CS243727B1 - Korektor frekvence a otáčková lupa - Google Patents

Abstract

Řešení se týká korektoru frekvence a otáčková lupy pro regulaci turbin a řeší zlepšení spolehlivosti a regulačních vlastností turbíny zejména v oblasti fázovacích otáček,, zvýšení stability provozu bloku turbiny při regulaci výkonu, stability a spolehlivosti provozu bloku při regulaci otáček a stability a spolehlivosti při regulaci frekvence elektrizační sítě a zlepšení fázovacího procesu turbíny. Pro splnění těchto funkcí je pomocí dvou monostabilníoh klopných obvo-, dů, dvou analogových spínačů, dvou sumátorů, integračního členu, napěiověvfrekvenčního převodníku a dvou výstupních zeeilovačů jednak vyhodnocena odchylka od žádané frekvence jako stejnosměrné analogové napětí, jehož signál se zavádí do regulace výkonu, dále je rozšířeno jinak úzké regulační pásmo v libovolné oblasti otáček a vyhodnocené analogové stejnosměrné napětí zavedno do regulace otáček a ochranných obvodů turbíny. Řešení lze použít pro regulaci turbín.

Description

(54)

Korektor frekvence a otáčková lupa

Řešení se týká korektoru frekvence a otáčková lupy pro regulaci turbin a řeší zlepšení spolehlivosti a regulačních vlastností turbíny zejména v oblasti fázovacích otáček,, zvýšení stability provozu bloku turbiny při regulaci výkonu, stability a spolehlivosti provozu bloku při regulaci otáček a stability a spolehlivosti při regulaci frekvence elektrizační sítě a zlepšení fázovacího procesu turbíny. Pro splnění těchto funkcí je pomocí dvou monostabilníoh klopných obvo-, dů, dvou analogových spínačů, dvou sumátorů, integračního členu, napěiověvfrekvenčního převodníku a dvou výstupních zeeilovačů jednak vyhodnocena odchylka od žádané frekvence jako stejnosměrné analogové napětí, jehož signál se zavádí do regulace výkonu, dále je rozšířeno jinak úzké regulační pásmo v libovolné oblasti otáček a vyhodnocené analogové stejnosměrné napětí zavedno do regulace otáček a ochranných obvodů turbíny.

Řešení lze použít pro regulaci turbín.

Σ5 U.

243 727

- 1 243 727

Vynález se týká korektoru frekvence a otáčkové lupy pro regulaci turbín zejména v oblasti fázovacích otáček·

Dosud známé systémy pracují na principu čítání vysoké pevné frekvence po dobu periody, popř. násobků periody sítové frekvence^ popř. po dobu periody vyhodnocené z frekvence pulsů snímače otáček turbíny· Odchylka od jmenovité frekvence je vyhodnocena jako výstupní stejnosměrné napětí· Obdobně zvolený interval otáčkové lupy je vyhodnocen jako výstupní stejnosměrné napětí· Největším nedostatkem těchto zapojení je chyba vyplývající z principu měření. Chyba vyplývá z matematické relace mezi periodou T a frekvencí f, když platí T - Výstupní stejnosměrné napětí je závislé na intervalu čítání T, resp· na počtu pulsů načtených za tento měřicí interval z pevného generátoru frekvence· Závislost mezi T a f je hyperbolická. Požadavkem je lineární závislost výstupního stejnosměrného napětí na vstupní frekvenci, resp. na odchylce od zvolené frekvence čidla otáček (popř. od jmenovité frekvence sítě)· Vzhledem k několikapro— centním chybám vyplývajícím z principu měření je nutná složitá korekce výstupního stejnosměrného napětí. Další nevýhodou vyplývající z principu měření je nutnost přednastavování čítače na vysokou hodnotu odpovídající frekvenci čidla otáček turbíny a od této hodnoty odečítání vysokého čísla· Malý zbytek po odečtení odpovídající velikosti odchylky frekvence se vyhodnocuje. Absolutní vyhodnocení z relativně malého zbytku stavu čítače je velice náročné na přesnost a značně

- 2 243 727 náchylné na chybu· Klesá podstatně přesnost a linearita měření·

Omezením dosud používaných zapojení je použití otáčkové lupy jen v oblasti fázovacích otáček· Dosavadní způsoby zapojení jsou velice složité, obsahují velké množství součástek·

Vyžadují přesný oscilátor vysoké frekvence, mnohabitové binární čítače, rozsáhlé řídicí a hradlovací obvody, logické paměti, číslico-analogové převodníky, korekční obvody· Přesnost měření a rozlišovací schopnost je malá· Obvody trpí velkou náchylností na rušivé signály· Vyhodnocení se děje vždy v určitém časovém intervalu a z toho vyplývá jednak skoková změna výstupního napětí a dále časové zpoždění výstupní odezvy na vstupní změnu frekvence· Časové zpoždění je závislé na intervalu čítání· Náklady na dosud používaná zařízení jsou značně vysoké·

