Файл: Глебов, И. А. Научные проблемы турбогенераторостроения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 0
цйпаі измеряется разность мощностей турбины и генератора. Для этой цели используется датчик давления пара в промперегревателѳ и датчик мощности генератора. На вход датчика мощности генера тора подается напряжение и ток от измерительных трансформато
ров. Сравнение сигналов мощности и выявление разности осуще ствляется в усилителе, выходное напряжение которого воздей ствует на электромеханический преобразователь. Последний в свою очередь управляет гидроусилителями, сервомотором и ре
гулирующими клапанами цилиндров высокого и среднего давле ний [19].
Впоследнее время был предложен способ автоматической раз грузки турбины за счет воздействия только на клапаны цилиндра среднего давления.
Взаключение следует отметить, что в настоящее время все
мощные турбины (200, 300, 500 и 800 МВт) производства ЛМЗ им. XXII съезда КПСС снабжаются электроприставками с устрой ствами аварийной разгрузки турбин. Испытание электроприста вок проводилось на турбогенераторе мощностью 300 МВт в реаль ных условиях работы агрегата в энергосистеме.
Существенные работы в области аварийного регулирования
паровых турбин как для станций на органическом топливе, так
идля атомных электростанций были проведены в США. Такое
регулирование рассматривается в США как развитие современных
электрогидравлических систем регулирования турбин. В совре менных электрогидравлических системах используются электри
ческие устройства на интегральных элементах, а также гидравли
ческие элементы с высокими давлениями. В качестве определяю щего показателя, как и в СССР, используется разность мощностей турбины и генератора. Мощность турбины измеряется датчиком давления в промперегревателѳ, а мощность генератора — датчи ком Холла. В системе аварийного регулирования используются клапаны среднего давления в паровых турбинах тепловых элек тростанций, поскольку эти клапаны контролируют приблизи тельно 70% мощности агрегата. На атомных электростанциях имеются цилиндры высокого и низкого давлений, причем пар из цилиндра высокого давления проходит через сепаратор и паро
перегреватель, а также клапаны промежуточного давления и по
падает в цилиндр низкого давления (турбина фирмы «Вестингауз»). В системе аварийного регулирования воздействие осуществляется через клапаны промежуточного давления. Время запаздывания начала движения клапанов по отношению к сигналу управления составляет около 0.1 сек., время полного закрытия 0.1—0.2 сек.
Приведенные значения относятся к турбинам тепловых электро станций на органическом топливе. Ожидается, что время ⅛ и T3 будет меньше для турбин атомных электростанций. Это объяс няется тем, что, во-первых, на атомных электростанциях приме
няются вентили щелевого типа вместо конического типа и, во-
14* 211
вторых, вентили монтируются непосредственно у входа в часть турбины низкого давления, что уменьшает свободный объем
пара.
Внедрение аварийного регулирования мощности турбин на
ходится еще в начальной стадии. В 1970—1971 гг. были успешно
испытаны два турбоагрегата одной тепловой электростанции на
органическом топливе. |
Один агрегат имел |
мощность |
320 МВт, |
а второй — 480 МВт. |
|
|
В APB |
134. - ДОБАВОЧНЫЕ |
СТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ |
СИГНАЛЫ |
В СССР выполнены оригинальные работы в области APB
сильного действия с дополнительными сигналами для повышения устойчивости генераторов и наиболее интенсивного демпфиро вания их качаний. В 50-х годах вместо сигналов первой и второй производных угла электропередач, измерение которых представ ляет большие трудности, были предложены и реализованы на Волжской ГЭС им. В. И. Ленина сигналы первой и второй произ
водной ток.а. Выявление таких сигналов требовало использования трансформаторов тока линий электропередач на высоком напря жении. Кроме того, при наличии нескольких линий, отходящих от электростанций, нужно было следить за током наиболее нагру женной линии, В связи с этим позднее были предложены и в даль
нейшем широко внедрены APB сильного действия, реагиру ющие на отклонение частоты и ее первую производную. Такие регуляторы были рассмотрены выше. В данном случае выяв ление дополнительных сигналов производится наиболее про стым путем от трансформатора напряжения на выводах гене
ратора.
Советский Союз продолжает занимать ведущее место в мире
вобласти разработок и изготовления APB. Тем не менее важно
познакомиться с положением, существующим в настоящее время
вдругих странах. В этом отношении представляет интерес работа проф. Войпио, опубликованная в журнале «Электра» международ ной организации СИГРЭ, в которой по странам приводятся све дения об использовании дополнительных сигналов в APB [133].
Австралия — в APB первых турбогенераторов мощностью 500 МВт с целью повышения устойчивости в режимах недовозбужде-
ния и демпфирования колебаний роторов используются сигналы: отклонения тока статора и производной внутреннего угла гене
ратора.
Англия — проводится изучение APB с добавочными сигна лами от внутреннего угла генератора.
