СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ГИДРОАГРЕГАТА ОТ РАЗГОНА

Полезная модель относится к области регулирования гидротурбин и может быть использовано в системах их противоразгонной защиты
Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых наличием признаков, сходных с существенными признаками полезной модели.
Из опубликованных и ставших общедоступными сведений следует отметить следующие аналоги полезной модели.
В большинстве известных устройств управление регулирующим органом, в частности направляющим аппаратом гидротурбины, предусмотрена возможность как автоматического, так и ручного управления сервомотором, при этом управление сервомотором в обоих этих режимах осуществляется через главный управляющий золотник с использованием прямых и обратных связей, см. авторское свидетельство №167782, F 03 В 15/00, авторское свидетельство №969946, F 03 В 15/08. Однако такие кинематические передачи снижают надежность устройств управления.
Известны более простые устройства управления регулирующими органами малой гидротурбины, в частности устройство для пуска и останова гидротурбины, в котором сервомотор так же, как и в описанных выше устройствах, связан с главным управляющим золотником, но управление последним предусмотрено только вручную или дистанционно с помощью электромагнита, и кинематические связи между сервомотором и главным управляющим золотником отсутствует, см. авторское свидетельство №160868, F 03 В 15/00.
Известны системы противоразгонной защиты гидротурбины с аварийным золотником, связанным с сервомотором направляющего аппарата для обеспечения его закрытия при отказе в работе регулятора частоты вращения и разгоне гидротурбины во время сброса нагрузки. Для предотвращения ложного срабатывания в систему защиты вводят схему блокировки включения аварийного золотника, от выполнения которой зависит надежность работы системы защиты, см авторское свидетельство №1218749, F 03 В 15/18. В этой известной
системе блокировка включения аварийного золотника обеспечивается с помощью реле времени, вводящего корректировку работы системы защиты с учетом времени переходных процессов при разгоне гидротурбины и регулируемом снижении частоты вращения.
Известна система противоразгонной защиты гидротурбины, содержащая аварийный золотник с управляющим соленоидом, подключенным к цепи последовательно с нормально открытым контактом, микропереключатель положения главного золотника, датчик частоты вращения и подключенный к нему блок реле, уставка срабатывания первого из которых соответствует контрольному повышению частоты вращения, а уставка срабатывания второго - предельно допустимой частоте вращения в аварийных условиях, промежуточное реле с катушкой, включенной в цепь последовательно с контактом микропереключателя положения главного золотника и нормально открытым контактом первого реле частоты вращения и с контактами нормально открытым, включенным параллельно контакту микропереключателя положения главного золотника, и нормально закрытым, связанным с вторым реле частоты вращения, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введено исполнительное реле, катушка которого включена последовательно в цепь с нормально открытым контактом второго реле частоты вращения и нормально закрытым контактом промежуточного реле, а контакт которого выполнен в качестве нормально открытого контакта в цепи соленоида аварийного золотника, см. патент РФ №2163980, F 03 B 15/08.
Решаемая полезной моделью техническая задача состоит в повышении надежности гидроагрегата при разгоне до максимальных значений частоты вращения, чем обеспечивается повышенная выработка электроэнергии.
Сущность полезной модели как технического решения выражается следующей совокупностью существенных признаков, достаточной для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Система защиты гидроагрегата от разгона, включающая устройство управления направляющим аппаратом гидротурбины и средства противоразгонной защиты гидроагрегата, характеризуется тем, что устройство управления направляющим аппаратом гидротурбины снабжено механизмом ограничения хода сервомотора направляющего аппарата, выполненным в виде закрепленного на торце цилиндра сервомотора упорного устройства, включающего
упорный винт, взаимодействующий с тягой сервомотора, кроме того средства противоразгонной защиты дополнительно снабжены механическим устройством, выполненным в виде установленного на валу гидроагрегата центробежного выключателя, непосредственно взаимодействующего с рычагом золотника средства противоразгонной защиты.
Данная совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях аналогичного назначения, совокупности существенных признаков которых совпадают с совокупностью существенных признаков полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии условию патентоспособности "новизна".
За счет реализации существенных признаков полезной модели достигается объективно проявляющийся технический результат, заключающийся в обеспечении надежной защиты гидроагрегата при разгоне.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез по механизму ограничения хода сервомотора, на фиг.2 - вид сверху на центробежный выключатель и рычаг золотника противоразгонной защиты, на фиг.3 - схема размещения центробежного выключателя и золотника противоразгонной защиты.
Система защиты гидроагрегата от разгона включает устройство управления направляющим аппаратом гидротурбины и средства противоразгонной защиты гидроагрегата. Устройство управления направляющим аппаратом гидротурбины снабжено механизмом ограничения хода сервомотора направляющего аппарата, выполненным в виде закрепленного на торце цилиндра 1 сервомотора 2 упорного устройства 3, включающего упорный винт 4, взаимодействующий с тягой сервомотора 5. Средства противоразгонной защиты дополнительно снабжены механическим устройством, выполненным в виде установленного на валу 6 гидроагрегата центробежного выключателя 7, непосредственно взаимодействующего с рычагом 8 золотника 9 средства противоразгонной защиты.
Устройство работает следующим образом.
Сервомотор 2 обеспечивает необходимое открытие направляющего аппарата гидротурбины. Упорное устройство 3 повышает надежность защиты
гидроагрегата при разгоне за счет того, что его упорный винт 4, взаимодействуя с тягой 5 сервомотора 1, ограничивает ее ход и не допускает открытия направляющего аппарата, при которых частота вращения гидроагрегата превысила бы максимально допустимую частоту вращения, определяемую прочностными характеристиками наиболее нагруженных частей гидроагрегата.
Регулировка расположения упорных устройств производится вручную эксплуатационным персоналом при изменении рабочего напора.
Центробежный выключатель 6 при разгоне гидроагрегата под действием центробежных сил изменяет свое положение и воздействует на рычаг 7 золотника противоразгонной защиты, которая осуществляет снижение частоты вращения гидроагрегата или его остановку. Данное механическое устройство регулируется таким образом, что срабатывание противоразгонной защиты происходило при частоте вращения гидроагрегата в 1,6 раза превышающей номинальную частоту вращения.
Повышение надежности защиты гидроагрегата от разгона позволяет увеличить максимальное значение разгонной частоты вращения и повысить выработку электроэнергии. Например, для условий сооружаемой в настоящее время Бурейской ГЭС, использование заявленного технического решения на агрегатах №1 и №2 со сменными рабочими колесами позволяет для заданных диапазонов действующих напоров контролировать максимальную разгонную частоту вращения 236 об/мин и увеличить мощности гидроагрегата на 20 МВт.
Известные и вышеописанные средства и методы, с помощью которых возможно осуществление полезной модели в том виде, как она охарактеризована в формуле, подтверждают возможность получения указанного выше технического результата. Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом из известных материалов с использованием известных технологий и технических средств, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие полезной модели условию патентоспособности «промышленная применимость».
Заявленная система позволяет повысить надежность защиты гидроагрегата при разгоне, что обеспечивает возможность работы на повышенной разгонной частоте с повышенной выработкой электроэнергии.