SU1270828A1 - Способ защиты гидрогенератора от превышени частоты вращени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электро технике, в частности к защите гидрогенераторов от иревьЩ1ени  частоты вращени .. Цель изобретени  - повьшение надежности за счет снижени  продолжительности работы в т желых ре .жимах с повышенной частотой вращени ., При превышении частотой вращени  гидрогенератора заданной уставки на выходе реле частоты формируетс  сигнал, поступающий на вход элемента И 1. На выходе датчика ускорени  вращени  гидрогенератора с пороговым элементом 3 сигнал, поступающий на второй вход элемента И 1, формируетс  при возрастании частоты вращени  гидрогенератора . На третий вход элемента И 1 подаетс  сигнал с выхода датчика скорости движени  направл ющего аппарата ниже заданной уставки порогового элев мента 4. При неисправности устройств (Л автоматического регулировани  частоты вращени  на выходе датчика скорости движени  направл ющего аппарата по вл етс  сигнал и на выходе элемента И 1 формируетс  сигнал действующий на закрытие направл ющего аппарата, 2 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты гидрогенераторов от превышения частоты вращения.

Целью изобретения является повышение надежности работы гидрогенератора путем снижения продолжительности его работы в тяжелых режимах с повышенной частотой вращения.

На фиг. 1 представлено устройство, реалйзующеё предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграммы изменения частоты вращения гидрогенератора при сбросах нагрузки в случае нормального действия устройств автоматического регулирования частоты вращения -кривые 1 и при неисправности этих устройств: кривые 2 и 3. На диаграммах приведены кривые изменения частоты вращения f и ускорения вращения f' гидрогенератора, положение m и скорость ,. движения ш' направляющего аппарата гидротурбины).

Сущность способа состоит в следующем.

При сборе нагрузки в момент времени ц частота вращения гидрогенератора увеличивается, при этом вступает в работу устройство автоматического регулирования и закрывают направляющий аппарат (кривые 1). Так как движение направляющего аппарата в сторону закрытия прекращается в момент времени t₅, а частота вращения снижается ниже уставки f только в момент времени t₈, то используя для защиты способ контроля превышения частотой вращения заданного значения с одновременной проверкой скорости движения направляющего аппарата гидротурбины в сторону закрытия, можно : ошибочно определить необходимость действия аварийным золотником или закрытия затвора перед спиральной камерой гидротурбины.

Для согласования действий устройств, реализующих известный способ защиты, с устройствами автоматического регулирования необходимо уставку превышения частоты увеличить и принять равной fγζ_Τ2 . В этом случае частота вращения гидрогенератора в переходном режиме снижается ниже уставки f _>РЛ j, в момент времени tg. , когда направляющий аппарат еще находится в движении и не достиг своего конечного положения.

Из рассмотрения диаграммы изменения частоты и ускорения вращения гид1270828 ² рогенератора, положения и скорости движения направляющего аппарата при отказе в работе устройств автоматического регулирования и принятой 5 уставке f_YtT,2 устройства защиты (кривые 3) видно, что характер . переходного процесса изменения частоты вращения аналогичен переходному процессу при нормальной работе уст10 ройств регулирования (кривые 1) и ототличаются только количественно. Та-, кое различие обусловлено .запаздыва- ₍ нием закрытия направляющего аппарата, движение которого в сторону закрытия 15 начинается за счет действия на аварийный золотник при превышении частотой вращения гидрогенератора заданного значения в момент времени t₃. Полное закрытие наплавляющего аппара20 та происходит в момент времени t-j , а частота вращения гидрогенератора становится ниже уставки в момент времени t_g .

По данному способу защиты контро25 лируют частоту и знак ускорения вращения гидрогенератора, скорость движения на закрытие направляющего аппарата турбины, сравнивают частоту вращения гидрогенератора и скорость 30 движения направляющего аппарата с заданными значениями f_{w t} , m\_CT и действие на закрытие аварийным золотником направляющего аппарата или затвора перед спиральной камерой 35 гидротурбины начинают при частоте вращения, превышающей заданное значение, скорости движения направляющего аппарата ниже заданного значения и положительной величине ускорения движения гидрогенератора. Используя предложенный способ, можно снизить уставку превышения частоты вращения гидрогенератора до величины f_Y„ _t , при этом исключение ложных действий на аварийный, золотник в промежутке времени t₅ - t₈ (кривые

1) обеспечивается за счет отрицательной величины ускорения движения гидрогенератора.

5° В аварийных ситуациях при отказе устройств регулирования применение более низкой уставки по превышению частоты вращения, позволяет действовать на закрытие направляющего annas' рата аварийным золотником или затвора перед спиральной камерой гидротурбины с меньшим запаздыванием в момент времени t, (кривые 2). К моменту времени t₆ направляющий аппарат будет полностью закрыт.

Переходный процесс будет характеризоваться в этом случае более низкими значениями превышения часто- ₅ ты вращения и меньшей продолжительностью.