Дания — в качестве дополнительного сигнала учитывается отклонение мощности, измеряемое ваттметровым датчиком.
Италия — для демпфирования колебаний роторов вводится сигнал изменения тока возбуждения. Изучаются такие допол
212
нительные сигналы, как мощность, активная составляющая тока статора, изменение скорости генератора.
Канада — для APB мощных гидрогенераторов применяется
сигнал, пропорциональный интегралу от скорости изменения мощности, измеряемый датчиком Холла.
Румыния — применяются дополнительные сигналы от вну
треннего угла генератора и его производной.
США — вводятся сигналы, пропорциональные скорости и частоте машины, а также мощности. В качестве датчиков приме
няются: тахометр, датчики Холла и частоты.
Финляндия — применяется дополнительный сигнал от трех фазных датчиков мощности Холла.
Франция — рассматривается применение сигнала, пропорцио нального активной мощности.
ФРГ — применяются дополнительные сигналы по мощности
(датчик Холла) и по внутреннему углу.
Швеция — для демпфирования колебаний ротора в отдельных случаях используется сигнал мощности генератора, измеряемой датчиком Холла.
135. - ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
1. По своей структурной схеме и надежности работы автома тический регулятор типа АРВ-СД является наиболее совершен
ным в мировой технике. Однако в нем применяются магнитные усилители, поэтому в отношении его исполнения регулятор может
быть усовершенствован за счет перехода на интегральные схемы.
2.Для характеристики статической устойчивости генераторов
срегуляторами сильного действия обычно используются области
устойчивости в координатах ʌ/ и Настройка системы регулиро вания должна быть такой, чтобы при различных режимах работы
генератор был устойчивым. Для этого необходимо, чтобы в каж дом из режимов область устойчивости была достаточно большой. При развитии и объединении энергосистем электростанции ока зываются связанными с другими станциями и потребителями энер гии все большим количеством связей. В этих условиях для обес
печения статической устойчивости во всех возможных режи мах работы генераторов, электростанций и линий электропе
редач потребуется расширение областей устойчивости для
отдельных режимов. Для этой цели должны быть проведены научно-исследовательские работы по выявлению дополнитель ных сигналов и наиболее простых способов их практической
реализации.
3. Во время аварий на линиях электропередач отдельные цепи двухцепных линий или отдельные одноцепные линии могут отклю чаться. В этих условиях уменьшается пропускная способность
213
электропередач, и турбогенераторы могут выпасть из синхронного
режима после аварии. Поэтому важно внедрить дополнительные
блоки-ограничители мощности в электроприставках к регулято рам скорости паровых турбин.
4.Все работы по аварийному регулированию мощности паро вых турбин ограничивались в СССР тепловыми электростанциями
на органическом топливе. Необходимо поэтому провести разра ботку блоков аварийного регулирования, ограничителей мощ
ности и регуляторов мощности для турбин атомных электростан
ций.
5.Поскольку эффективность аварийного регулирования мощ ности паровых турбин определяется прежде всего быстродействием клапанов турбин, то необходимо проведение работ по совершен
ствованию их конструкции как для обычных тепловых электро станций, так и для атомных электростанций.
ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ
НОВЫЕ СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ
14. - СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Создание турбогенераторов все больших мощностей связано,
как это было показано выше, с существенным увеличением элек
тромагнитных и механических нагрузок машин. Однако уровень надежности турбогенераторов не должен снижаться по мере уве личения их мощностей. В этих условиях особенно важное значе ние приобретает развитие методов контроля технологических процессов производства турбогенераторов, а также способов их контроля и защиты во время эксплуатации. В связи с большим количеством методов и способов контроля и защиты, применяе мых в производстве и на электростанциях, невозможно привести даже краткое их изложение. Поэтому ниже рассматриваются только новые способы контроля и защиты, которые были разра ботаны в самое последнее время в СССР и за рубежом и начинают
внедряться в промышленности и |
электроэнергетике. При |
этом |
в основу изложения положены |
работы, выполненные в |
СССР |
с участием ВНИИэлектромаш, а также работы ведущей зарубеж ной фирмы «Дженерал Электрик» (США).
142. - ТЕПЛОВИЗОР КАК СРЕДСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СБОРКИ СЕРДЕЧНИКОВ СТАТОРОВ
Нагрев сердечника статора генератора происходит в результате потерь энергии на гистерезис и вихревые токи и, кроме того, по терь энергии от токов, образующихся в листах стали при наличии
местных областей повышенной электропроводности. Такие об
ласти могут возникнуть в связи с несовершенством изоляции ли стов, наличием заусенцев на краях листов, повреждением изоля ции листов стали при опрессовке сердечника, в результате зади ров стали при заклиновке обмотки и др. Поскольку наружная сторона спинки сердечника статора замкнута призмами, на кото
рых собирается сердечник, то в зонах повышенной электропровод
ности появляются добавочные токи и потери энергии в листах Стали. При этом в местах повреждения изоляции или замыкания
215