SU1726784A1

SU1726784A1 - Turbine control system

Info

Publication number: SU1726784A1
Application number: SU904854682A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Фефелов; Николай Викторович Ефимов; Руф Николаевич Винтилов
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-04-15

Abstract

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании паровых турбин большой мощности. Цель изобретени - повысить надежность путем повышени быстродействи и обеспечени диагностики аварийного режима, что позвол ет сократить количество аварийных остановов турбины. Регул тор 6 мощности и давлени пара соединены со входами электрогидравлического преобразовател 8 и механизма 7 управлени турбиной . Датчик 15 отключени генератора от сети, реле 17 частоты и дифференциатор 18 подключены к входам электрогидравлического преобразовател 8; Сервомотор 14 ресо сThe invention relates to a power system and can be used in the regulation of high-power steam turbines. The purpose of the invention is to increase reliability by improving speed and providing emergency mode diagnostics, which reduces the number of emergency shutdowns of the turbine. The power and pressure regulator 6 is connected to the inputs of the electro-hydraulic converter 8 and the turbine control mechanism 7. The generator disconnection sensor 15 from the mains, the frequency relay 17 and the differentiator 18 are connected to the inputs of the electro-hydraulic converter 8; Servo 14 reso with

Description

VIVI

ю о VIu o VI

0000

ЈьЈ

гулирующих клапанов 13 подключен к выходам электрогидравлического преобразовател 8. Датчик 19 частоты вращени генератора подключен к одному из входов сумматора 22 через дифференцирующий элемент 20. Вход дифференцирующего элемента 20 соединен с датчиком 16 частоты вращени турбины. Выход сумматора 22 соединен через первый диод 25 и компаратор 26 с входом блока 27 контрол и через диод 23 и компаратор 24 соединен с входом реле 17частоты. Выход компаратора24 соединен с входом блока 27 контрол . В начале переходного процесса после сброса нагрузки датчика 16 и 19 фиксируют различные значени частоты вращени из-за скручивани валопровода между ними, что приводит к по влению дополнительного сигнала на выходе сумматора 22. Знак этого сигнала позвол ет диагностировать вид аварийного режима-отключение генератора от сети или экстренное закрытие клапанов 13. При отключении генератора от сети сигнал сумматора 22 измен ет установку реле 17 частоты, что повышает надежность турбины в этом режиме. 2 ил.The damping valves 13 are connected to the outputs of the electro-hydraulic converter 8. The generator rotational speed sensor 19 is connected to one of the inputs of the adder 22 via the differentiating element 20. The input of the differentiating element 20 is connected to the rotational speed sensor 16 of the turbine. The output of the adder 22 is connected through the first diode 25 and the comparator 26 to the input of the control unit 27 and through the diode 23 and the comparator 24 is connected to the input of the frequency relay 17. The output of the comparator 24 is connected to the input of the control unit 27. At the beginning of the transient after the load on the sensor 16 and 19 is fixed, different values of the rotation frequency are fixed due to the twisting of the shafting between them, which leads to the appearance of an additional signal at the output of the adder 22. The sign of this signal allows you to diagnose the type of emergency mode — disconnecting the generator from the network or emergency closing of the valves 13. When the generator is disconnected from the network, the signal of the adder 22 changes the setting of the frequency relay 17, which increases the reliability of the turbine in this mode. 2 Il.

Изобретение относитс к теплоэнергетике , в частности к регулированию паровых турбин при автоматизации их управлени .The invention relates to a power system, in particular to the regulation of steam turbines in the automation of their control.

Известна система регулировани турбин , содержаща регул торы мощности и давлени , соединенные с входом электрогидравлического преобразовател , подключенного к сервомотору регулирующих клапанов, датчик частоты вращени , датчики отключени генератора от сети и перехо- да турбины на холостой ход.A known turbine control system comprising power and pressure regulators connected to the input of an electro-hydraulic converter connected to the servomotor of control valves, a rotational speed sensor, sensors disconnecting the generator from the mains and turning the turbine to idling.

Известна система имеет недостаточную надежность, так как сигналы, поступающие на электрогидравлический преобразователь при сбросе электрической нагрузки, не при всех исходных режимах обеспечивают максимальную скорость закрыти регулирующих клапанов, например при коротком замыкании на линии или отключении линейного выключател .The known system has insufficient reliability, since the signals supplied to the electro-hydraulic converter when the electrical load is discharged do not provide maximum speed for closing the control valves in all of the initial modes, for example during a short circuit on the line or switching off the linear switch.

