Структура автоматических систем регулирования АСР и защиты АСЗ по частоте ротора турбины и их работа

Автоматический режим внезапного сброса нагрузки с отключением генератора от сети

Аварийное отключение генератора от сети.

При возникновении неисправности генератора его система защиты выдает сигнал на отключение генератора от сети с помощью выключателя типа В на рис.3.12.

Для энергоблока возникает режим внезапного сброса нагрузки. При этом РТурб воздействует на быстрое закрытие клапана турбины.

Этот режим является наиболее тяжелым для энергоблоков ТЭС с точки зрения обеспечения их надежности. Он относится к наиболее тяжелым и для энергоблоков АЭС. Это объясняется тем, что частота ротора турбины и давление в парогенераторе отклоняются от номинальных значений в переходном процессе больше, чем в других режимах, перечисленных в п.3.1.

Структура отражена на рис.3.15.

ИМ

ИМ

N_г В С

ДЧ

АБ

ω_т

ω_т.зад - ω_т

Рис.3.15. Структура АСР и АСЗ по частоте ротора турбины:

АБ – автомат безопасности, ПО – паровой объем.

АСР включает контур регулирования частоты РЧ, входящий в состав турбинного регулятора Ртурб, приведенного на рис. 3.12. Регулятор РЧ воздействует через ИМ на регулирующий клапан турбины.

АСЗ включает автомат безопасности АБ, находящийся на валу турбины, как и датчикДЧ. Автомат воздействует через ИМ на стопорный двухпозиционный клапан турбины как автоматическое устройство предельного действия при достижении частотой w_т уставки срабатывания w_АБ.зад.

АСР работает следующим образом. При внезапном отключении генератора от сети с помощью выключателя В мощность генератора Nг, передаваемая в сеть, снижается до нуля практически мгновенно по сравнению с длительностью процессов, протекающих в турбине.

Тогда частота вращения ротора w_т увеличивается с максимальной скоростью в начальном интервале времени в соответствии с уравнением движения ротора

J(dω_т/dt)=N_т-N_г-N_с (3.11)

при N_г= 0 в виду отключения генератора от сети, где: N_т - мощность, вращающая вал турбины,

N_г - мощность генератора,

N_с – мощность сопротивления вращению вала,

J – момент инерции ротора турбогенератора.

Это отображается на кривой 1 (рис. 3.16).

ω_т

ω_пред

Рис. 3.16. Переходные процессы по частоте ротора w_т при сбросе нагрузки с отключением генератора от сети:

1 – процесс под воздействием АСР,2 – процесс под воздействием АСЗ.

С увеличением частоты w_т регулятор РЧ воздействует по разности сигналов w_т.зад-w_тчерез ИМ на закрытие регулирующего клапана. Это приводит к прекращениюпоступления пара в паровой объем ПО (рис. 3.15) и к снижению мощности турбины N_т до нуля с запаздыванием, равным 0,5 ¸ 1 c, в зависимости от величины объема ПО.

Когда N_тснизится до нуля, то частота w_т, достигнув максимума w_т.max1 (рис. 3.16), меньшего, чем уставка срабатывания w_АБ.зад, начнет снижаться под действием N_cв соответствии с уравнением (3.11).

Когда частота w_т,снижаясь, достигнет величины, соответствующей неравномерности регулирования w_нер(в момент времени «а» на рис. 3.16), то регулятор РЧ пропорционального П действия, приоткрывая клапан турбины, поддерживает w_т= w_нер= const, и турбина, таким образом, переходит на холостой ход.

Затем оператор доводит частоту w_тдо w_т= w_т.зад = w_св интервале времени «вс» на рис. 3.16 и включает генератор в сеть с помощью выключателя В в момент времени «d» на рис. 3.16; это соответствует режиму синхронизации генератора с сетью.

Затем турбину и генератор нагружают до заданного значения.

АСЗ работает следующим образом. При отключении генератора от сети и незакрытии регулирующего клапана по причине отказа АСР частота w_т увеличивается по кривой 2 (рис. 3.16).

При достижении w_т = w_АБ.зад срабатывает автомат АБ, который воздействует на закрытие стопорного клапана. Тогда частота w_т, достигнув максимума w_т.мах2 (рис. 3.16), меньшего w_пред, снижается до нуля.

После исправления АСР оператор увеличивает частоту до w_т.задпо программе пуска, осуществляемой через задатчик ЗЧ, и турбина выходит на холостой ход с последующей синхронизацией генератора с сетью и нагружением.

Параметры, представленные на рис. 3.16, имеют следующие численные значения.

Уставка w_АБ.зад равна 10 ¸12 % согласно ГОСТ, т.е. на вышеуказанную величину выше номинального значения.

Предельное значение равно w_пред= 20¸25%.

Максимальный заброс равен w_т.мах1 = 5¸9% в зависимости от типа турбин и их динамических характеристик как объектов регулирования по частоте ротора.

Дата добавления: 2014-01-04