ЛекцииГМ2

После отключения нагрузки частота вращения быстро увеличивается.

Это увеличение воспринимает регулятор и начинает закрывать НА.

Резкое уменьшение расхода приводит к значительному положительному гидравлическому удару ∆Н, который увеличивает напор и замедляет снижение момента (в начальный период М может даже возрасти).

Однако, в дальнейшем по мере уменьшения а0, момент М падает до нуля, а при а0М > а0 ХХ становится отрицательным.

Частота вращения проходит максимум ∆nМАХ и постепенно уменьшается, но пока она выше номинальной n0, НА турбины продолжает закрываться и достигает значения а0 = 0, которое сохраняется до тех пор,

пока n не приблизится к n0. Тогда САРТ открывает НА до а0 ХХ и выводит агрегат в режим холостого хода.

Наиболее важными показатели процесса сброса нагрузки являются ∆Н

и∆nМАХ.

27.5Аварийный процесс разгона гидроагрегата.

Разгон относится к особым аварийным режимам, так как он возможен только при совпадении довольно редких событий - сброс нагрузки и отказе основной системы регулирования турбин.

Режим разгона является особо тяжелым как для турбины, так и для генератора в связи со значительным увеличением нагрузок от центробежных сил, динамических воздействий небаланса вращающихся масс и динамических воздействий от нестационарных гидравлических процессов в проточной части. Поэтому не допускается длительная работа агрегата в разгонном режиме. ГОСТ на гидрогенераторы устанавливает, что гидрогенератор должен без остаточных деформаций выдерживать в течение 2

минут повышенную частоту вращения. Но ее величина не должна превышать

1.75n0 .

В50-х годах для зашиты от разгона использовались

быстродействующие затворы, устанавливаемые или в водоприемной части или в отсасывающей трубе. Однако, в этих случаях существует опасность подъема ротора агрегата при сбросе щитов в связи с возникновением отрицательного гидравлического усилия. Для обеспечения безопасности режима необходимо производить надежный расчет процесса закрытия.

ВПЛ турбинах предлагалось использовать специальные тормозные лопатки во втулке рабочего колеса, которые при повышении частоты вращения выдвигались бы в поток и тормозили ротор. Но при этом возникает опасность самопроизвольного выдвижения этих лопаток при некотором повышении частоты вращения в нормальном процессе регулирования.

ВПЛ турбинах можно применить разворот лопастей рабочего колеса на максимальный угол. Однако в этом случае, возникает интенсивная вибрация агрегата, а в нижнем бьефе наблюдается сосредоточенная струя,

обладающая большой скоростью и распространяющаяся на большое

расстояние. Поэтому применение этого метода весьма ограничено.

Рисунок 27.5. Графики режима аварийного разгона гидроагрегата.

В настоящее время для аварийной остановки агрегата используются

«Клапаны аварийного закрытия», которые при подаче управляющего сигнала

обеспечивают, непосредственный подвод масла под давлением из гидроаккумулятора МНУ на закрытие сервомоторов НА, минуя систему управления

При достижении частоты вращения n, соответствующей уставке реле частоты вращения (реле оборотов) в точке 2, подается сигнал на клапан аварийного закрытия НА. Направляющий аппарат начинает закрываться

(точка 1), но частота вращения некоторое время продолжает расти до nМАХ и

начинает снижаться только после прохождения максимума,

соответствующего М = 0 (точка 3).

После полного закрытия НА (точка 5), частота вращения интенсивно снижается и далее при 0,25n0 остановка агрегата производится с применением торможения.

При анализе процесса вывода агрегата из аварийного режима разгона основное значение придается ограничению заброса по частоте вращения и сокращению времени работы агрегата при высокой частоте вращения. С этой целью, в СAPT принято устанавливать выявитель движения сервомотора НА на закрытие. Он позволяет подавать импульс на аварийный клапан от РЧВ не после того, как частота превысит величину, установленную для нормальных сбросов нагрузки (точка 2), а при ее возрастании на 15 % от номинальной,

если не началось движение НА на закрытие.

27.6 Траектории переходных процессов на главной универсальной характеристике.

Режим работы турбины на универсальной характеристике определяется двумя координатами – Q'I (а0) и n'I = n·D·√H .

Поскольку при переходных процессах в общем случае все три параметра (а0; n; Н = Н0 + ∆Н) изменяются во времени, то и координаты,

определяющие мгновенный режим являются функциями времени: n'I(t).

По зависимостям a0(t), H(t), n(t) можно построить траектории для различных переходных процессов.

На универсальной характеристике линия КПД = 0 соответствует разгонным режимам. Ниже нее до n'I = 0 расположена область турбинных режимов, а выше - тормозных (гидравлический момент направлен против направления вращения).

Ниже, (рисунок 27.6) показаны траектории процессов при пуске,

остановке, увеличении и сбросе нагрузки. При этом приведенная частота вращения n'I существенно отличается от номинальной n'0.

Кроме того, траектории процессов при остановке и сбросе нагрузки заходят в область тормозных режимов. Это приводит к повышенным пульсациям в проточном тракте и вибрации агрегата.

Рисунок 27.6. Траектории переходных процессов гидроагрегата.