Известна также система регулировани турбины, содержаща регул тор мощности и давлени пара, соединенный с входами электрогидравлического преобразовател и механизма управлени турбиной, датчик от- ключени генератора от сети и датчик частоты вращени турбины, реле частоты и дифференциатор, подключенные через электрогидравлический преобразователь к сервомотору регулирующих клапанов.Also known is a turbine control system comprising a power and steam pressure regulator connected to the inputs of an electro-hydraulic converter and a turbine control mechanism, a generator disconnecting sensor and a turbine frequency sensor, a frequency relay and a differentiator connected via an electro-hydraulic converter to a servomotor of control valves .

Недостатком данной системы вл етс пониженна надежность, так как сигнал по ускорению ротора турбины на закрытие клапанов формируетс с запаздыванием, вели- чина его определ етс величиной установки реле частоты. Поэтому при низкой установке возможны ложные закрыти клапанов, а при высокой - по вл етс опасность разгона турбины. В обоих указанных случа х си- стема обладает недостаточной надежностью. Кроме того, данна система не обеспечивает диагностику аварийногоThe disadvantage of this system is reduced reliability, since the signal for accelerating the turbine rotor to close the valves is formed with a delay, its magnitude is determined by the value of the frequency relay setting. Therefore, with a low installation, false valve closures are possible, and with a high one, there is a danger of overclocking the turbine. In both of these cases, the system has insufficient reliability. In addition, this system does not provide emergency diagnostics.

режима, что также сказываетс на надежности системы регулировани .mode, which also affects the reliability of the control system.

Цель изобретени - повышение надежности путем повышени быстродействи и обеспечение диагностики аварийного режима , что позвол ет сократить количество аварийных остановов.The purpose of the invention is to increase reliability by improving speed and providing emergency mode diagnostics, which reduces the number of emergency stops.

Сущность изобретени заключаетс в том, что известна система регулировани турбины, содержаща регул тор мощности и давлени пара, св занные с входами электрогидравлического преобразовател и механизма управлени турбиной, датчик частоты вращени турбины, датчик отключени генератора от сети, реле частоты и дифференциатор , подключенные к входам электрогидравлического преобразовател , и сервомотор регулирующих клапанов, подключенный к выходам электрогидравлического преобразовател , механизма управлени турбиной и датчика скорости, дополнительно снабжена датчиком частоты вращени генератора, двум дифференцирующими элементами, сумматором, двум диодами, двум компараторами и блоком контрол , при этом датчик частоты вращени генератора подключен к одному из входов сумматора через первый дифференцирующий элемент, а второй дифференцирующий элемент, вход которого соединен с датчиком частоты вращени турбины, подключен к другому входу сумматора , выход которого соединен через первый диод и первый компаратор с входом блока контрол и через второй диод и второй компаратор - с входом реле частоты, причем выход второго компаратора подключен также к входу блока контрол .The essence of the invention is that a turbine control system is known comprising a power and vapor pressure regulator associated with the inputs of an electro-hydraulic converter and a turbine control mechanism, a turbine speed sensor, a generator disconnecting sensor, a frequency relay and a differentiator connected to the inputs electrohydraulic converter and servomotor control valves connected to the outputs of the electro-hydraulic converter, turbine control mechanism and speed sensor is additionally equipped with a generator rotation frequency sensor, two differentiating elements, an adder, two diodes, two comparators and a control unit, while the generator rotation frequency sensor is connected to one of the adder inputs via the first differentiating element, and the second differentiating element, whose input is connected to turbine speed sensor connected to another input of the adder, the output of which is connected through the first diode and the first comparator to the input of the control unit and through the second diode and the second comparator - a relay with the input frequency, the output of the second comparator is also connected to the input of the control unit.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы регулировани турбины; на фиг.2 - схема блока контрол .FIG. 1 is a block diagram of a turbine control system; figure 2 - diagram of the control unit.

Система регулировани турбины содержит парогенератор 1, турбину 2, генераторThe turbine control system contains a steam generator 1, a turbine 2, a generator

