SU1044799A1 - Способ управлени первичным двигателем электрического генератора переменного тока - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРВИЧНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА путем предварительного определени  оптимальной по экономичности зависимости мехсду мощностью и режимным параметром двигател  и поддержани  в процессе эксплуатации значений режимного параметра в соответствии с этой зависимостью изменением расхода энергоносител  при изменении мощности с измерением частоты вращени  роторов двигател  и генератора и стабилизацией частоты вырабатываемого тока, отличающийс  тем, что, с целью повьпиени  экономичности, в качестве режимного параметра выбирают частоту врацени  роторов, а частоту вырабатываемого тока стабилизируют вне зависимости от частоты вращени  роторов. S (Л 4; 4 tUD СО

Description

Изобретение относитс  к энергет ке и может быть использовано при управлении первичными двигател ми, сочлененными с электрическими гене раторами переменного тока. Известны способы управлени  пер вичным двигателем электрического генератора переменного тока путем поддержани  в процессе эксплуатаци режимного параметра изменением рас хода энергоносител  при изменении мощности с измерением частоты вращени  роторов двигател  и генератора и стабилизацией частоты выраба тываемого тока С1 . В качестве режимного параметра выбирают частоту вращени  роторов, и стабилизацию частоты вырабатываемого тока ведут стабилизацией часто ты вращени . Эти способы допускают падение экономичности на частичных нагрузках, где номинальна  частота вращени  оказываетс  неоптимальной дл  двигател . Наиболее близким к предл.агаемому  вл етс  способ управлени  первичным двигателем электрического генератора переменного тока путем предварительного определени  оптимальной по экономичности зависимости между мощностью и режимным параметром двигател  и поддержани  в процессе эксплуатации значений режимного параметра в соответствии с это зависимостью изменением расхода энергоносител  при изменении мощности с измерением частоты вращени  роторов двигател  и генератора и стабилизацией частоты вырабатываемо го тока. В качестве режимного параметра выбирают давление пара перед турбиной 2 .. Недостатком известного способа  вл етс  пониженна  экономичность, так как и здесь стабилизацию частоты вырабатываемого тока ведут стабилизацией частоты вращени , что вызывает падение экономичности на частичных нагрузках. Цель изобретени  - повышение эко номичности.; Поставленна  цель достигаетс  те что согласно способу управлени  пер вичным двигателем электрического генератора переменного тока путем предварительного определени  оптимальной по экономичности зависимост между мощностью и режимным параметром двигател  и поддержани  в процессе эксплуатации значений режимного параметра в соответствии с этой зависимостью изменением расход энергоносител  при изменении мощности С и: мерением частоты вращени  роторов двигател  и генератора и стабилизацией частоты вырабатываемого тока в качестве режимного пара метра выбирают частоту вращени  роторов, а частоту вырабатываемого тока стабилизируют(выше. зависимости от частоты вращени  роторов. На фиг. 1 дана зависимость экономичности первичного двигател  турбомашины от режимного параметра, на фиг. .2 - схема реализации предлагаемого способа. Заданна  мощность может развиватьс  двигателем при различных значени х частоты вращени . При этом каждому значению частоты вращени  соответствует определенна  величина расхода энергоносител . Эти расходы (при посто нной мощности нагрузки ) измен ютс  в значительных пределах в зависимости от частоты вращени  двигател , соответственно измен етс  величина КПД и себестоимость вырабатываемой электроэнергии.. Примером может служить зависимость КПД Ц турбомашины от параметра о/с где , и - скорость движени , лопатки, т.е. величина, пропорциональна  частоте вращени  роторов, CQ- скорость движени  потока в каналах лопаток, т.е. величина, пропорциональна  расходу пара (газа) и мощности двигател . Режим номинальной нагрузки при номинальной частоте вращени  соответствует такой величине отношени  У/СО ,при котором КПД максимален. При уменьшении мощности, но посто нной при этой частоте вращени  отношение U/CQ увеличиваетс , КПД турбины уменьшаетс . Соответственно увеличиваетс  удельный расход энергоносител  топлива . Если п-ри уменьшении мощности нагрузки уменьшать частоту вращени , то отношение U/CQ сохран етс  таким же, как в номинальном режиме, соответственно КПД сохран етс  максимальным . Следовательно, и при нагрузках , отличных от номинальной , удельный расход энергоносител  топлива не увеличиваетс , т.е. достигаетс  экономи  топлива и снижение себестоимости вырабатываемой электроэнергии. Количественно каждому значению нагрузки соответствует определенное значение частоты вращени , при которой расход энергоносител  минимален , соответственно максимален КПД и минимальна себестоимость вы- : рабатываемой электроэнергии. Каждый тип двигател  имеет определенную характеристику (зависимость согласно которой каждому значению мощности соответствует определенна  частота вращени , при которой двигатель развивает заданную мощность с максимальным КПД. С учетом этой характеристики дп  поддержани  максиального КПД с уменьшением нагрузки следует уменьшать частоту вращени .

