14. Принципиальная схема регулятора расхода пара через турбину для обеспечения постоянства ее оборотов. Устройство автомата для машины от чрезмерного повышения

С ростом частоты вращения п центробежные силы грузов 5 увеличиваются, муфта (точка А) регулятора 1 под­нимается, сжимая пружину 6 и поворачивая рычаг АВ вокруг точки В. Соединенный с рычагом в точке С отсечной золотник 2 смещается из среднего поло­жения вверх, за счет чего верхняя полость гидрав­лического сервомотора 3 сообщается с напорной линией, а нижняя — со сливной. Поршень сервомо­тора перемещается вниз, прикрывая регулирующий клапан 4 и уменьшая пропуск пара в турбину. Од­новременно с помощью обратной связи (правый ко­нец рычага АВ связан со штоком поршня сервомо­тора) золотник возвращается в среднее положение, в результате чего стабилизируется переходный про­цесс и обеспечивается устойчивость регулирова­ния. При снижении частоты вращения процесс регулирования протекает аналогично, но с увеличени­ем пропуска пара в турбину.

Совокупность установившихся режимов работы турбины изображается с помощью развернутой ста­тической характеристики регулирования.

По характеристикам квадрантов //—IV диаграм­мы простым построением, показанном на рис. 9.3 штриховыми линиями, в квадранте / находим зави­симость п =f(N_э), связывающую регулируемый па­раметр — частоту вращения — с мощностью. Это и есть собственно статическая характеристика ре­гулирования частоты вращения, имеющая важней­шее значение для работы турбины как в изолиро­ванной электрической сети, так и параллельно с другими агрегатами в общей энергосистеме.

Как следует из статической характеристики ре­гулирования, при изменении мощности частота вра­щения не остается постоянной. Она несколько сни­жается с ростом мощности. При изменении нагруз­ки от номинальной до нуля (холостой ход) устано­вившаяся или статическая ошибка регулирования составляет

.

Наклон статической характеристики регулирова­ния определяется отношением статической ошибки к номинальной частоте вращения л₀ , т.е. величиной называемой степенью неравномерности регулирования частоты вращения турбины. При меньших зна­чениях степени неравномерности трудно обеспечить достаточную устойчивость регулирования, а при больших се значениях ухудшается точность регули­рования и возрастает динамическое повышение час­тоты вращения при сбросах нагрузки.

При построении развернутой статической харак­теристики принималось, что все се зависимости яв­ляются однозначными. В реальных системах это не выполняется.

Статические характеристики некото­рых элементов и системы в целом, полученные при нафужении и разгружснии турбины, не совпадают (рис. 9.5), что свидетельствует о нечувствительно­сти регулирования, характеризуемой степенью не­чувствительности по частоте вращения

Основной вклад в появление нечувствительно­сти вносят силы трения в регуляторах старых кон­струкций, передаточных механизмах, золотниках, сервомоторах, регулирующих клапанах, люфты в шарнирных соединениях, перекрыши на окнах от­сечных золотников.

С ростом нечувствительности процесс регулиро­вания ухудшается, снижается его точность, возмож­но возникновение автоколебаний. Поскольку сте­пень нечувствительности в значительной мере ха­рактеризует совершенство системы регулирования, она регламентируется ГОСТ 13109-87. Для турбин ТЭС мощностью свыше 150 МВт с гидравлическими системами регулирования степень нечувствительно­сти не должна превышать 0,1%. В электрогидравли­ческой системе регулирования с регулятором мощ­ности должно быть обеспечено е_n < 0,06 %.

Современная тенденция ужесточения требова­ний по нечувствительности ставит перед конструк­торами систем регулирования турбин непростую задачу. Одним из путей се решения является прак­тически полный отказ от механических связей в системе регулирования и замена их гидравличе­скими или электрическими.