3, св занный через выключатель 4 с сетью 5, регул тор 6 мощности и давлени , соединенный с механизмом 7 управлени турбиной и электрогидравлическим преобразователем 8 соответственно через выключатель 9 и усилитель 10 сигналов. Датчик 11 скорости, механизм 7 управлени турбиной и электрогидравлический преобразователь 8 подключены к гидравлическому усилителю 12. Управление регулирующими клапанами 13 осуществл етс сервомотором 14. Отключение генератора осуществл етс при получении сигнала датчиком 15. Формирование сигнала по ускорению ротора осуществл етс цепочкой , состо щей из датчика 16 частоты вращени турбины, реле 17 частоты и дифференциатора 18, при этом временное изменение реле 17 частоты осуществл етс с помощью цепочки, состо щей из датчиков 16и 19, дифференцирующих элементов 20 и 21, сумматора 22, диода 23 и компаратора 24, а цепочка, состо ща из диодов 23 и 25, компараторов 24 и 26, блока 27 контрол , обеспечивает диагностику аварийного режима .3 connected via switch 4 to the network 5, power and pressure regulator 6 connected to turbine control mechanism 7 and electro-hydraulic converter 8, respectively, through switch 9 and signal amplifier 10. A speed sensor 11, a turbine control mechanism 7 and an electro-hydraulic converter 8 are connected to a hydraulic amplifier 12. The control valves 13 are controlled by a servo motor 14. The generator is turned off when the signal is received by sensor 15. A rotor acceleration signal is produced by a chain 16 of the rotation frequency of the turbine, the frequency relay 17 and the differentiator 18, while temporarily changing the frequency relay 17 by means of a chain consisting of sensors 16 and 19, differential 20 and 21, the adder 22, the diode 23 and the comparator 24, and the chain consisting of the diodes 23 and 25, the comparators 24 and 26, the control unit 27, provides for the diagnosis of the emergency mode.

Схема блока 27 контрол содержит ключи 28 и 29, два триггера 30,31, два табло 32 и 33, кнопку 34 контрол .The block of the control unit 27 contains keys 28 and 29, two triggers 30.31, two boards 32 and 33, a button 34 controls.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При коротком замыкании на линии или отключении линии от сети 5 выключатель 4 генератора 3 остаетс в рабочем положении . Следовательно, цепочка, включающа датчик 15 отключени генератора, усилитель 10 сигналов, электрогидравлический преобразователь 8, гидравлический усилитель 12, сервомотор 14 регулирующих клапанов 13, выключатель 9, не срабатывает, пока частота вращени турбины 2 не достигнет величины, соответствующей уставке реле 17 частоты. В данном случае реле 17 частоты выполн ет роль порогового элемента . Датчик 11 скорости, формирующий сиг- нал, пропорциональный отклонению частоты вращени в начальный момент времени , не обеспечивает форсирующего воздействи на регулирующие клапаны 13.When a short circuit on the line or disconnecting the line from the network 5, the switch 4 of the generator 3 remains in the working position. Consequently, the chain that includes the generator shutdown sensor 15, the signal amplifier 10, the electro-hydraulic converter 8, the hydraulic amplifier 12, the servo motor 14 of the control valves 13, the switch 9 does not work until the rotation frequency of the turbine 2 reaches the value set by the frequency relay 17. In this case, frequency relay 17 serves as a threshold element. The speed sensor 11, which generates a signal proportional to the deviation of the rotational frequency at the initial moment of time, does not provide a forcing effect on the control valves 13.

Дальнейшее повышение частоты вращени приводит к срабатыванию цепочки, состо щей из датчика 16 частоты вращени турбины, реле 17 частоты, дифференциатора 18, усилител 10 сигналов, электрогидравлического преобразовател 8, гидравлического усилител 12, сервомотора 14, регулирующих клапанов 13, выключател .9, регул тора 6 мощности и давлени и механизма 7 управлени турбиной. В результате срабатывани этой цепочки регулирующие клапаны 13 быстро закрываютс . Величина динамического повышени частоты вращени при этом зависит от величины уставки реле 17 частоты.A further increase in the rotational frequency leads to the triggering of a chain consisting of a turbine speed sensor 16, a frequency relay 17, a differentiator 18, a signal amplifier 10, an electro-hydraulic converter 8, a hydraulic amplifier 12, a servo motor 14, control valves 13, a switch .9, a regulator 6 power and pressure and turbine control mechanism 7. As a result of the operation of this chain, the control valves 13 quickly close. The magnitude of the dynamic increase in the rotational speed in this case depends on the magnitude of the setpoint of the frequency relay 17.

Дл повышени надежности работы системы регулировани желательно снижение уставки реле 17 частоты в момент сброса нагрузки, что реализуетс цепочкой элемен0 тов 16,19-24 следующим образом.In order to increase the reliability of the control system, it is desirable to lower the setpoint of the frequency relay 17 at the moment of load shedding, which is realized by the chain of elements 16, 19-24 as follows.

В момент сброса нагрузки мощность на валу генератора мгновенно снижаетс , что сопровождаетс повышением угловой скорости , фиксируемой датчиком 19. В то жеAt the moment of load shedding, the power on the generator shaft is instantaneously reduced, which is accompanied by an increase in the angular velocity detected by the sensor 19. At the same

5 врем углова скорость ротора турбины 2 со стороны паровпуска в начальный момент времени остаетс неизменной за счет скручивани валопровода турбины.5, the angular velocity of the rotor of the turbine 2 on the side of the steam inlet at the initial moment of time remains unchanged due to the twisting of the shaft of the turbine.

