- •Задачи статистического и динамического анализа сау
- •Классификация объектов тепловой энергетики по параметру регулирования и их математическое описание.
- •Общий вид экспериментальных переходных кривых теплоэнергетических процессов. Обобщенная энергетическая форма уравнений динамики регулируемых объектов.
- •Понятие и основные сведения об алгоритме. Способы записи алгоритмов
- •Схемы и основные структуры алгоритмов
- •Декомпозиция алгоритмов управления и сбора информации в технологической системе.
- •Классификация процессов функционирования энергоблока аэс. Типовые алгоритмы управления
- •Типовые алгоритмы регулирования, типовые регуляторы и их динамические характеристики
- •Структурная схема унифицированного регулятора сцар.
- •Выбор схем регулирования типовых теплоэнергетических процессов и методы настройки типовых регуляторов.
- •Структура формирования технологического цикла. Общая последовательность
- •Комбинационные детерминированные модели технологического цикла.
- •Последовательностные детерминированные модели технологического
- •Комбинационные и последовательностные автоматы. Структура
- •Основные логические функции. Реализация основных логических функций на релейно-контактных схемах.
- •Основные логические элементы и их функции. Функционально полный набор логических элементов.
- •Минимизация логических функций методом матриц Карно.
- •Виды запоминающих устройств. Триггеры. Регистры.
- •Структура и принципы построения эвм.
- •Классификация эвм по сфере применения.
- •Структура и основные функции увм. Иерархическая структура асу тп.
- •Структура и функции традиционных асу тп аэс.
- •Структура и функции увс "Комплекс-Титан 2"
- •Основные недостатки традиционных асу аэс.
- •Обобщённая структура и функции информационно-управляющей
- •Человеко-машинный интерфейс (чми), реализованный в свбу асу тп аэс
- •Система регулирования мощности реактора. Режимы работы. Структура и
- •Центробежный регулятор частоты вращения турбины. Назначение,
- •Система регулирования уровня в парогенераторе.
- •Способы регулирования давления пара перед турбиной.
Система регулирования мощности реактора. Режимы работы. Структура и
функции АРМ-5, РОМ.
схемы управления мощностью энергоблока
При появлении отклонения мощности энергоблока N3 от заданного значения Nl регулятор мощности РМ меняет задание цсх регулятору РТБ, что вызывает соответствующее перемещение клапанов ц.п на линии подвода пара к турбине. Давление пара перед турбиной стабилизируется на заданном значении регулятором РД, который при необходимости меняет задание регулятору РН плотности потока нейтронов п. В свою очередь, этот регулятор соответствующим образом перемещает регулирующие стержни реактора цсх
Задание регулятору РМ в рассматриваемой системе может быть либо постоянным, либо меняться системным регулятором частоты . Однако в настоящее время по некоторым техническим и экономическим соображениям энергоблоки АЭС обычно несут постоянную базовую нагрузку.
Рис. 6-3. Структурные схемы регуляторов мощности реакторов ВВЭР.
а — регулятор АРМ-4; б — регулятор АРМ-5.
На рис. 6-3,6 показана схема одного канала регулятора АРМ-5, установленного на АЭС Ловииза и намечаемого к установке на ряде других блоков. Сигнал отклонения давления пара второго контура от заданного формируется манометром 1, измерительным блоком 2, задатчикам 3 и поступает в релейный блок 8, вырабатывающий сигнал на перемещение регулирующих органов. Одновременно на релейный блок 8 через усилитель 7 поступает сигнал от ионизационной камеры 5. Усилитель 7 охвачен отрицательной обратной связью через интегратор 4 и ключ 9, который размыкается при появлении сигнала («больше» или «меньше») на выходе блока 8. Сигналы с блока 8 вместе с сигналами других каналов поступают на мажоритарную схему. В описываемом регуляторе также приближенно реализуется ПИ-закон регулирования давления за счет введения обратной связи через объект и блоки 7 и 4, выполняющие роль реального дифференциатора. При отсутствии отклонения давления медленный дрейф тока камер, как и в предыдущей схеме, не вызывает срабатывания блока 8. Разгрузка реактора при аварийном отключении ГЦН осуществляется самостоятельным регулятором.
Центробежный регулятор частоты вращения турбины. Назначение,
функциональная структура, режимы работы ЭЧСР.
Регулятор частоты вращения является первичным регулятором турбины. Он автоматически изменяет движущий момент турбины, воздействуя через регулирующий орган на впуск энергоносителя (пара, газа, воды). В качестве регулирующего органа тепловой турбины применяются регулирующие клапаны, а гидротурбины — направляющий аппарат. У поворотно-лопастных гидротурбин два регулирующих органа: направляющий аппарат и лопасти рабочего колеса.
Первоначально, когда электростанции с небольшим количеством генераторов работали на изолированную нагрузку, первичный регулятор имел одно целевое назначение— поддержание в заданных пределах частоты вращения (угловой скорости) турбины и, следовательно, частоты переменного тока при колебаниях нагрузки. В современных энергосистемах первичный регулятор турбины является одним из основных элементов общей системы регулирования режима по частоте и активной мощности. Его целевое назначение расширилось — помимо регулирования частоты он участвует в автоматическом перераспределении активных нагрузок между агрегатами. Старое название «регулятор скорости» используется до настоящего времени.
Рис. 2-5. Принципиальная схема центробежного регулятора частоты вращения. а — с жесткой обратной связью; б — с гибкой обратной связью.
Принципиальная схема простейшего центробежного регулятора частоты вращения с жесткой обратной связью показана на рис. 2-5,а. Нумерация функциональных элементов соответствует рис. 2-4.
