книги / Надежность и диагностика энергетических электромашин

Г сг) = [ $ ( г ) ] 'а/' .

(3 )

Полный вектор состояния

позволяет осуществить контроль в значительно большем числе точек,

Одна из возможных структурных схем устройства теплового конт­

роля кибернетического типа предотавлена на рио.2.

Рис.2 . Структурная схема устройства теплового контроля киберне­ тического типа:

I - датчики температуры; 2 - коммутатор; 3 - измеритель;

4 - оперативная модель; 5 - корректирующая математическая модель;

Контроль температуры по указанной охеые предполагает реше­ ние уравнения теплопроводнооти для объекта контроля по соответ­ ствующей ММТСО с тем или иным сочетанием походных данных, а такие использованием вектора частичных измерений.

Однако возможны схемы устройств теплового контроля.без ММТСО. Принципы создания таких устройств основаны на восстановлении пол-

.141

торых производятся измерения. Приближенное решение может быть най­

Точность этого метода контроля может быть существенно повыше­ на,- если распределение температуры по интересующим нас координатам может быть выражена качественно функциональными зависимостями. В этом случае, задача сводится, к нахождению коэффициентов аппрокси-

142

мирутацгос функций. Дальнейшее развитие и исследование нестационар­

ных тепловых процессов позволяет не только выявить наличие темпе­ ратурного дефекта, но и определить его причину, т .е . вызвано ли

это увеличением потерь, ухудшением условий охлаждения иди тем и другим вмеоте взятым. Одно из таких устройств для диагностики теп­ лового состояния крайних пакетов представлено на рис. 3 /Э /.

Р и с .З . Устройство диагностики ин­ тенсивности охлаждения:

I - термочувствительные дат­ чики; 2 - коммутатор; 3 - измери­

ствия; 6 - блок регулирования возбуждения; 7 - блок базовых па­ раметров; 8 - блок измерения пара­ метров охлаждающего агента; 9 - датчик давления; Ю - датчики рас­ хода; II - датчики температуры;

12 - блок сравнения; 13 - вычис­ лительный блок; 14 - блок реги­

страции.

Устройство содержит термочувствительные датчики I , служащие для съема температурной информации с сердечника отатора турбоге­ нератора; коммутатора 2, производящего поочередное подключение термочувствительных датчиков I к цифровому иамерителю 3 темпера­ туры, преобразующему аналоговые Сигналы от термочувствительных датчиков в цифровые коды; блок 4. оигналиэатора, сравнивающий циф­ ровые коды, поступающие от цифрового измерителя 3 температур о предупредительными и аварийными уставками,. заложенными в блоке 4 сигнализатора и в случае превышения аварийной уставки, дающий ко­ манду управления на срабатывание источника 5 возмущающего воздей­ ствия, предназначенного для инициирования переходного теплового процесса в оердечнике статора турбогенератора путем воздействия '■а блок 6 регулирования возбуждения; блок 7 базовых параметров, хранящий набор базовых параметров составляющих переходных тепло­ вых процессов для мест установки термочувствительных датчиков,при­ чем значения составляющих базовых параметров перестраиваются в за ­ висимости от данных, поступающих от блока 8 измерения параметров охлаждающего агента, к которому подключены датчики 9 давления ох-

143

даждащего агента, датчики 10 расхода охлаждающего агента и дат­ чики II температуры охлаждающего агента, блок 12 сравнения, выпол­

ветствующих точек теплового контроля сердечника статора турбоге­ нератора. Информация о тепловом ооотоянни оердечннка статора по-

отупает в блок 14 регистрации. При превышении цифрового кода те­

кущей температуры в одной из контролируемых точек по отношению к аварийной уотаяовие для той же точки сигдаляаатор вырабатывает команду управления, поступающую в источник 5 возмущающего воздей­

но на дани изменения тока ротора о покидаю снижения уставки авто­ матического регулятора возбуждения. При этом происходит скачкооб­ разное изменение тока возбуждения, что в свою очередь приводит к изменение реактивной мощности турбогенератора. Изменение реактив­

ной мощности влечет ва собой изменение потерь в сердечнике статора,

а следовательно, приводит к возникновению переходного теплового процеаса в оердечвике статора турбогенератора. Данные о переходном

тепловом процессе фиксируются термочувствительными датчиками I и

поступают далее на коммутатор 2 и о выхода цифрового измерителя 3

144-

ния на один из входов поступают данные о текущих значениях состав­

Анализ результатов вычитания позволяет определить величину измене­ ния температурного поля сердечника статора. Информация о результа­ тах диагноза поступает далее в блок регистрации.