Korektor frekvence a otáčková lupa pro regulaci turbín, jehož podstata spočívá v tou, že vstupní svorka je připojena na vstup prvého monostabilního klopného obvodu, jehož výstup je připojen na prvý vstup prvého analogového spínače, jehož druhý vstup je připojen na svorku kladného referenčního napětí, a že výstup prvého analogového spínače je připojen na prvý vstup prvého sumátoru, jehož druhý vstup je připojen na výstup druhého analogového spínače, a že výstup prvého sumátoru je připojen na vstup integračního členu, jehož výstup je připojen jednak na vstup prvého výstupního zesilovače, jehož výstupem je prvá výstupní svorka,a jednak na vstup druhého výstupního zesilovače, jehož výstupem je druhá výstupní svorka, a jednak na prvý vstup druhého sumátoru, jehož druhý vstup je připojen na vstupní řídící svorku, a že výstup druhého sumátoru je připojen na vstup napětově-frekvenčního převodníku, jehož výstup je přee druhý monostabilní klopný obvod připojen na prvý vstup druhého analogového spínače, jehož druhý vstup je připojen na svorku záporného referenčního napětí·

Zařízení podle vynálezu odstraňuje všechny nedostatky a nevýhody výše uvedené, je mnohem jednodušší a levnější a má další přednosti oproti dříve používaným systémům· Odezva

- 3 243 727 na změnu vstupní frekvence je okamžité a plynulá· Zapojení funguje v neustálém dynamickém režimu se zápornou zpětnou vazbou· Přesnost měření a rozlišovací schopnost je v důsledku záporné zpětné vazby vysoká· Závislost výstupního stejnosměrného napětí na odchylce vstupní frekvence je lineární· Uvedené zařízení podle vynálezu bez přidání dalších obvodů obsahuje stejnosměrný napěťový výstup jak pro korektor frekvence, tak i pro otáčkovou lupu· Zapojení plně odpovídá požadavku přesnosti vyhodnocení stanovené normami pro energetiku v celém rozsahu měření a vyhodnocení· Velkou předností zařízení podle vynálezu je použití otáčkové lupy v libovolné oblasti otáček a tedy nejen v oblasti fázovacích otáček· Volba oblasti režimu otáčkové lupy je jednoduché pomocí řídícího stejnosměrného napětí lineárně odpovídajícímu rozmezí otáček turbíny· Další výhodou vynálezu je snadné změna rozsahu korektoru frekvence a rozsahu otáčkové lupy· Změna je realizována pomocí nastavitelného odporu. Výstupní stejnosměrný signál je z hlediska dynamických parametrů velmi výhodný v aplikacích pro regulaci parametrů parních turbin·

Korektor frekvence a otáčkové lupa pro regulaci turbín je zřejmý z připojeného výkresu.

Korektor frekvence a otéčková lupa pro regulaci turbín sestává z prvého monostabilního klopného obvodu 1, který vyrábí konstantní šířku impulsu ze vstupní přímé frekvence přicházející na vstupní svorku Fl, přičemž výstup prvého monostabilního klopného obvodu 1 je připojen na prvý vstup prvého analogového spínače 2, na jehož druhý vstup je připojeno kladné referenční napětí ze svorky -frUr, a který s frekvencí . z prvého monostabilního klopného obvodu 1 spíná kladné referenční napětí ze svorky +Ur. přičemž výstup prvého analogového spínače 2 je připojen na prvý vstup prvého sumátoru ji, jehož výstup je připojen na vstup integračního členu 4, který s časovou konstantou integruje napětí sečtená na prvém sumátoru 2., přičemž výstup integračního členu 4 je připojen

-4243 727 jednak na vstup prvého výstupního zesilovače 2, jehož zesílením volíme rozsah korektoru frekvence, přičemž výstup prvého výstupního zesilovače 2 je připojen na prvou výstupní svorku U2. jednak na vstup druhého výstupního zesilovače 10, jehož zesílením volíme rozsah otáčkové lupy, přičemž výstup druhého výstupního zesilovače 10 je připojen na druhou výstupní svorku U3, a jednak na prvý vstup druhého sumótoru 2, na jehož druhý vstup je připojeno vstupní řídicí napětí ze vstupní řídící svorky Ul. jehož velikostí volíme oblast funkce korektoru frekvence a otáčkové lupy, přičemž velikostí vstupních odporů druhého sumátoru 2 ©© nastavuje váha součtu a tedy se volí rozsah korektoru frekvence a otáčkové lupy, přičemž výstup druhého sumátoru 2 je připojen na vstup napětově-frekvenčního převodníku 2, který převádí jeho vstupní stejnosměrné napětí na frekvenci, přičemž výstup napělově-frekvenčního převodníku 6 je připojen na druhý monostabilní klopný obvod 2, který vyrábí konstantní šířku pulsu, přičemž výstup druhého monostabilního obvodu 2 j© připojen na prvý vstup druhého analogového spínače 8, na jehož druhý vstup je připojeno záporné referenční napětí ze svorky -Ur a který s výstupní frekvencí druhého monostabilního klopného obvodu 2 ©piná záporné referenční napětí na svorce -Ur. přičemž výstup druhého analogového spínače 2 j® připojen na druhý vstup prvého sumátoru J·

