Файл: Глебов, И. А. Научные проблемы турбогенераторостроения.pdf

управления PIKS, получающим команды от ЦВМ с заданной программой работы каналов измерения.

Нормирующий усилитель преобразует входные сигналы раз­ ного уровня в нормированный сигнал. Нормирующий усилитель рассчитан на работу с входными сигналами в следующих диапа­

циональной нормированному

напряжению постоянного тока. Элемент базисного времени огра­

ничивает длительность прохож­

дения напряжения переменного

тока^через стробирующую схе­

му к электронному . счетчику импульсов прямого и обратного направлений точно 20 мсек. На

вую практически исключаются напряжения наводок, возникаю­ щих главным образом в соединительных кабелях и датчиках. Наибольшее подавление помех достигается в том случае, когда напряжение помехи имеет частоту, кратную 50 Гц.

Пауза между интервалами времени измерения составляет

13 мсек. Получение такой паузы обеспечивается элементом за­

медления. В результате время одного цикла измерения состав­

ляет 20+13=33 мсек. Поэтому общее время опроса 256 каналов

получается равным около 10 сек. В случае работы четырех фор­ мирователей интегрированных сигналов используются элементы

с синхронизированными сигналами, которые обеспечивают по­ следовательную регистрацию выходных сигналов указанных фор- , мирователей.

261

I

Из рис. 16-4 видно, что цифровая величина из счетчика им­ пульсов поступает в устройство управления PIKS и далее в ЦВМ,

где в соответствии с заданной программой либо поступает непо­ средственно для регистрации на бумаге с помощью печатающей машинки и на перфоленте, либо в оперативную память машины.

Рис. 16-4. Принципиальная схема центральной части устройства формиро­ вателя интегрированных сигналов.

1 — датчик напряжения; 2 — термопара; з — элемент температуры окружающей среды;

4 — термометр сопротивления; S — дистанционный датчик сопротивления; 6 — датчик тока; 7 —• источники тока; 8 — коммутатор измерительных каналов; 9 — ЦВМ; 10 —

нормирующий усилитель; 11 — преобразователь постоянного напряжения в переменное, частота которого пропорциональна постоянному напряжению; 12 — элемент базисного времени; 13 — счетчик импульсов прямого и обратного направления; 14 — элемент замедления для образования паузы; 15 — сигналы синхронизации; 15 — регистрация.

Далее по программе ведутся расчеты потерь, кпд и др., а также

вычисляются средние значения из нескольких измерений. Ре­ зультаты таких расчетов печатаются с помощью машинок.

В тех случаях, когда вычисляется среднее значение, обычно используются 4 измерения. Если какое-либо из измерений откло­

няется на величину, большую 1 % от среднего значения, то такое

измерение не учитывается в процессе вычислений.

Погрешность промежуточного устройства PIK составляет 0.1% от номинальной величины. Общая погрешность, вносимая кана­ лами связи промежуточным устройством и ЦВМ, составляет O.20∕0.

262

Поэтому можно считать, что в отношении точности система конт­ роля с ЦВМ может рассматриваться как прибор класса 0.2.

Принципиальная схема системы контроля ЦВМ для испыта­ тельных стендов завода «Хафен» показана на рис. 16-5. Цифро­ вая вычислительная машина рассчитана на одновременную работу

сдвумя стендами из пяти. Подсоединение датчиков машин к ЦВМ осуществляется с помощью шкафов переключений 7. Эти три

шкафа позволяют подключать к ЦВМ любые два стенда. Датчики генератора присоединяются двухжильными кабелями

сдвумя экранами каждый к щитам 2 и 3, а датчики двигателя —

к щиту 1. Каждый из кабелей щитов 1 и 3 имеет штепсельные

Рис. 16-5. Принципиальная схема системы контроля с ЦВМ для стендов завода «Хафен».

Г — генератор; Д — двигатель; 1 — щит двигателей; 2 — щит измерения температур;

з— генераторный щит; 4 — шкаф с измерительными преобразователями № 1 ; 5 — шкаф

сизмерительными преобразователями №2; 6 — распределительный шкаф; 7 — шкаф

переключений; 8 — промежуточные шкафы; 9 — ЦВМ.