Расчет постоянных времени нагрева аубцов крайня* паке­ тов сердечника отатора турбогенератора мощностью 500 МВт в функции иытеношшости охлаждения

__

Днопт

Р ис .4 .К воцрооу выбора мест, в которых производился расчет по­ стоянных времени нагрева.

145

Количественные возможности диагностики интенсивности охлаж­

дения теплообменных поверхностей крайнего пакета мощного турбоге­ нератора были проанализированы с помощью математического моделиро­

вания Д 7 .

. Результаты расчетов зависимости постоянной времени нагрева

тельность предложенного способа диагностики интенсивности охлаж­ дения. Внедрение предложенных способов контроля и диагностики поз­ волит повысить надежность эксплуатации мощных турбогенераторов.

1. Симбирский Д.Ф. Температурная диагностика двигателей . - Киев : Texfltm, 1976, - 208 с Г v

2. А .с. 851661 (СССР). Устройство для теплового контроля

УДК 62-50: 621.313.82 Н.С.Сидоренко, И.Ю.Индыченко

СОЗДАНИЕ СИСТШ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ

НА БАЗЕ АГРЕГАТИРОВАШЮЙ МИКРО-ЭВМ СМ-1800

Современные энергоблоки электростанций оснащены мощными тур­ богенераторами и другими электромашинами, являющимися объектами повышенной сложности с маневренными режимами и длительными срока­ ми непрерывной работы, что накладывает жесткие требования на на­ дежность и оперативность систем контроля и управления. Существую­ щие системы контроля турбогенераторов ориентированы на контроль

146

теплового состояния обмоток и активной стали статора, элементов • систем охлаждения и охлаждающих агентов и построены на основе ло­ гометрического и потенциометричеокого контроля, а также систем цифрового контроля С\7-

При логометрическом контроле измерение температуры производит­ ся непрерывно или периодически логометрамн со шкалой 0-150°С, вклю­ чаемыми в контролируемые цепи. При потенциометричеоном контроле измерение температуры производится с помощью уравновешивающих электронных мостов в состав которых входят:, устройство, сигнали­ зирующее об обрыве датчика; устройство общей сигнализации; устрой­ ство проверки неисправности прибора. Основным недостатком измери­ тельных устройств является низкое быстродействие, что ограничива­ ет их применение при значительном количестве контролируемых пара­ метров.

Всвязи с выпуском отечественной промышленностью мощных тур­

бо - и гидрогенераторов, в которых активные материалы по электро­ магнитным и механическим нагрузкам, а тапке для многих узлов и до нагреву, работают в режимах, близких к предельным, особо важной является задача предупреждения аварийных перегревов узлов, возни­

ческого контроля теплового состояния СТК-400, НЕВА, A70I-03, позволяющих повысить эксплуатационную надежность и безаварийную работу генераторов /2 - 47*

Учитывая современный уровень яэмерятельной и вычислительной техники и тенденции развития систем контроля и управления с ис­ пользованием мини- и микро-УСО .авторами разработана структура системы контроля теплового состояния турбогенераторов на базе технических средств агрегатированной микро-ЭВМ СМ-1800 .оснащенной развитым мини-УСО.дополненных оернйно выпускаемыми измерительны­ ми преобразователями A6I4-7 /5 7 я матричными газоразрядными инди­ каторами ИМГ-1-03 (рисунок).

В состав агрегатированной микро-ЭВМ СМ-1800 входят следую­ щие модули и устройства ( I ) : базовая модель СМ-1803 в составе мо­ дуля центрального процессора (МЦП) на базе микропроцессора КР580ШС80А и модуля системного контроллера (МСК); модуль постоян­ ный запоминающий (МПЗ) емкостью 4К байт, разрядностью 8 бит; мо­ дуль оперативный запоминающий (МОЗ) еыкоотью 64 байт, разряд-

147

го питания (МРИ) дня питания процэооора и'оперативной памяти от

внешних гальванических элементов при пропадании оети.