Регулятор работает следующим образом. При изменении частоты вращения турбины Т, например, в сторону уменьшения центробежный маятник 1 перемещает муфту из А0 в положение А', а поршень золотникового усилителя 2 из среднего положения вниз. Масло под давлением начинает поступать в нижнюю полость гидравлического исполнительного механизма (ГИМ) 3, а из верхней полости идет на слив. Поршень ГИМ, перемещаясь, воздействует на регулирующий орган турбины, увеличивая впуск энергоносителя. Это регулирующее воздействие способствует увеличению частоты вращения, т. е. перемещению точек А и С рычага АВ из А' и С" вверх. Одновременно на перемещение точки С оказывает влияние перемещение поршня ГИМ благодаря жесткой обратной связи 4. Связь между перемещениями точек , В и С из исходного положения
Регулирование будет продолжаться до тех пор, пока поршень золотникового усилителя 2, а следовательно, и точка С не займут вновь нейтральное положение, при котором окна золотника закрыты, т. е. в установившемся режиме Можно принять, что , тогда условие установившегося режима (закон регулирования агрегата
где
- положительный коэффициент статизма.
Для смещения характеристики регулирования частоты вращения (зависимости f от активной нагрузки) вдоль оси 1 служит механизм изменения частоты вращения МИЧВ. Перемещая с помощью МИЧВ точку М вверх (вручную или автоматически с использованием двигателя Д), воздействуют на поршень золотника, перемещая его вниз. Увеличение впуска энергоносителя приведет к увеличению частоты вращения при работе генератора на изолированную нагрузку. При работе генератора в энергосистеме (при неизменной частоте) с помощью МИЧВ можно изменять нагрузку агрегата в пределах его регулировочного диапазона.
После изменения нагрузки турбины изодромное устройство в начале процесса регулирования ведет себя как жесткая обратная связь (поршень не может быстро переместиться в цилиндре демпфера), чем предотвращается перерегулирование. Затем под действием пружины, стремящейся вернуться в первоначальное недеформированное состояние, поршень постепенно перемещается, вытесняя масло из одной полости демпфера в другую. Процесс регулирования закончится тогда, когда поршень золотника и поршень демпфера займут первоначальное положение, т. е. ∆С=0, ∆В=0, а следовательно, ∆А=0. Последнее свидетельствует о том, что частота вращения турбины вернулась к первоначальному значению.
Гибкая обратная связь может применяться вместе с жесткой обратной связью для улучшения качества процесса регулирования.
Функциональная схема регулятора частоты вращения.
Рис.2-4. Функциональная схема регулятора частоты вращения.
Применяемые в настоящее время регуляторы частоты вращения выполняются как регуляторы косвенного действия с гидравлическими усилителями и, несмотря на существенные конструктивные отличия, имеют одинаковую функциональную схему (рис. 2-4).
Регулятор содержит следующие функциональные
элементы:
измерительное устройство 1—датчик отклонения частоты вращения агрегата от заданного значения, датчик отклонения частоты напряжения, ускорения или других параметров регулирования;
усилительно-преобразовательное устройство 2 — магнитные и гидравлические усилители;
гидравлический исполнительный механизм ГИМ 3, воздействующий через регулирующий орган турбины Т на изменение впуска энергоносителя;
устройство коррекции 4 — жесткая и гибкая обратные связи по положению главного или вспомогательного ГИМ.
задающее устройство 5 — механизм изменения частоты вращения — МИЧВ (иначе — механизм изменения скорости вращения — МИСВ, числа оборотов — МИЧО, механизм регулирования оборотов — МРО, механизм управления турбиной — МУТ).
К вспомогательным устройствам относятся: механизм ограничения открытия направляющего аппарата, механизм управления комбинатором поворотно-лопастной гидротурбины и др.
По роду используемых приборов различают следующие типы регуляторов частоты вращения:
центробежные, использующие в качестве датчика частоты вращения центробежный маятник;
гидродинамические, использующие в качестве датчика частоты вращения центробежный насос, создающий давление масла, зависящее от частоты вращения турбины; центробежные и гидродинамические регуляторы называют гидромеханическими;
электрогидравлические, использующие электрические элементы для построения измерительного устройства, предварительного усилителя, устройства коррекции и задающего устройства.
Система регулирования турбины базируется на ПТК, который именуется электронной частью системы регулирования турбины (ЭЧСР). ЭЧСР турбины предназначена для реализации заданных алгоритмов управления турбиной и формирования управляющих воздействий на устройства управления гидравлической части системы регулирования ЭЧСР.
ЭЧСР может работать в следующих режимах:
режим дистанционного управления механизмами изменения мощности;
режим автоматического регулирования частоты вращения, мощности, давления пара перед турбиной.
Каналы управления ЭЧСР образуют 2 группы:
медленнодействующий контур управления (время запаздывания формирования управляющего воздействия – не более 100мс);
быстродействующий контур управления (время запаздывания формирования управляющего воздействия – не более 20мс).
В медленнодействующем контуре управления реализованы алгоритмы регулирования и контроля:
частоты вращения ротора турбины;
мощности турбины;
давления пара перед турбиной;
положения клапанов греющего пара;
температуры пара после сепаратора-пароперегревателя.
При штатной работе ЭЧСР может работать в двух основных режимах:
регулирование давления пара перед турбиной;
регулирование мощности.
Конструктивное выполнение центробежных регуляторов для гидравлических и тепловых турбин различно. Для тепловых турбин усилие на выходе регулятора, управляющее клапанами впуска пара, сравнительно небольшое, и его удается обеспечить с помощью одного каскада гидроусилителя. В гидравлических турбинах эти усилия больше, поэтому применяются два и более каскадов гидравлических усилителей.