Органы управления регуляторов скорости

Гидротурбин.

Регуляторы гидротурбин, кроме элементов, осуществляющих непосредственные функции регулирования, снабжаются специальными вспомогательными устройствами.

К их числу относится так называемый механизм ограничителя открытия МОО (рис. 94), состоящий из рычага ОР, ограничивающего ход рычага регулятора 2 в сторону открытия направляющего аппарата, механизма жесткой отрицательной об­ратной связи-тяги и рычага 5, соединяющих точку ограничителя со штоком серво­двигателя направляющего аппарата. Этот механизм в сочетании с золотниками и серводвигателями регулятора представляет собой гидравлический усилитель с ручным и дистанционным управлением.

При работе регулятора на ограничителе скорость вращения агрега­та ниже той, которой соответствует положение механизма изменения ско­рости вращения, и положение точ­ки О ограничителя будет однозначно определять положение направляюще­го аппарата; смещая ее вверх, мож­но полностью закрыть направляю­щий аппарат турбины. При смеще­нии точки О ограничителя вниз ры­чаг регулятора прижимается под воздействием измерительного эле­мента к ограничителю, вследствие чего открытие направляющего аппа­рата увеличивается.

Рис.94. Схема механизма ограничителя открытия.

1 - маятник; 2 - рычаг; 3 - побудительный золотник;

4 - серводвигатель; 5 - рычаг-тяга ДОО;

МИСВ – механизм изменения скорости вращения гидротурбины,

ДОО – механизм ограничителя открытия направляющего аппарата.

Механизм ограничителя откры­тия (ДОО) используется как орган ручного регулирования нагрузки агрегата, а также как средство ограничения набора нагрузки агрегатом при автоматическом регулировании частоты. Особенностью регулирования нагрузки меха­низмом ограничителя является то, что действие измерительного элемента регулятора выключается ограничителем только в случае, если скорость вращения агрегата стано­вится меньше той, которой соответствует положение МИСВ.

При сбросе нагрузки, когда скорость вращения агрегата значительно увеличивается, измерительный эле­мент, воздействуя на побудительный золотник, прикрывает направляющий аппарат, и скорость вращения ротора агрегата устанавливается соответственно характери­стике регулятора. Таким образом, регулятор, работая на ограничителе, сохраняет способность защищать агрегат от разгона при сбросе полной нагрузки.

Управление ограничителем с приводом от электродвигателя при пуске и оста­новке агрегата осуществляется по следующей схеме: в процессе остановки агрегата электродвигатель ограничителя ДОО перемещает ограничитель в положение, соот­ветствующее полному закрытию направляющего аппарата; в этом положении огра­ничитель остается до следующего пуска. При пуске агрегата двигатель перестанавли­вает ограничитель, в некоторое среднее положение, соответствующее пусковому открытию направляющего аппарата, после чего двигатель останавливается; переста­новка ограничителя в положение полного открытия выполняется после того, как ге­нератор включается в сеть.

Фиксация ограничителя в указанных положениях обеспе­чивается при помощи путевых выключателей, размыкающих цепи управления двига­телем при достижении ограничителем заданного положения.

При пуске агрегата гидравлический привод быстро перемещается в по­ложение, соответствующее полному открытию направляющего аппарата, в ре­зультате чего направляющий аппарат открывается до пускового положения, опреде­ляемого приводом с электродвигателем. Полное его открытие осуществляется после того, как генератор включится в сеть и ограничитель приводом от электродвигателя будет полностью отведен вверх. При остановке агрегата гидравлический привод бы­стро (за несколько секунд) переводит ограничитель в положение полного закрытия. Движение привода с электродвигателем в сторону закрытия происходит более мед­ленно, как это позволяет сам двигатель.

Описанная схема управления обеспечивает быстрый ввод в работу резервных агрегатов и их быструю остановку, однако ее использование возможно при высокой надежности конструкции исполнителя, исключающей самопроизвольное открытие на­правляющего аппарата остановленной турбины.

ДОО не исключает возможности самопроизвольного, открытия направляющего аппарата, так как его лопатки у радиально-осевых и пово­ротно-лопастных турбин находятся под давлением со стороны верхнего бьефа. В ряде случаев это результирующее усилие оказывается достаточным для преодоления сил сопротивления и открытия направляющего аппарата, если этому не противодействует усилие, развиваемое серводвигателем. В связи с этим, во избежание самопроизволь­ного открытия направляющего аппарата при снятии давления из системы регулиро­вания, его серводвигатели снабжаются автоматическим стопорным устройством.

Контрольные вопросы к теме «Гидромеханические регуляторы скорости гидротурбины».

1. Как будет работать гидромеханический регулятор скорости вращения гидротурбины (нижняя часть схемы ЭГР) если увеличилась нагрузка на генератор? Объясните это конкретно, пользуясь схемой ЭГР.

2. Как будет работать гидромеханический регулятор скорости вращения гидротурбины (нижняя часть схемы ЭГР) если уменьшилась нагрузка на генератор? Объясните это конкретно, пользуясь схемой ЭГР.

3. На управляющую обмотку W2 электромагнита ЭГР подали ток, так, что сердечник электромагнита поднял шток золотника гидроусилителя вверх. Как это отразится на скорости вращения гидротурбины? Объясните это конкретно, пользуясь схемой ЭГР. Учтите, направляющий аппарат гидротурбины закрывает свои лопасти при движении поршня 7 главного гидроцилиндра вправо.

4. На управляющую обмотку W2 электромагнита ЭГР подали ток, так, что сердечник электромагнита опустил шток золотника гидроусилителя вниз. Как это отразится на скорости вращения гидротурбины? Объясните это конкретно, пользуясь схемой ЭГР. Учтите, направляющий аппарат гидротурбины закрывает свои лопасти при движении поршня 7 главного гидроцилиндра вправо.

5. Каково назначение верхней части схемы ЭГР? Перечислите элементы верхней части схемы ЭГР и объясните их назначение. Рычаг 2 нижней схемы ЭГР опустился вниз и его заклинило, Объясните конкретно, как это отразится на скорости вращения гидротурбины.

6. Каково назначение нижней части схемы ЭГР? Перечислите элементы нижней части схемы ЭГР и объясните их назначение. Рычаг 2 нижней схемы ЭГР поднялся вверх и его заклинило, Объясните конкретно, как это отразится на скорости вращения гидротурбины.

Литература:

М.Д. Кучкин. “Автоматическое управление и контроль режима работы гидроэлектростанций”. §§ 3-1, 3-2, 3-3, 3-5.