Systém podle vynálezu pracuje tak, že integrační člen £ je ovládán výstupy dvou analogových spínačů 2 a 8 kladného referenčního napětí na svorce +Up a záporného referenčního napětí na svorce -Ur. které jsou řízeny dvěma monostabilními klopnými obvody 1 a 2 © konstantní šířkou pulsu, ovládanými vstupní přímou frekvencí ze vstupní svorky F1 a zpětnovazební frekvencí z druhého monostabilního klopného obvodu 2· Tí® na integračním členu £ přes prvý s umátor £ dochází k analogovému vyhodnocení rozdílu frekvencí přímé a zpětnovazební· Rozdílovým napětím svorky kladného referenčního napětí +Ur a svorky záporného referenčního napětí -Ur analogových spínačů 2 a 8 je řízen přes prvý sumátor 2, integrační člen £,

- 5 243 727 který tento rozdíl analogově vyhodnocuje a tímto analogovým signálem rozvažuje napělově-frekvenční převodník .6, jehož jmenovitá frekvence je nastavena řídícím stejnosměrným napětím na vstupní řídící svorce Ul. Tímto napětím nastavujeme jmenovitou frekvenci korektoru frekvence a otáčkové lupy· Rozsah korektoru frekvence a otáčkové lupy nastavujeme jednak poměrem vstupních odporů v prvém a druhém vstupu druhého sumátoru ϋ a dále zesílením prvého χ a druhého 10 výstupního zesilovače· Časovou konstantou T-j. integračního členu £ a šířkou pulsu prvého a druhého monostabiiního klopného obvodu laj volíme dynamické vlastnosti uvedeného zapojení. Zapojení pracuje následovně· Dojde-li ke zvýšení nebo snížení vstupní přímé frekvence přicházející na vstupní svorku F1 vzhledem ke jmenovité frekvenci nastavené řídícím stejnosměrným napětím na vstupní řídící svorce Ul. je rozdílem vstupní přímé frekvence a zpětnovazební frekvence z druhého monostabiiního klopného obvodu X přes prvý a druhý analogový spínač 2 a 8 a prvý sumátor 2 rozvážen integrační člen £ a analogové napětí na jeho výstupu stoupá nebo klesá. Toto analogové stejnosměrné napětí zvyšuje nebo snižuje přes druhý sumátor 2 frekvenci napětově—frekvenčního převodníku dokud nedojde ke srovnání zpětnovazební frekvence z druhého monostabiiního klopného obvodu X s přímou vstupní frekvencí prvého monostabiiního klopného obvodu 1. Odchylka od jmenovité frekvence je vyhodnocena jako analogové stejnosměrné napětí na prvé výstupní svorce U2 a na druhé výstupní svorce U3 prvého χ a druhého 10 výstupního zesilovače.

Korektor frekvence a otáčkov« lupu pro regulaci turbín lze s výhodou použít při regulaci a měření parních i vodních turbín, turbonapáječek, v řídících obvodech regulátorů pro generátory elektrické energie, které jsou poháněny všemi druhy turbín, jakož í ve všech zařízeních, kde požadujeme analogově nebo frekvenčně vyhodnotit odchylku od žádané frekvence, libovolně rozšířit jinak úzké regulační pásmo, popř. vyhodnotit přímo analogově rozdíl dvou frekvencí·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   243 727

   Korektor frekvence a otáčková lupa pro regulaci turbín,, vyznačený tím, že vetupni svorka (Fl) je připojena na vstup prvého monostabilního klopného obvodu (1), jehož výstup je připojen na prvý vstup prvého analogového spínače (2), jehož druhý vstup je připojen na svorku (+Ur) kladného referenčního napětí, a výstup prvého analogového spínače (2) je připojen na prvý vstup prvého sumátoru (3), jehož druhý vstup je připojen na výstup druhého analogového spínače (8}, výstup prvého sumátoru (.3) je připojen na vstup integračního členu (4), jehož výstup je připojen jednak na vstup prvého výstupního zesilovače (9), jehož výstupem je prvá výstupní svorka (U2), jednak na vstup druhého výstupního zesilovače (10), jehož výstupem je druhá výstupní svorka (U3), a jednak na prvý vstup druhého sumátoru (5)» jehož druhý vstup je připojen na vstupní řídicí svorku (Ul),, a výstup druhého sumátoru (5) je připojen na vstup napělově-frekvenčního převodníku (.6), jehož výstup je přes druhý monostabilní klopný obvod (7) připojen na prvý vstup druhého analogového spínače (8), jehož druhý vstup je připojen na svorku (-Ur) záporného referenčního napětí·