Для обеспечения работы агрегата в режиме индивидуального регулирования в панели расположены следующие электрические устройства управления и настройки; МИЧ, позволяющий изменять скорость вращения агрегата при его работе на холостом ходу; МИМ, позволяющий изменять мощность агрегата при работе его под нагрузкой; механизм изменения статизма, позволяющий изменять статизм регулятора; изодромное устройство, служащее для раздельной настройки параметров при работе агрегата на холостом ходу и под нагрузкой (при переходе агрегата из режима холостого хода в режим нагрузки обеспечивается автоматическое переключение выбранных уставок изодрома); устройство для введения производной сигнала по частоте (ускорения); устройство для искусственного введения регулируемой мертвой зоны; устройство для перевода гидроагрегата в режим группового регулирования.
МИЧ и МИМ содержат сельсин и электродвигатель для дистанционного воздействия. Управление частотой на холостом ходу и мощностью под нагрузкой производится от одного ключа.
Для обеспечения нормальной работы регулятора с панелью ЭГР-1Т используются источники питания, приведенные в табл. ΙΧ.3. Кроме того, для обеспечения автоматической подгонки частоты генератора к частоте сети к панели подводят переменный ток напряжением 100 В от измерительного трансформатора напряжения шин ГЭС (потребляемая мощность не более 10 В·А).
Таблица IX.3. Характеристики источников питания панели ЭГР-1Т
Регулятор с панелью ЭГР-2И не требует тахогенератора, так как для питания панели служит переменный ток напряжением 220 В с резервированием от напряжения оперативного тока 220 В. В этом случае сигнал на ЧЧЭ, измеряющий отклонения частоты генератора от номинального значения, подается от измерительного трансформатора напряжения главного генератора (100 В, потребляемая мощность 10 Β-А).
Электрическая схема регулятора.
Выявительная часть. На рис. ΙΧ.3 показана принципиальная электрическая схема серийного регулятора с панелью ЭГР-1Т. Питание панели электрооборудования осуществляется от тахогенератора переменного тока с постоянными магнитами, установленного на валу гидроагрегата. Автотрансформатор позволяет подобрать напряжение на входе преобразователя напряжения тахогенератора в том случае, когда линейное напряжение тахогенератора отличается от нормального. Напряжение тахогенератора контролирует реле Р21. Преобразователь напряжения тахогенератора формирует необходимые напряжения переменного и постоянного тока для питания основных цепей регулятора.
Через преобразователь напряжения сети собственных нужд осуществляется питание элементов автоматической настройки по напору (~24 В), дистанционных указателей (—22 В), ламп освещения узкопрофильных приборов (~6,3 В), цепей автоматики (—24 В) и др.
Частотно-чувствительный элемент представляет собой резонансный АС-контур с демодулятором. Элемент ЧЧЭ-1 выполняет функцию измерения отклонения частоты вращения агрегата от номинального значения. Выходной сигнал с ЧЧЭ-1 поступает к устройству, служащему для получения увеличенной зоны нечувствительности регулятора. Наличие такого устройства позволяет при необходимости устранить реагирование системы регулирования на небольшие отклонения частоты сети в энергосистеме и тем самым уменьшить износ гидромеханических устройств системы регулирования. Далее сигнал через дифференцирующий RС-контур, создающий воздействие по ускорению, поступает на вход интегрирующего усилителя. Постоянную времени дифференцирующей цепи изменяют с помощью четырех ключей. Каждый из ключей включает определенный конденсатор, обеспечивающий изменение постоянной времени Тn на 0,25 с.
Транзисторный усилитель, имеющий достаточно большой коэффициент усиления, охвачен емкостной обратной связью. Таким образом, он превращается в электрический интегратор (ЭИ), выполняющий функцию, аналогичную гидравлическому сервомотору. По выходному напряжению интегрирующего усилителя взяты изодромная обратная связь и статизм. Контакты реле Р15 служат для переключения уставок изодрома при включении агрегата под нагрузку. На вход ЭИ подается сигнал по частоте и управляющий сигнал от МИЧ через контакт реле Р18.
Выходной сигнал ЭИ поступает на вход усилителя мощности. На вход этого усилителя подаются также сигналы от МИМ и от датчика обратной связи направляющего аппарата.
Сигнал МИМ снимается с роторных обмоток сельсина и выпрямляется фазочувствительным демодулятором. На вход демодулятора включен прибор, показывающий сигнал МИМ. Для контроля крайних положений МИМ служат реле Р24 и Р25.
Сигнал обратной связи формируется вращающимся трансформатором ВТ801, ротор которого связан с сервомотором направляющего аппарата.