а с увеличением нагрузки следует увеличивать частоту вращени . Однако частота напр жени  вырабатываемого тока должна быть строго стабилизированной в определенных небольших пределах (пор дка долей процента ). Дл  выполнени  этого требовани  необходимую частоту электрического напр жени  на выходе агрегата обеспечивают посредством дополнительных стабилизирующих устройств. Таковыми могут быть статические или машинные преобразователи-стабилизаторы частоты, специальные электрические машины, например управл емые генераторы, и другие устройства.

Способ реализуют следующим образом .

Газотурбинный двигатель 1 приводит во вращение синхронный генератор 2, который вырабатывает переменный ток и питает нагрузку через преобразователь-стабилизатор 3 частоты . Подача топлива в двигатель выполн етс  регул тором топлива, . в состав которого вход т программны регул тор 4, датчик 5 нагрузки, датчик 6 частоты и узел. 7 сравнени  Программный регул тор 4 регулирует количество подаваемого в двигатель топлива в зависимости от мощности нагрузки по заданной программе, т.е реализует наперед заданную функциональную св зь между мощностью нагрузки агрегата и необходимой частотой вращени , при которой КПД максимален в соответствии с предав рительно найденной оптимальной зависимостью этих параметров. На вход программного регул тора подаетс  сигнал, пропорциональный мощности нагрузки агрегата. Этот сигнал вырабатываетс  датчиком 5 нагрузки,, который подключен к выходу электрического генератора и измер ет величину мощности нагрузки агрегата, в соответствии с этим сигналом и заложенной программой программный регул тор подает в двигатель определенное количество топлива, которое обеспечивает заданную мс дность агрегата при определенной частоте вращени  в соответствии с упом нутой оптимальной зависимостью. На выходе программного регул тора выра батываетс  сигнал, пропорциональный тому значению частоты вращени , при которой КПД максимален и которое должно поддерживатьс  регул тог ром согласно заданной программе.

Поддержание частоты вращени  двига тел  на заданном уровне осуществл етс  с помощью обратной св зи в виде дополнительной цепи коррекции частоты вращени . Дл  этого в регул торе предусмотрен датчик 6частоты, который подключен к выходу электри . ческого генератора и измер ет частоту напр жени  генератора, т.е. частоту вращени  агрегата, и узел 7

Q сравнени , который сравнивает указанные выходные сигналы задаваемой частоты с выхода программного регул тора и действительной частоты вращени  агрегата с выхода датчика

5 частоты. На выходе узла сравнени 

вырабатываетс  корректирующий сигнал, (пропорциональный разности задаваемой и действительной частоты вращени ) . Этот корректирующий сигнал подаетс  в программный регул тор и

0 корректирует, количество топлива, подаваемого в двигатель, в такой степени, что частота вращени  поддерживаетс  на заданном уровне. Указанна  обратна  св зь обеспечивает необходимые точйость регулировани  частоты и качество переходного процесса. Изменение частоты вращени  двига1тел  или регулирование активной мощности агрегата при параллельной работе может выполн тьс  . также вручнуюизменением уставки, воздействующей непосредственно на измерительный орган программного регул тора (воздействие 8 на фиг. 2).

5 Программный регул тор может быть выполнен в виде механических, электромеханических или электронных устройств на известных принципах. Преобразователь-стабилизатор 3

0 частоты обеспечивает преобразование и стабилизацию частоты в .необходимых пределах и может быть выпо)1нен в . виде одного из упом нутых устройств.

Предлагаемый способ обеспечивает значительное снижение удельного расхода топлива в режимах частичных нагрузок агрегатов. Учитыва , что, продолжительность работы агрегатов и объемы производства электроэнергии при частичных нагрузках велики, использование изобретени  дает значительный эффект, несмотр  на некоторые дополнительные затраты, св занные с установкой преобразова-,

телей частоты. Способ может быть регши зован и на существующих агрег гатах.

7 fpusZ

Claims (2)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРВИЧпо экономичности зависимости между мощностью и режимным параметром двигателя и поддержания в процессе эксплуатации значений режимного параметра в соответствии с этой зависимостью изменением расхода энергоносителя при изменении мощности с измерением частоты вращения роторов двигателя и генератора и стабилизацией частоты вырабатываемого тока, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, в качестве режимного параметра выбирают частоту вращения роторов, а

   фи9.1

   1

   1044799
2. 2