7.3. Импульсные характеристики турбоагрегата

Импульсная характеристика представляет собой реакцию элемента или целой системы регулирования на импульсное воздействие. Такое воздействие можно рассматривать как результат двух ступенчатых воздействий  и , где - сдвиг по времени (рис. 7. 4). Данное представление импульсного воздействия помогает достаточно просто пояснить реакцию элемента на это воздействие.

Рис. 7. 4. Формирование импульса из двух единичных воздействий

Реакция элемента на ступенчатое воздействие представляет собой переходную характеристику h(t) элемента. Для инерционного элемента первого порядка переходная характеристика изображается экспонентой , следовательно, импульсное воздействие приведет к результату, представленному на рис. 7. 5 в виде пунктирной кривой.

Рис. 7. 5. Импульсная характеристика инерционного элемента

Так как система регулирования содержит несколько элементов, то переходная характеристика системы описывается уравнением более высокого порядка, при этом усложняется описание импульсной характеристики.

Для практических целей импульсные характеристики получают экспериментально. На вход ЭГП подается импульс заданной интенсивности и длительности и фиксируется изменение мощности агрегата. Поскольку выполнить измерение мощности на валу турбины затруднительно, то измеряется электрическая мощность генератора. В таком случае эту характеристику называют импульсной характеристикой агрегата.

На рис. 7. 6 изображены импульсные характеристики турбоагрегата P_г(t): кривая 1 соответствует импульсной разгрузке агрегата при подаче на вход ЭГП импульса величиной в две неравномерности и длительностью 0, 23с. Импульс начинает подаваться при t = 0. Кривая 2 получена при подаче импульса величиной в четыре неравномерности и той же длительности.

Изменение мощности агрегата происходит с некоторой задержкой по отношению к моменту подачи импульса. Это обстоятельство обусловлено запаздыванием в системе регулирования турбины. Разгрузка через ЭГП осуществляется в виде импульса. Как только импульс снимается с ЭГП, мощность агрегата возвращается к своему исходному значению. Плавное изменение мощности на подъеме также объясняется запаздыванием в системе регулирования турбины.

Рис. 7. 6. Импульсные характеристики турбоагрегата

При воздействии через ЭГП глубина и скорость разгрузки получается вполне удовлетворительными и приемлемыми для проведения разгрузки с целью сохранения динамической устойчивости. Эксперименты и опыт эксплуатации подтверждают допустимость подачи таких воздействий на турбину.

В целях сохранения статической устойчивости в послеаварийном режиме или для разгрузки агрегата, генератор которого потерял возбуждение, поступают следующим образом: сигнал на разгрузку одновременно подают через ЭГП и МИСВ. Подача сигнала через ЭГП обеспечивает быстродействие разгрузки. Сигнал через МИСВ обеспечивает изменение мощности в установившемся режиме. Изменение мощности агрегата при таком воздействии показано на рис. 7. 6 в виде кривой 3.

Большинство агрегатов электростанций, где используется аварийное управление турбиной, представляют собой агрегаты с промежуточным перегревом пара в пароперегревателях, расположенных между частью высокого давления и частями низкого и среднего давления турбины. Передаточные функции этих турбин рассмотрены в главе 5. Наличие перегревателя пара привносит значительное запаздывание в переходную характеристику турбины. Поэтому при рассмотрении динамики аварийного управления мощностью турбины возникает вопрос об учете инерции пара в пароперегревателях.

При анализе малых колебаний, когда работают регулирующие клапаны турбины, учет инерции пара обязателен. При больших колебаниях помимо регулирующих клапанов приходят в действие также отсечные клапаны, отделяющие части среднего и низкого давления турбин от пароперегревателей.

Таким образом, изменение подачи пара к частям среднего и низкого давления турбин происходит почти одновременно и параллельно с изменением подачи пара в часть высокого давления турбины. При этом турбину можно представить как две самостоятельные турбины без промежуточного перегрева пара, регулируемые параллельно и замещаемые одной общей суммарной моделью. Такой подход является приближенным, однако он пригоден как для качественной, так и для количественной оценки процессов и явлений при автоматическом регулировании турбины.

Электрогидравлические преобразователи (ЭГП) устанавливаются на регуляторах частоты вращения всех паровых турбин мощностью 300 МВт и выше.