Современные мощные турбоагре­гаты блочного типа выполняются с промежуточным перегревом пара. Наличие значительных объемов па­ра в промежуточном перегревателе и паропроводах промперегрева тре­бует введения дополнительных эле­ментов в систему регулирования и защиты блочных турбин для предо­хранения их от разгона при сраба­тывании автомата безопасности и удержания на холостом ходу при от­ключении генератора от сети. Таки­ми элементами являются отсечные и регулирующие клапаны ЦСД, а также сбросные, установленные на горячих линиях промперегрева.

Как показывают расчеты, при отключении генератора от сети и за­крытии стопорных клапанов турби­ны К-300-240 энергии пара, заклю­ченного в промежуточном перегре­вателе и паропроводах промежуточ­ного перегрева, достаточно для раз­гона ротора до 4200 об/мин. Вслед­ствие этого в турбинах блочного ти­па наряду со стопорными клапана­ми ЦВД установлены стопорные (от­сечные) клапана ЦСД, включенные в линию защиты и закрывающиеся одновременно со стопорными клапа­нами ЦВД. При этом весь пар, на­ходящийся в промежуточном пере­гревателе, с помощью сбросных кла­панов сбрасывается в конденсатор. Управление работой сбросных кла­панов также осуществляется систе­мой регулирования и защиты турби­ны. Регулирующие клапаны ЦСД предусмотрены для обеспечения ре­жима холостого хода при полном сбросе нагрузки и отключении гене­ратора от сети. В этом случае бы­строе прикрытие регулирующих кла­панов ЦВД и ЦСД с одновремен­ным обеспариваиием промежуточно­го перегревателя через сбросные клапаны позволяет нейтрализовать влияние промежуточного перегрева и удержать турбину на холостом хо­ду без срабатывания автомата без­опасности.

Реализация всех этих режимов существенно усложнила систему ре­гулирования и защиты блочной тур­бины за счет увеличения числа паро­запорных органов, сервомоторов, зо­лотников, а также за счет увеличе­ния протяженности линий маслопро­водов.

На рис. 4-13 представлен комби­нированный дроссельно-отсечный клапан ЦСД турбины К-160-130 ХТГЗ, имеющий двойной привод. Этот клапан управляется как от ли­нии регулирования, так и от линии защиты. В первом случае он работа­ет как дроссельный орган, во вто­ром случае — как отсечной. Приме­нение одного комбинированного клапана вместо двух сокращает по­тери давления в тракте и облегчает компоновку клапанов ЦСД.

При рассмотрении особенностей систем регулирования блочных тур­бин следует остановиться на меро­приятиях по увеличению приемисто­сти этих агрегатов.

Развитие современного турбоге — нераторостроения идет в направле­нии резкого увеличения единичной мощности агрегатов при относитель­но медленном росте габаритов тур­бин и генераторов. Это достигается в основном путем повышения на­чальных параметров, введения про­межуточного перегрева для турбин, увеличения плотности тока в гене­раторах. При этом неизбежно ухуд­шаются естественные динамические характеристики турбоагрегатов (ма-

Лый момент инерции, большие паро­вые объемы в промежуточном пере­гревателе и его паропроводах, нали­чие паровых объемоз между регули­рующими клапанами и турбиной).

Все это заставило изыскивать средства к увеличению быстродейст­вия систем регулирования крупных турбин и улучшению их динамиче­ских характеристик.

Поскольку принятые в турбинах высокого давления принципы регу­лирования по скорости и ускорению оказались недостаточными для блоч­ных установок сверхкритических па­раметров мощностью 300 МВт и вы­ше, агрегаты этих типов снабжены дополнительным звеном — электри­ческой частью системы регулирова­ния (ЭЧСР).

ЭЧСР предназначена:

1) для удержания турбины на холостом ходу при сбросах нагруз­ки с отключением генератора от электрической сети;

2) для улучшения приемистости турбогенератора при изменении на­грузки в энергосистеме;

3) для точного регулирования мощности в нормальном режиме в соответствии с заданной статиче­ской характеристикой;

4) для разгрузки турбины при снижении давления острого пара;

5) для воздействия на турбину устройствами противоаварийной ав­томатики энергосистемы.

Основной принцип действия ЭЧСР заключается в том, что при резком изменении электрической на­грузки или отключении генератора от сети электрический импульс по­ступает в систему регулирования непосредственно от электрических устройств турбогенератора до того, как начнется изменение частоты вращения ротора и вступит в рабо­ту регулятор скорости турбины. Та­кой опережающий ввод импульса’ в систему регулирования, к тому же подающийся по электрическим ка­налам, естественно, улучшает дина­мические свойства системы регули­рования.

