Регулирования гидротормоза

В связи с развитием общей теории регулирования гидроагрегатов большой мощности с малой инерционной постоянной требуются дальнейшие исследования в этой области.

В 1960 г. по предложению Р. М. Эпштейна и Л. Д. Стернинсона2 в ОРГРЭС была разработана система группового регулирования гидроагрегатов. В этой системе один электрический регулятор скорости осуществляет управление группой агрегатов через гидромеханические следящие и пуско-останавливающие устройства, установленные на каждом агрегате, и электрические следящие связи в виде индикаторной сельсинной, либо компенсационной между групповым регулятором скорости и индивидуальными устройствами агрегатов.

Технические требования к системе группового регулирования гидроагрегатов ГЭС определяются требованиями к качеству регулирования частоты, активной мощности и перетоков мощности в энергосистеме [Л. 1], схемой первичной коммутации ГЭС, ее оборудованием и сооружениями.

Известно много систем группового регулирования гидроагрегатов, которые различаются структурой, применяемой аппаратурой, способами привязки к регуляторам скорости гидротурбин и конструктивным исполнением элементов. 14

Когда к системам регулирования гидроагрегатов предъявлялось требование обеспечения чувствительности по частоте 0,10 гц [Л. 2], то практически все применявшиеся системы группового регулирования могли удовлетворять этому требованию. В настоящее время требования к точности поддержания частоты повысились, в свя-•24

В системах регулирования гидроагрегатов применяются регуляторы скорости со следующими законами регулирования: пропорциональным — так называемый П-регулятор, пропорционально-интегральным — ПИ-ре-гулятор, пропорционально-интегрально-дифференциаль-ным — ПИД-регулятор.

Моделирование системы регулирования гидроагрегатов выполнялось для двух значений Г„ (1 и 0,2 сек), близких к крайним значениям для режима холостого хода гидроагрегата.

Проведенные исследования подтверждают также и то, что для схем обоих типов значения постоянных времени вспомогательного и главного сервомоторов, применяемые в современной практике конструирования систем регулирования гидроагрегатов, находятся вблизи своих оптимальных значений.

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ГИДРОАГРЕГАТОВ С ГРУППОВЫМ РЕГУЛЯТОРОМ СКОРОСТИ

Предварительные испытания замкнутой системы регулирования гидроагрегатов с ЭГРС были проведены на аналоговой машине в сочетании с реальным регулятором. Испытания производились по схеме, изображенной на рис. 90. В качестве объекта регулирования были взяты капсульные гидроагрегаты Киевской ГЭС. (Аналогичные опыты известны из [Л. 55].)

6. Применение системы с ГРС позволяет коренным образом пересмотреть компоновку узлов системы регулирования гидроагрегатов.

Применением лопаток, не совпадающих с меридиональной плоскостью и наклоненных по ходу ротора вперед, можно получить колесо ротора, обеспечивающее более высокие напоры, чем колесо с радиальными лопатками. Кроме повышения энергоемкости гидротормоза, это дает возможность при регулировании шиберами увеличить диапазон регулирования гидротормоза по моменту.

Зачастую требования к большому диапазону регулирования гидротормоза по моменту заставляют обращаться к многоколесным конструкциям. Так, при создании гидротормоза с параметрами N=1000 кет при л=1300 об/мин и N = 270 кет при « = 3000 об/мин удовлетворить техническому заданию оказалось возможным только двухколесной конструкцией, показанной на фиг. 109.

* Это соотношение справедливо для случая регулирования гидротормоза шиберами.

Однако, если заданный диапазон регулирования гидротормоза по моменту не намного больше 10, то перекрытие полей характеристик (на фиг. 27 заштрихованная полоса) делают большим с тем, чтобы более равномерно нагрузить колеса. Величину допустимого перекрытия А характеристик определяют по формуле

рабочей полости минимальная мощность составит 15 кет, то необходимый диапазон регулирования гидротормоза будет ра-

Затем определяется диапазон регулирования гидротормоза. Если величины Mt и л, определяют собой наибольшую величину отношения —т, а М2 и п2 — наименьшую, то диапазон perv-п\

Для процесса регулирования гидротормоза с клапаном-регулятором (см. фиг. 36) уравнения движения ротора и статора будут теми же, что и в рассмотренном случае. Иначе записывается выражение для скорости изменения заполнения рабочей полости гидротормоза:

Для увеличения диапазона регулирования гидротормоза требуется, во-первых, поворачивать всю лопатку, а во-вторых, сочетать поворот с уменьшением активного диаметра одного из колес, например статора. При уменьшении с поворотом лопаток активного диаметра не только будет уменьшаться часть момента, которая здесь именуется циркуляционной, но и момент от дискового трения.

Заданием на проектирование гидротормоза являются мощность N, которую должен поглотить гидротормоз, или момент М, который он должен развить при заданных оборотах: число оборотов п, начиная с которого или до которого гидротормоз должен поглощать заданную мощность; а — диапазон регулирования тормоза по числу оборотов и (3 — диапазон регулирования гидротормоза по моменту (см. § 2 гл. IV).

Диапазон регулирования гидротормоза по мощности равен-

Глубина регулирования гидротормоза по моменту существенно зависит от величины к. п. д. гидротормоза. В общем балансе потерь энергии механические потери составляют до 15% от мощности, поглощаемой гидротормозом.

Вследствие такого свойства набивных уплотнений истирание вала часто бывает настолько велико, что угрожает прочности конструкции и значительно ухудшает характеристику регулирования гидротормоза по моменту.