3. Функциональная схема системы регулирования турбины.

В общем виде система регулирования турбины состоит из следующих функциональных узлов:

• регулятора частоты вращения турбины;

• регулятора мощности;

• регулятора давления;

• усилителя мощности;

• исполнительной части системы регулировании.

Взаимосвязь между функциональными узлами может быть представлена в виде блок-схемы (рис.1)

Рисунок 1 – Блок -схема системы регулирования турбины.

Как видно из рис.1, в системе регулирования применено тажоритирование, что необходимо для повышения надежности. По тажоритарной схеме включены не только усилители мощности, но и измерители параметров состояния турбины. При этом показания, например, трех датчиков давления ДДi(i= ) и датчиков частоты ДЧi(i= ) усредняются, что способствует повышению точности измерения параметров давления и частоты вращения турбины.

Рисунок 2 – Полная функциональная схема системы регулирования турбины.

На рис.2 введены следующие обозначения:

Регулятор частоты вращения турбины (1), который включает:

– задатчик частоты «34» (8);

– сформирователь программного значения частоты «ФПЗЧ» (9);

– сумматор (10);

– формирователь статической характеристики «частота - положение регулирующего клапана» «ФСХЧ» (11);

– датчик температуры «Т» (12);

– датчик частоты «Д1», «Д»», «Д3» (13, 14, 15);

– измеритель и формирователь среднего значения частоты (16).

Регулятор мощности (2) в свой состав включает:

– измерительные обмотки трансформатора тока «ТТ» (17);

– измерительные обмотки трансформатора напряжения «ТН» (18);

– преобразователь активной мощности «ПАМ» (19);

– сумматор (20) и формирователь статической характеристики «частота - мощность» «ФСХМ» (21);

– задатчик мощности «ЗМ» (22);

– формирователь программного значения «ФПЗ» (23);

– сумматоры (24, 25) и интегратор (26).

Регулятор давления на выхлопе турбины содержит (3):

– датчики давления на выхлопе турбины « », « », « » (27, 28,29);

– программный фильтр (30); формирователь среднего значения по давлению «ФСЗР» (31);

– контроль датчика давления «КДД» (32); сумматоры (33, 35, 39); интегратор (36);

– формирователь статической характеристики «давление - положение регулирующего клапана» «ФСХД» (34);

– формирователь среднего значения положение клапана «ФСЗМ» (37) и контроль датчиков положения клапана «КДП» (38).

Усилитель мощности (6) содержит:

– сумматоры (40, 47, 54);мажоритарные элементы (41, 48, 55); усилители (45, 52, 59); резисторы (42, 43,46,49, 50, 53, 56, 57, 60); релейные элементы (44, 51, 58); реле (61) и релейный элемент (62).

Исполнительная часть системы регулирования (7) содержит:

– электрогидравлический преобразователь «ЭГП» (63);

– отсечный золотник «ОЗ» (64); сервомотор «СМ» (65);

«ДП1», «ДП2», ДП3 (67, 68,69).

Основным эксплуатационным режимом системы регулирования турбины является режим скорости (частоты вращения), который включается автоматически подаче питания на систему контроля режимов и защиты турбины (СКРЗТ).

Режим скорости обеспечивает поддержание оборотов турбины на заданном оператором значении при развороте и синхронизации турбины, а так же поддержания положение регулирующего клапана в соответствии со статической характеристикой «частота - положение регулирующего клапана» при включении генератора в сеть.

Автоматический разворот турбины осуществляется путем задания оператором с помощью задатчика частоты (8) вставки («0», «600», «3000» об/мин).

Формирователь программного значения по частоте (9) формирует значение частоты , заданное оператором в темпе, определенным тепломеханическим состоянием турбины и выбранного программного разворота.

Сигнал ошибки между заданным значением частоты и обратной связи поступает на формирователь статической характеристики (11) через сумматор (10).

Значение статизма f может изменяться оператором.

Блок (16) обеспечивает измерение частоты вращения турбины от датчиков (13, 14, 15) и формирует среднее по их показаниям значение частоты .

Сигнал управления через сумматор (4), усилитель мощности (6) поступает на исполнительную часть системы регулирования (7) и перемещает клапан в соответствии со статической характеристикой «частота-положение регулирующего клапана». Сигнал перемещения регулирующего клапана (66) компенсируют сигнал управления на сумматорах (40, 47, 54). Ручное управление осуществляется оператором при помощи команд, подаваемых на формирователь (9). Команды синхронизации турбогенератора с сетью поступают непосредственно на блок (9). При действии командного управления или синхронизации вставка по частоте приравнивается заданному значению , т.е. .

Режим поддержания мощности турбогенератора (РМ) включается оператором. При этом к составляющей режима скорости добавляется интегральная составляющая статической зависимости «частота-мощность».

Задатчик мощности (22) формирует вставку по мощности , которая задается оператором.

Формирователь программного значения мощности (23) формирует заданное значение мощности в темпе, определенным тепломеханическим состоянием турбины, который определяется датчиком температуры Т (12).

Преобразователь активной мощности (19) формирует сигнал электрической мощности турбогенератора по сигналам от измерительных целей трансформатора тока (17) и трансформатора напряжения (18).

Сигнал ошибки между значением частоты на момент включения режима РМ и обратной связи по частоте поступает на блок формирования статической характеристики (21) и далее на сумматор (25).

Сигнал ошибки между заданным значением и сигналом обратной связи по электрической мощности поступает на сумматор (25). Интегральная составляющая статической характеристики «частота-мощность», сформированная блоком (26) поступает на коммутатор режимов (5). Интегральная составляющая регулятора мощности обеспечивает смену положения регулирующего клапана соответственно со статической характеристикой «частота-мощность».

Режим поддержания давления на выхлопе турбины (РД) включается оператором и влияет на коммутатор режимов (5). При этом к составляющей режима скорости прибавляется интегральная составляющая статической зависимости «давление-положение регулированного клапана». Заданием по давлению РТ является текущее значение давления на выходе турбины в момент включения режима РТ.

Давление от датчиков « », « », « » (27, 28, 29) поступает на программный фильтр (30). При этом постоянная времени фильтра может изменяться оператором. Блок «ФСЗР» (31) обеспечивает формирование среднего по положению значения с 3-х датчиков и через блок контроля датчиков (32) формирует сигнал .

Сигнал ошибки между заданным значением РТ и сигналом обратной связи давления на выходе (выхлопе) турбины поступает на «ФОХД» (34).

Сигнал с датчиков положения (67, 68, 69) поступает на блок формирования среднего значения по положению клапанов (37) и через блок контроля датчиков положения (38) формирует сигнал . Сигнал разницы между положением клапана на момент включения режимов РТ и сигналом поступает на сумматор (35). Блок (36) формирует интегральную составляющую статической характеристики «давление-положение регулирующего клапана». Интегральная составляющая регулятора давления обеспечивает смену положения регулирующего клапана соответственно статической характеристики «давление-положение регулирующего клапана».

Включение-выключение эксплуатационных режимов СРТ (системы регулирования турбины), а также смена коэффициентов осуществляется безударно.

Рассмотренная схема (рис.2) представляет собой полную схему системы регулирования с учетом всех режимов регулирования (режима мощности, режима давления и режима скорости).

Ниже рассмотрим более подробно режим регулирования скорости турбины.