Устройство Содержит логический элемент И 1, входы которого соединены с реле частоты 2, датчиком ускорения вращения гидрогенератора с пороговым элементом на выходе 3 и датчиком скорости движения направляющего аппарата с пороговым элементом на выходе 4. 15

Устройство работает следующим образом.

При превышении частотой вращения гидрогенератора заданной уставки на выходе реле частоты формируется 20 сигнал, поступающий на вход элемента И 1. На выходе датчика ускорения вращения гидрогенератора с пороговым элементом 3 сигнал, поступающий на второй вход элемента И 1, формирует- 25 ся при возрастании частоты вращения гидрогенератора. Уставка порогового элемента выбирается таким образом, что сигнал на выходе датчика появляется при положительном знаке ускорейия вращения гидрогенератора. На третий вход элемента И 1 Подается сигнал с выхода датчика скорости движения направляющего аппарата с пороговым элементом 4 при условии скорости движения направляющего аппарата ниже ³⁵ заданной уставкой порогового элемента. При наличии сигналов на всех трех входах логического элемента И 1 на его выходе формируется сигнал, действующий на закрытие аварийным золотником направляющего аппарата или затвора перед спиральной камерой гидротурбины.

гического элемента И 1 отсутствуют. При неисправности устройств автоматического регулирования частоты вращения направляющий аппарат гидротурбины неподвижен, на выходе датчика скорости движения направляющего аппарата появляется сигнал. В этом случае на входах логического элемента И 1 одновременно существуют все три сигнала, и на его выходе формируется сигнал, действующий на закрытие аварийным золотником направляющего аппарата или затвора перед спиральной камерой гидротурбины.

Механические воздействия на гидрогенератор в результате повышения частоты его вращения могут быть охарактеризованы площадью, ограниченной ' кривой изменения частоты вращения и осью абсцисс. При этом динамические воздействия на гидрогенератор пропорциональны квадрату частоты вращения. Из приведенных диаграмм изменения частоты вращения видно, что уменьшение уставки по частоте вращения значительно снижает амплитуду и продолжительность механических воздействий на вращающиеся части гидрогенератора, что повышает -надежность его работы, удлиняет срок службы.

Claims (1)