При отключении генератора от сети импульс в ЭЧСР подается от воздушного выключателя генерато­ра. Помимо этого, по другому кана­лу поступает импульс, пропорцио­нальный ускорению ротора. При вы­полнении команд на изменение мощ­ности турбины в пределах 40—100% номинальной в ЭЧСР формируется сигнал, пропорциональный разности электрической мощности генератора и паровой мощности турбины, опре­деляемой приближенно давлением пара в промежуточном перегрева­теле. При этом приемистость турбо­генератора повышается за счет фор­сированного дополнительного пере­мещения в ту же сторону регули­рующих клапанов ЦВД с целью компенсации влияния промежуточ­ного перегрева.

В ЭЧСР имеется также блок ре­гулирования мощности, который предназначен для осуществления статической характеристики с высо­кой точностью. В крупных турбинах для улучшения устойчивости при включении в сеть статическая харак­теристика в области малых нагру­зок имеет повышенную степень не­равномерности (до 10%,) что ухуд­шает приемистость агрегата и уве­личивает заброс частоты вращения при сбросах нагрузки. Блок регули­рования мощности устраняет этот недостаток, уменьшая местную сте­пень неравномерности статической характеристики до величин, регла­ментированных ПТЭ, и приближая форму статической характеристики к линейной, уменьшает общую не­равномерность системы регулирова­ния. ЭЧСР является удобным звеном в систем^ регулирования для воз­действия на турбину устройствами противоаварийной автоматики.

Сигналы от ЭЧСР вводятся в гидрав­лическую часть системы регулирования че­рез два входа: медленнодействующий — механизм управлення и быстродействую­щий — электрогидравлнческий преобразова­тель (ЭГП) (рнс. 4-14). Суммирование всех электрических импульсов, поступающих от датчиков, фиксирующих изменение контро­лируемых теплофизических и электрических

Величин, происходит в выходном магнитном усилителе, воздействующем яа ЭГП. Изме­нение силы тока в суммирующем магнитном усилителе приводит к перемещению подвиж­ного элемента — заслонки, изменяющего слив масла из сопла следящего золотника ЭГП. Это в свою очередь вызывает переме­щение следящего золотника, который своей нижней кромкой изменяет слив масла из промежуточной линии управления (рулр). Таким образом, импульс от ЭЧСР вводится параллельно импульсу от следящего золот­ника регулятора скорости.

При отсутствии динамических процес­сов в системе регулирования выходной ток магнитного усилителя близок к нулю, по­скольку в статике сигнал от датчика элек­трической мощности будет компенсировать­ся сигналом от датчика давления пара в про­межуточном перегревателе, имеющим обрат­ный знак. Сигнал по ускорению ротора так­же поступает только в том случае, если ускорение ротора больше заданной величи­ны и скорость вращения при этом повыси­лась до 102—103% номинальной.

Участие ЭЧСР в работе системы регу­лирования в условиях статики проявляется только при нагрузках меньше 15% номи­нальной, где ЭЧСР снижает величину мест­ной неравномерности до уровня среднего значения степени неравномерности регули­рования. Такое вмешательство ЭЧСР в ра­боту в условиях статики создает определен­ные трудности при синхронизации и работе турбины на малых нагрузках, вследствие чего при достижении малых нагрузок ЭЧСР отключается, а включение ее при пуске про­изводится при определенной нагрузке, ука­занной заводом.

Отключение ЭЧСР иужио производить при токе выхода, близком к нулю, или при небольшом отрицательном токе. При этом следует помнить, что отключение при поло­жительном токе выхода приведет к некото­рому увеличению нагрузки, а при отрица­тельном — к снижению. Если требуется от­ключить ЭЧСР при повышенном токе выхо­да, то с помощью канала ручного управле­ния ток сводится к нулю и вводится огра­ничитель мощности. Отключение ЭЧСР на холостом ходу приводит к увеличению ча­стоты вращения турбины на 80—90 об/мин. Поэтому после сброса нагрузки из-за от­ключения генератора от сети отключение ЭЧСР можно производить только после сни­жения частоты вращения до 3000 об/мин.

ЭЧСР является важным звеном системы регулирования современ­ных мощных турбин, поэтому экс­плуатация турбины при нагрузках свыше 30% номинальной с отклю­ченной ЭЧСР недопустима.