Внабор агрегатных модулей овязи с объектом УВК СМ-1, СМ-2 входят выносные групповые измерительные преобразователи (ГИЛ) ти­ па A6I4-7 ( I I ) , обе отпивающие пропорциональное преобразован® в унифицированный сигнал постоянного напряжения сигналов датчиюв среднего уровня, термометрических преобразователей, термэпреобразо­ вателей сопротивления и реоходных датчиков.

Такие преобразователи будем рассматривать лак подсистемы нор­ мализации и гальванической развязки сигналов, расположенные в не­ посредственной близости у контролируемого объекта,..что обеспечи­ вает возможность их дистанционного подключения на расстоянии до 1000 м к основной сиотеме при незначительных затратах на яявая связи .

Втурбогенераторах в качестве датчиков теплового оостоявия

Следовательно, для системы контроля теплового состояния тур­ богенераторов перспективным является применение измерительных пре­ образователей A 6I4-7/2, рассчитанных на подключение 16 термопре­ образователей сопротивления с номинальной статической характерис­ тикой преобразования и температурным диапазоном от -50 до +10О°С.

£пя управления выносными групповыми измерительными преобразо­ вателями в состав модулей микро-ЭВМ СМ-1600 необходимо включить модуль группового управления (MI7).

Таким образом, пршенение групповых измерительных преобразо­ вателей позволяет компоновать низовые подоистемы нормализации и гальванической развязки сигналов на требуемое количество датчиков с шагом наращивания 16.

Унифицированные онгналы высокого уровня с выходов измеритель­ ных преобразователей через кроссовую панель подключаются непосред­ ственно на входы модулей компараторов уровня, являющихся оововным узлом подсистемы допускового контроля. Набор модулей компараторов уровня и репрограммируемых постоянных запоминающих устройотв, в которые защиты уставки предупредительной и аварийной сигнализации для данного типа турбогенератора, под управлением микро-ЭВМ позво­ ляют реализовать индивидуальное я групповбе задание уотавок, а также использовать уставки как в канале допускового контроля, так

149

и в трахте измерения с последующей обработкой информации одновре­ менно по двум уставкам с учетом знака контролируемого параметра.

Для организации подсистемы отображения и регистрации инфор­

мации целесообразно использовать: видеотерминал ВТА 2000-30, обес­ печивающий оперативное взаимодействие обслуживающего персонала с контролируемым объектом и системой; устройство печатающее алфавит­ но-цифровое, обеспечивающее печать результатов измерения в режимах "регистрация", "регистрация отклонений", "автоматическая регистра­ ция"; табло предупредительной и. аварийной сигнализации ТПС,. ТАС

на базе матричных газоразрядных индикаторов для представления ре­ зультатов измерения оператору блочного щита управления при выходе контролируемых параметров за регламентные нормы (Ш).

Для вывода информации на ТПС и ТАС в состав модулей микроЭВМ СМ—1800 необходимо включить модуль сопряжения (КС).

Таким образом, создание системы контроля теплового состояния турбогенераторов на базе агрегатированвой микроЭЕМ СМ-1800 с р аз ­ витым набором модулей миниУСО, дополненных агрегатными преобразо­ вателями, располагаемыми в пепосредстве иной близости у контроли­ руемого объекта, наиболее полно отвечает технологическим требова­ ниям, предъявляемым к техническим средствам контроля мощных турбо­ генераторов.

1.Маак Г .Г . Принципы построения устройств для эксплуатацион­ ного теплового контроля узлов крупных турбогенераторов. - В к н .: Автоматизация управления электрическими системами и объектами.

Л.: Наука, I868V - 206 с.

2.Бахмутокий В.Ф. и др. Система теплового контроля мощных

гидрогенераторов. - Приборы и системы управления, 1973, №З .с .- 3 . Амброоович В.Д. и др. Разработка систем автоматического теплового контроля крупных гидро- и турбогенераторов в условиях

эксплуатации. - В к н .: Вопросы надежности, автоматического конт­

150