Суммарный электрический сигнал регулирования, усиленный до необходимой мощности выходным усилителем, поступает на катушку ЭГП.
При переводе регулятора в режим группового регулирования на вход усилителя мощности поступают сигналы от задатчика группового регулирования (ЗГР) и от датчика положения направляющего аппарата. Сигнал от ЗГР подается также на прибор. В режиме группового регулирования интегрирующий усилитель отключают.
Для исключения возможных толчков в системе регулирования, связанных с несоответствием переключаемых сигналов, в режиме группового регулирования предусмотрено непрерывное слежение сигнала МИМ за сигналом от ЗГР. При этом на входе вспомогательного усилителя следящей системы поступают сигналы от сельсина МИМ, ЗГР и интегрирующего усилителя.
Рис. IX.3. Электрическая схема выявительной части регулятора с панелью ЭГР-1Т:
БП — балансный прибор; ВТ — вращающийся трансформатор: ДН — датчик напора; ЗГР — задатчик группового регулирования; PITH — измерительный трансформатор напряжения; ПНСН, ПНТГ — преобразователи напряжения собственных нужд и тахогенератора соответственно; P1 —Р30 — реле панели; ДД, МИМ, МИЧ, НА, ТГ, ЭГП — см. список принятых сокращений
Усиленный суммарный сигнал поступает в обмотку управления двигателя МИМ. Двигатель вращается до тех пор, пока суммарный сигнал не станет равным нулю. Последнее означает, что при переключении с группового регулирования на индивидуальное сумма сигналов на входе выходного усилителя не изменится и, следовательно, толчка мощности не произойдет.
Устройство автоматической подгонки частоты вращения агрегата к частоте сети содержит второй частотно-чувствительный элемент (ЧЧЭ-ΙΙ), аналогичный первому и подключенный к измерительному трансформатору напряжения сети, с которой синхронизируется агрегат.
При включении автоподгонки на вход ЭИ контакты реле Р17 включают сигнал ЧЧЭ-ΙΙ, а контакты реле Р18 отключают сигнал МИЧ. Настройкой ЧЧЭ-ΙΙможно получить необходимое для синхронизации скольжение. МИЧ при автоподгонке включается в режим слежения, чтобы избежать толчка в системе регулирования из-за несоответствия переключаемых сигналов при включении выключателя генератора.
На схеме показано также устройство для автоматической настройки кулачка комбинатора по напору для регуляторов ЭГРК. Это же устройство выполняет функцию ограничения открытия направляющего аппарата по напору для регуляторов ЭГР.
С выхода общестанционного датчика напора сигнал, пропорциональный отклонению напора, подается на последовательно соединенные входные цепи устройств автоматической настройки по напору. Поданный сигнал в каждом из блоков преобразуется, усиливается и поступает на обмотку управления электродвигателя М701. Электродвигатель перемещает кулачок комбинатора или клин ограничителя открытия и одновременно движок потенциометра R705, обеспечивая, таким образом, сигнал обратной связи по положению механизма. Перемещение механизма происходит до тех пор, пока напряжение, снимаемое с движка потенциометра, не скомпенсирует напряжение, полученное от датчика напора. Это соответствует определенному для данного напора положению механизма.
Релейная часть.
Релейная часть (рис. IX.4) обеспечивает необходимую последовательность действия механизмов регулятора при автоматическом пуске агрегата, нормальной остановке, при переводе в режим синхронного компенсатора, а также при сбросах нагрузки (в случае нормального действия регулятора и при его неисправности).
При автоматическом пуске после подачи импульса от контакта реле пуска срабатывает реле Р1 и включает электродвигатель МОО на открытие. Ограничитель отходит до положения, соответствующего пусковому открытию, определяемому настройкой переключателя П701. Одновременно с движением МОО под действием сигнала в катушке ЭГП направляющий аппарат открывается и, когда открытие достигает пускового значения, останавливается. Агрегат начинает вращаться. При достижении 80 % от номинальной частоты вращения срабатывает реле Р21, которое переключает регулятор в режим автоматического управления, направляющий аппарат устанавливается на открытие холостого хода, а частота вращения почти достигает номинального значения.
Для гидромеханических колонок исполнений 5 и 6, имеющих электромагниты пуска и остановки, холостого хода и другие, в панели регулятора предусмотрены соответствующие реле, обеспечивающие управление этими электромагнитами.
Автоматический пуск агрегата с регуляторами ЭГРК осуществляется аналогично. Лопасти рабочего колеса управляются гидравлическим путем или через специальный электромагнит разворота лопастей.