разъемы. При этом токоведущие жилы и оба экрана кабелей

между генераторами и двигателями подсоединяются к соответствую­

щим токоведущим жилам и экранам кабелей между щитами 1

и 3 и шкафами 4, 5 и. 6. Шкафы 4, 5 я 6 соединяются со шкафами переключений 7 посредством многожильных кабелей. Каждая пара проводов многожильного кабеля окружена двумя экранами. Кроме того, имеется общий наружный медный экран. Такого же типа кабели проложены и между шкафами переключений и про­ межуточными шкафами, в которых производится присоединение

всех экранов к контуру заземления, расположенному вблизи от ЦВМ.

В основу выбора величин, измеряемых с помощью ЦВМ, по­

ложены те величины, которые являются общими для всех стен­

дов. К таким величинам относятся напряжения и токи машин, а также температура, давление, расход жидкостей, проводимость

воды, содержание кислорода в воде, чистота и влажность водорода.

263

і

Из расположения щитов и шкафов (рис. 16-6) следует, что щиты находятся на минимальном расстоянии от датчиков.

В шкафе № 1 производится преобразование постоянного напря­

жения в постоянный ток с номинальной величиной 20 мА;

в шкафе № 2 — преобразование величин переменного тока в по­ стоянный ток с номинальным значением 20 мА. Измерительные

трансформаторы имеют точность 0.1 %. В распределительном шкафе

производится подключение многожильных и двухжильных ка­

белей от щита измерения температур, от датчиков давлений,

Рис. 16-6. Расположение щитов и шкафов в системе контроля с помощью ЦВМ.

1 — подвальное помещение под испытуемыми машинами, II — помещение под испытуе­ мой машиной; 1 — шкаф M 2 с измерительными преобразователями; 2 — шкаф № 1 с из­ мерительными преобразователями; 3 — шкаф переключений; 4 — распределительные шкафы; S — щит двигателей; в — щит измерений температур; 7 — щит генератора; 8 — трассы силовых кабелей; 9 — трассы контрольных кабелей для ЦВМ.

датчиков расхода жидкостей и т. д. От этого шкафа отводятся многожильные кабели, которые подсоединяются к штепсельным разъемам шкафа переключений.

ЦВМ и промежуточные шкафы расположены в помещении пульта управления стендами. Это помещение находится на вто­

ром этаже вспомогательных служебных помещений между двумя пролетами корпуса завода «Хафен». Степа пульта управления,

обращенная в сторону стендов, застеклена для возможности визуального наблюдения за работой агрегатов.

Испытания турбогенераторов на элек­ тростанциях СССР. Во ВНИИэлектромаше создается передвижная автоматическая система испытания (ПАСИ) для

нужд экспериментальных исследований на электростанциях.

По техническим условиям управляющая машина для созда­ ния передвижной АСИ должна допускать транспортную тряску

с ускорением 3g при частоте ударов от 80 до 120 в мин. и длитель­ ную эксплуатационную работу при вибрации с частотою 25 Гц и ускорением до 2g. Допустимые температуры при транспорти­

264

ровке должны лежать в пределах +50° С, а рабочие температуры от +10 до +35° С.

Создаваемая автоматизированная система первой очереди пред­ назначена для проведения типовых испытаний и для экспери­ ментальных исследований в стационарных режимах работы по электромагнитным, тепловым, механическим и вибрационным явлениям и процессам. Вторая очередь будет разрабатываться для измерений в переходных процессах, что потребует значи­ тельно большего быстродействия (примерно в 10 раз) от всех устройств, входящих в систему.