1. CfUf.J Изобретение относитс  к электротекнике и может быть использовано дл  защиты гидрогенераторов от превышени  частоты вращени . Целью изобретени   вл етс  повьппе ние надежности работы гидрогенератора путем снижени  продолжительности его работы в т желых режимах с повышенной частотой вращени . На фиг. 1 представлено устройство реализуилцеё предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграммы изменени  частоты вращени  гидрогенератора при сбросах нагрузки в случае нормального действи  устройств автоматического регули ровани  частоты вращени  -.кривые 1 и при неисправности этих устройстЕ; кривые 2 и 3. На диаграммах приведены кривые изменени  частоты вращени  f и ускорени  вращени  f гидрогенератора/ положение m и скорость ,. движени  т направл ющего аппарата гидротурбины). Сущность способа состоит в следующем . При сборе нагрузки в момент време ни tj частота вращени  гидрогенератора увеличиваетс , при этом вступае в работу устройство автоматического регулировани  и закрывают направл ющий аппарат (кривые 1). Так как движение направл ющего аппарата з сторо ну закрыти  прекращаетс  в момент времени tj, а частота врашани  снижа етс  ниже уставки f только в момент времени tj, то использу  дл  защиты способ контрол  превышени  частотой Вращени  заданного значени  с одновременной проверкой скорости движени  направл н цего аппарата гидротурбины в сторону закрыти , можно ошибочно определить необходимость действи  аварийным золотником или закрыти  затвора перед спиральной ка мерой гидротурбины. Дл  согласовани  действий устройств , реализующих известный способ защиты, с устройствами автоматическо го регулировани  необходимо уставку превышени  частоты увеличить и прин ть равной этом случае час тота вращени  гидрогенератора в пере ходном режиме снижаетс  ниже уставки f ,,, г. в момент времени t , когда направл ющий аппарат еще находитс  в движении и не достиг своего конечного положени . Из рассмотрени  диаграммы изменени  частоты и ускорени  вращени  гид рогенератора, положени  и скорости движени  направл ющего аппарата при отказе в работе устройств автоматического регулировани  и прин той уставке уст.2 устройства защиты (кривые 3) видно, что характер . переходного процесса изменени  частоты вращени  аналогичен переходному процессу при нормальной работе устройств регулировани  (кривые 1) и ототличаютс  только количественно. Та-. кое различие обусловлено .запаздыва- i нием закрыти  направл ющего аппарата, движение которого в сторону закрыти  начинаетс  за счет действи  на аварийный золотник при превышении частотой вращени  гидрогенератора заданног .о значени  в момент времени t . Полное закрытие наплавл ющего аппарата происходит в момент времени t-, , а частота вращени  гидрогенератора становитс  ниже уставки в момент времени tg . По данному способу защиты контролируют частоту и знак ускорени  вращени  гидрогенератора, скорость движени  на закрытие направл ющего аппарата турбины, сравнивают частоту вращени  гидрогенератора и скорость движени  направл кнцего аппарата с заданными значени ми f , . и действие на закрытие аварийным золотником направл нж1,его аппарата или затвора перед спиральной камерой гидротурбины начинают при частоте вращени , превыщающей заданное значение , скорости движени  направл ющего аппарата ниже заданного значени  и положительной величине ускорени  движени  гидрогенератора. Иопользу  предложенный способ, можно снизить уставку превьшени  частоты вращени  гидрогенератора до величины .Ti РИ этом исключение ложных действий на аварийный, золотник в промежутке времени t5 - tg (кривые 1) обеспечиваетс  за счет отрицательной величины ускорени  движеНИН гидрогенератора. В аварийных ситуаци х при отказе устройств регулировани  применение более низкой уставки по превьш1ению частоты вращени , позвол ет действовать на закрытие направл нщего аппарата аварийным золотником или затвора перед спиральной камерой гидротурбины с меньшим запаздыванием в момент времени (кривые 2). К . 31 моменту времени tg направл ющий аппарат будет полностью закрыт. Переходный процесс будет характеризов тьс  в этом случае более низкими значени ми превьшени  частоты вращени  и меньшей продолжительностью . Устройство Содержит логический элемент И 1, входы которого соединены с реле частоты 2, датчиком ускоре ни  вращени  гидрогенератора с пороговым элементом на выходе 3 и датчиком скорости движени  направл ющего аппарата с пороговым элементом на выходе 4. Устройство работает следующим образом . При превьшении частотой вращени  гидрогенератора заданной уставки на выходе реле частоты формируетс  сигнал, поступающий на вход элемента И 1. На выходе датчика ускорени  вращени  гидрогенератора с пороговым элементом 3 сигнал, поступающий на второй вход элемента И 1, формируетс  при возрастании частоты вращени  гидрогенератора. Уставка порогового элемента выбираетс  таким образом, что сигнал на выходе датчика по вл етс  при положительном знаке ускорейи  вращени  гидрогенератора. На тре тий вход элемента И 1 Подаетс  сигнал с выхода датчика скорости движени  направл ющего аппарата с пороговым элементом 4 при условии скорости движени  направл ющего аппарата ниже заданной уставкой порогового элемента . При наличии сигналов на всех трех входах логического элемента И 1 на его выходе формируетс  сигнал, действующий на закрытие аварийньс. золотником направл ющего аппарата или затвора перед спиральной камерой гидротурбины. При аварийных сбросах нагрузки частота вращени  гидрогенератора начинает возрастать и становитс  выше уставки реле частоты. Ускорение гидрогенератора имеет положительный знак. При нормальном действии устройств автоматического регулировани  частоты вращени  направл ющий аппарат гидротурбины к этому моменту движетс  на закрытие со скоростью, превьшающей уставку порогового элемента датчика скорости движени  направл ющего аппарата. В этом случае сигналы на выходах датчика и соответственно ло28 гического элемента И 1 отсутствуют. При неисправности устройств автоматического регулировани  частоты вращени  направл ющий аппарат гидротурбины неподвижен, на выходе датчика скорости движени  направл ющего аппарата по вл етс  сигнал. В этом случае на входах логического элемента И 1 одновременно существуют все три сигнала, и на его выходе формируетс  сигнал, действующий на закрытие аварийным золотником направл ющего аппарата или затвора перед спиральной камерой гидротурбины. Механические воздействи  на гидрогенератор в результате повышени  частоты его вращени  могут быть охарактеризованы площадью, ограниченной кривой изменени  частоты вращени  и осью абсцисс. При этом динамические воздействи  на гидрогенератор пропорциональны квадрату частоты вращени . Из приведенных диаграмм изменени  частоты вращени  видно, что уменьшение уставки по частоте вращени  значительно снижает амплитуду и продолжительность механических воздействий на вращающиес  части гидрогенератора, что повьшает надежность его работы, удлин ет срок . Формула изобретени  Способ защиты гидрогенератора от превьш1ени  частоты вращени  путем контрол  частоты вращени  и скорости движени  направл ющего аппарата и формирование выходного сигнала путем прекращени  подачи энергоносител  в гидротурбину с помощью аварийных устройств в случае, если частота вращени  гидрогенератора превьппает заданную частоту вращени  и скорость движени  направл ющего аппарата ниже заданной скорости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы гидроагрегата путем снижени  продолжительности его работы в режимах с повьш1енной частотой вращени , дополнительно контролируют знак ускорени  вращени  гидрогенератора и прекращают подачу энергоносител  в гидротурбину с помощью аварийных устройств в случае, если ускорение вращени  гидрогенератора имеет положительный знак.

   Г

   п. в

   fffof i.i2 Г: