Результат интеллектуальной деятельности: Способ регулирования газовых турбин при глубоких снижениях частоты в энергосистеме

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах автоматического регулирования газовых турбин электростанций для перевода газовых турбин в режим регулирования скорости вращения при снижении частоты в энергосистеме.

Известен способ защиты турбомашины при сбросе нагрузки (авторское свидетельство SU №1442676, МПК F01D 21/02, опубл. 07.12.1988), согласно которому измеряют частоту вращения и угловое ускорение ротора, сравнивают их с заданными значениями и формируют защитные сигналы при превышении измеренных величин заданных значений.

Недостатками данного способа являются недостаточные функциональные возможности технологической защиты турбины и длительное время восстановления параллельной работы турбины с системой.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ управления скоростью вращения турбины во время сброса нагрузки (патент US №6070405, МПК F02C 9/28, опубл. 06.06.2000), согласно которому измеряют частоту вращения ротора генератора газовой турбины в режиме реального времени при сбросе нагрузки, сравнивают ее текущее значение с заданной уставкой защитной автоматики газовой турбины, формируют защитный сигнал, который подается на исполнительный механизм.

Недостатком указанного способа являются недостаточные функциональные возможности технологической защиты турбины при снижении частоты.

Техническая задача изобретения состоит в предотвращении избыточных срабатываний технологической защиты перевода газовой турбины из режима поддержания мощности с коррекцией по частоте в режим регулирования скорости вращения при глубоких снижениях частоты в энергосистеме.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и живучести электростанции.

Это достигается тем, что в способе регулирования газовых турбин, включающем измерение частоты вращения ротора генератора газовой турбины в режиме реального времени, сравнение текущего значения частоты вращения с заданными уставками каждой из ступеней технологической защиты газовой турбины и формирование защитных сигналов, при выявлении снижения частоты вращения до уставки одной из ступеней технологической защиты начинают отсчет времени для этой ступени. В случае превышения частотой вращения значения уставки данной ступени в течение заданной выдержки времени на ее срабатывание отсчет времени прекращают, при этом продолжают вести отсчет времени для ступеней с более высокими уставками по частоте. В случае отсутствия превышения частотой вращения значения уставки данной ступени в течение заданной выдержки времени на ее срабатывание формируют защитный сигнал данной ступени на перевод газовой турбины из режима поддержания мощности с коррекцией по частоте в режим регулирования скорости вращения и на отключение генератора от сети.

Реализация предлагаемого способа регулирования газовых турбин при глубоких снижениях частоты в энергосистеме осуществляется следующим образом.

В режиме поддержания мощности с коррекцией по частоте осуществляют постоянное измерение значения частоты вращения ротора генератора газовой турбины. При глубоких снижениях частоты вращения (порядка 47,5-46 Гц), до значения уставки одной из ступеней технологической защиты газовой турбины (момент времени t₀), начинают вести отсчет времени для данной ступни до достижения заданной выдержки времени t_уст на ее срабатывание. На интервале времени от t₀ до (t₀+t_уст) технологическая защита продолжает измерять значение частоты вращения без формирования защитных сигналов.

Если на временном интервале от от t₀ до (t₀+t_уст) значение частоты вращения превысит уставку данной ступени , то отсчет времени на этой ступени прекращают и ее срабатывания не происходит. При этом продолжают отсчет времени для ступеней с более высокими уставками по частоте вплоть до срабатывания той из них, где раньше будет достигнуто значение выдержки времени на срабатывание. Если за это время значение частоты вращения ротора генератора превысит уставку первой ступени технологической защиты, отсчет времени прекращают для всех ступеней до следующего снижения частоты.

В случае, если на протяжении заданной выдержки времени на срабатывание (на интервале от t₀ до (t₀+t_уст)) значение частоты вращения не превысит уставку данной ступени , происходит срабатывание ступени, при котором выдается защитный сигнал на перевод газовой турбины в режим регулирования скорости вращения, а также сигнал на отключение генераторного (или блочного) выключателя.

Вследствие того, что ступени срабатывания технологической защиты газовой турбины имеют значительные выдержки времени при меньших снижениях частоты вращения , исключается ее срабатывание в цикле синхронных качаний с глубокими снижениями частоты.

Использование настоящего изобретения обеспечивает повышение надежности и живучести электростанции за счет повышения надежности работы газовых турбин при глубоких снижениях частоты в энергосистеме.