В случае, когда автоподгонка не включена, изменение частоты вращения агрегата при его работе на холостом ходу осуществляется ключом МИЧ—МИМ путем воздействия на реле Р28 в сторону «Прибавить» и на реле Р29 в сторону «Убавить». При наличии автосинхронизатора соответствующие импульсы в сторону увеличения или уменьшения частоты также подаются через реле Р28 и Р29.
После завершения процесса синхронизации и включения агрегата в сеть срабатывает реле Р4 и своими контактами включает реле Р1, что вызывает перемещение МОО в положение полного открытия до отключения электродвигателя переключателем П702. При включении реле Р4 воздействие от ключа МИЧ—МИМ переводится с электродвигателя МИЧ на электродвигатель МИМ, чем обеспечивается управление мощностью агрегата под нагрузкой.
Рис. IX.4. Электрическая схема релейной части регулятора с панелью ЭГР-1Т:
АПЧ — устройство автоматической подгонки частоты; АТ — автотрансформатор; ВГ — выключатель генератора; ГР — групповое регулирование; КИА — контакт командоаппарата; ПИСИ, ПНТГ — преобразователи напряжения собственных нужд и тахогенератора соответственно; П701—П703 — контакты МОО; П704 — контакт ЭГП; П705 — контакт ГЗ; РВ — реле времени; РО — реле оборотов; РП — реле пуска; РЧ — реле частоты; Р1—Р30 — реле панели; СК — синхронный компенсатор; ЭМ — электромагнит; МИМ, МИЧ, МОО, НА, ТГ, ЭГП — см. список принятых сокращений
При нормальной автоматической остановке агрегата после подачи импульса от контакта реле остановки срабатывает промежуточное реле Р3 и своим контактом включает реле Р10. Двигатель МИМ и, следовательно, направляющий аппарат перемещаются до положения холостого хода. При достижении МИМ положения холостого хода срабатывает реле Р24, контакт которого отключает реле Р12. Электродвигатель МИМ отключается. Электродвигатель МОО включается контактом командоаппарата КНА4 только при достижении направляющим аппаратом открытия, близкого к значению холостого хода, что обеспечивает медленную разгрузку агрегата через МИМ во всем диапазоне мощности агрегата от максимального значения до нуля. Электродвигатель МОО полностью закрывает направляющий аппарат.
Для колонок ЭГРК исполнения 4 при. полном закрытии направляющего аппарата за счет действия гидромеханической части регулятора обеспечивается разворот лопастей рабочего колеса на пусковой угол.
Для колонок ЭГРК исполнения 6 лопасти рабочего колеса разворачиваются на пусковой угол с помощью специального электромагнита разворота лопастей.
В режим синхронного компенсатора агрегат переводится ключом СК. При этом включается реле Р5, которое переводит МИМ в положение холостого хода, отключает питание выходного усилителя и включает сигнал на катушку ЭГП в сторону закрытия, что вызывает полное закрытие направляющего аппарата.
При сбросе нагрузки (отключении генераторного выключателя ВГ) система. регулирования перемещает направляющий аппарат в сторону закрытия с максимальной расчетной скоростью. Одновременно через реле Р4, Р14 и Р12 обеспечивается перемещение МИМ в положение холостого хода. По окончании переходного процесса направляющий аппарат устанавливается на открытие холостого хода, а частота вращения приближается к номинальному значению.
В регуляторе ЭГРК предусмотрено программное закрытие направляющего аппарата. Электромагнит ЭМ703, который включается контактом реле Р7, воздействует через гидромеханическую часть регулятора на перемещение направляющего аппарата в сторону закрытия независимо от сигнала электрической части регулятора. Направляющий аппарат закрывается до положения, определяемого заранее заданной уставкой. Одновременно лопасти разворачиваются на пусковой угол. При достижении номинальной частоты вращения отключаются реле Р23 и Р7, с ЭМ703 снимается напряжение, регулятор переводится в режим автоматического управления: направляющий аппарат устанавливается на открытии холостого, хода, восстанавливается комбинаторная зависимость.
При сбросе нагрузки в случае неисправности автоматической части регулятора не происходит движения направляющего аппарата на закрытие. Это выявляет контакт П705, который остается замкнутым. При достижении 115% от номинальной частоты вращения срабатывает реле Р22 и включает электромагнит аварийного золотника. Направляющий аппарат перемещается в.сторону закрытия, и при достижении заданного значения открытия контакт командоаппарата включает электромагнит программного аварийного закрытия, чем обеспечивается замедление скорости движения направляющего аппарата.
В настоящее время ведутся работы по совершенствованию электрической части регулятора: по созданию электрического комбинатора, переводу выявительной части на максимальное использование интегральных микросхем, по разработке бесконтактной схемы управления регулятором на интегральных микросхемах и др.