В результате дифференцировани сиг0 налов датчиков 16 и 19 дифференцирующими элементами 20 и 21 и последующего суммировани сумматором 22 на выходе по вл етс сигнал по ускорению, причем при повышении частоты вращени сигнал по ус5 корению имеет положительный знак, а при понижении - отрицательный. При сбросе электрической нагрузки сумма сигналов по ускорению ротора от дифференцирующих элементов 20 и 21 имеет всегда положитель0 ный знак, так как замедление одного конца ротора компенсируетс ускорением другого , и пропорциональна среднему ускорению колеблющейс части ротора, Сигнал положительного знака через диод 23 поступает вAs a result of the differentiation of the signals of sensors 16 and 19, the differentiating elements 20 and 21 and the subsequent summation of adder 22 produce an acceleration signal at the output, and when the rotation frequency increases, the acceleration signal has a positive sign and decreases with a decrease. When the electrical load is discharged, the sum of the rotor acceleration signals from differentiating elements 20 and 21 always has a positive sign, because the deceleration of one end of the rotor is compensated by the acceleration of the other, and is proportional to the average acceleration of the oscillating part of the rotor.

5 компаратор 24, где происходит сравнение с установкой, величина которой не превышает 50% ускорени при полном сбросе нагрузки . По вление положительного сигнала отмечаетс блоком 27 контрол , а реле 175 comparator 24, where the comparison with the installation takes place, the value of which does not exceed 50% of the acceleration at full load shedding. The occurrence of a positive signal is noted by the control unit 27, and the relay 17

0 частоты переключаетс на новую уставку. Удержание реле 17 частоты на новой уставке зависит от продолжительности действи положительного сигнала.The 0 frequency is switched to the new setting. Holding the frequency relay 17 at the new setting depends on the duration of the positive signal.

Таким образом, данна цепочка позво5 л ет уменьшить динамическое повышение частоты вращени за счет более раннего перекрыти клапанов. В случае ложного срабатывани цепочки сигнал на закрытие регулирующих клапанов 13 не проходит, аThus, this chain allows to reduce the dynamic increase in rotational speed due to earlier valve overlap. In the case of false triggering of the chain, the signal for closing the control valves 13 does not pass, and

0 происходит лишь кратковременное изменение уставки реле 17 частоты.0 there is only a short change in the setting of the frequency relay 17.

При сбросе нагрузки на турбине при быстром закрытии клапанов ротор турбины замедл етс , и сумма ускорений отрица5 тельна. При этом на выходе сумматора 22 по вл етс отрицательный сигнал, который через диод 25 и компаратор 26 поступает на второй вход блока 27 контрол , срабатывает триггер 31, ключ 28 размыкаетс , а табло 33 информирует о закрытии клапанов 13.When the turbine load is relieved when the valves quickly close, the turbine rotor slows down and the sum of the accelerations is negative. At the same time, a negative signal appears at the output of adder 22, which through diode 25 and comparator 26 is fed to the second input of control unit 27, the trigger 31 is activated, the key 28 is opened, and the display 33 informs about the closing of the valves 13.

При подаче сигнала на первый вход блока 27 контрол срабатывает триггер 30, ключ 29 размыкаетс , а табло 32 информирует о сбросе электрической нагрузки.When a signal is sent to the first input of the control unit 27, the trigger 30 is activated, the key 29 is opened, and the display 32 informs about the discharge of the electrical load.

Возвращение триггеров 30 и 31 в исходное положение производитс кнопкой сброса 34.Triggers 30 and 31 are reset to their initial position by reset button 34.

Таким образом, обеспечиваетс диагностика аварийного режима, исключаетс ложное срабатывание клапанов.Thus, the diagnosis of the emergency mode is ensured, the false actuation of the valves is eliminated.

Claims

Invention Formula

A turbine control system containing a power and steam pressure regulator connected to the inputs of an electro-hydraulic converter and a turbine control mechanism, a turbine speed sensor, a generator disconnecting sensor, a frequency relay and a differentiator connected to the electro-hydraulic converter inputs and a servo motor regulating valves connected to the outputs of the electro-hydraulic converter, the turbine control mechanism and the speed sensor, which means, in order to increase by increasing bristle

performance and diagnostics emergency mode, it is equipped with a generator rotation frequency sensor, two differentiating elements, an adder, two diodes, two comparators and a control unit, while the generator rotation frequency sensor is connected to one of the inputs of the adder through the first differentiating element, and the second differentiating element whose input is connected to the turbine speed sensor is connected to another input of the adder, the output of which is connected through the first diode and the first comparator to the input ohm control unit and via a second diode and a second comparator - a relay with the input frequency, the output of the second comparator is also connected to the input of the control unit.

key 29

Y-2