л о 1 с» А

1 !

) : № 99359 № 99359

Еозл:тет но делам изобретений и отн1нитнй нри Совете Министров СССР

Редактор P. Б. Кауфман

Информационно-издательский отдел. Подп. к печ. 15/1Х-1958 r.

Объем 0.86 п. л. Заказ 261. Тираж 360. Цена 1 руб. 25 коп.

Гор. Ллать|рь, типография X 2 Министерства нультурь1 Чувашск<ш ЛСС1 .