Для оценки ПАСИ можно проследить работу при снятии U- образной характеристики. В этом опыте с помощью АСИ будет производиться измерение 48 величин, одновременно вычисляться 18 величин, характеризующих режим работы, включая внутрен­

ние углы генератора и параметры xd и х . Сразу же после изме­

рения будут приведены 48 величин: в том числе три фазных на­ пряжения и среднее из них, три линейных напряжения и сред­ нее из них; отношение линейного напряжения к фазному; шесть фазных токов для двух параллельных ветвей при наличии соот­ ветствующих выводов в мощном генераторе; средние значения токов; трехфазная активная и реактивная мощность для каждой

параллельной ветви; мощности, измеренные по схеме двух ватт­ метров; полная мощность для каждой параллельной ветви; токи в продольной и поперечной осях для каждой фазы и каждой па­ раллельной ветви; ток возбуждения и напряжение возбуждения; частота и др. Измерение всех величин и вычисления по ним по­ требуют 17 мсек., печатание одновременно четырех таблиц зай­

мет 10 сек.

При снятии ¿7-образной характеристики одновременно с изме­

рением электрических величин, характеризующих режим ра­ боты, будут измеряться действующие значения эдс по 160 датчи­

кам и амплитудные значения вибраций по 30 датчикам. Объем измерений составит около 12 000 величин. Данные измерений

'будут заноситься в оперативную память машины и печататься к конце эксперимента. Длительность измерений для каждой точки характеристики составляет около 60 мсек.; но поскольку эти измерения будут производиться одновременно с печатанием

'значений электрических величин, то общее время эксперимента не увеличится. После окончания эксперимента для печатания

,данных потребуется около 45 мин.

При исследовании магнитных полей будет производиться

измерение 100 ординат на периоде кривой, имеющей 50 Гц по каждому датчику индукции. При установке на первой очереди '160 датчиков индукции объем измерений в каждом заданном ре­ жиме равен 16 000 величин. Время для измерения составит около 1.5—2.0 мин., для печатания и записи на перфоленту — от 1

до 4 час.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время максимальная единичная мощность двух­ полюсного турбогенератора достигла 815 МВт, коэффициент

мощности 0.9, напряжение 26 кВ, о. к. з. 0.42, давление водорода

5.2 ати и четырехполюсного — 1200 МВт, коэффициент мощ­ ности 0.9, напряжение 22—27 кВ, о. к. з. 0.48, давление водорода 5.2 ати. В стадии изготовления находятся двухполюсные турбо­ генераторы мощностью 1200 МВт и четырехполюсные мощностью

1300-1400 МВт.

В связи с ускоренным развитием атомной энергетики интен­ сивно ведутся разработки и освоение производства четырех­

полюсных турбогенераторов. Так, например, в Англии, Швей­ царии, ФРГ единичная мощность уже созданных четырехполюс­

ных генераторов примерно в 2 раза больше, чем двухполюсных. Предполагается, что к 1980 г. единичная мощность одновальных турбогенераторов достигнет 2000—2500 MBA. Так, фирма «Крафтверкунион» разрабатывает проект четырехполюсного турбогене­ ратора, который характеризуется следующими данными: диаметр бочки ротора 2000 мм; активная длина ротора 10.050 мм; вес

ротора сборной конструкции из 5 частей с центральным бол­ том 322 т; вес статора (транспортный) 562 т; вес генератора 1020 т.

Степень освоения мощных турбогенераторов: двухполюсные турбогенераторы 500—1200 МВт — находится в эксплуатации более 120 блоков, в производстве — более 50, заказано — по­ рядка 100; четырехполюсные турбогенераторы 500—1200 МВт — находится в эксплуатации более 30 блоков, в производстве —

более 60, заказано — свыше 100.

Мощные турбогенераторы выполняются на напряжение 22— 27 кВ. Уровень напряжения зависит от принятой схемы соеди­ нения статорной обмотки. Наблюдается тенденция к переходу на повышенное число фаз (параллельных ветвей), что сопро­ вождается понижением величины номинального напряжения.

Коэффициент мощности принимается в основном 0.85—0.90.

Значения переходного индуктивного сопротивления для двух­

полюсных турбогенераторов не превосходят 40%, но уже сейчас рядом фирм ставится вопрос о его повышении до 50% для более

мощных турбогенераторов.

18* 267

■I