СИСТЕМА АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ ГИДРОТУРБИНЫ МАЛОЙ ГЭС

Система аварийной защиты ГЭС
Полезная модель относится к гидротехнике, в частности, к производству гидротурбин для малых ГЭС, и может быть использована в системах автоматического регулирования гидротурбин малых ГЭС, работающих в составе энергосистем.
Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения.
Известны системы аварийной защиты гидроагрегатов, использующие затворы с фупповыми устройствами, управляемыми через систему распределителей от регулятора скорости или от общестан14ионных систем, см. а.с. № 969946, F03B 15/06.
Такие системы управления включают в себя маслонапорные установки, обеспечивающие управление затвором в нормальных условиях, имеют высокую стоимость, сопоставимую со стоимостью самого агрегата, и достаточно большие габариты, затрудняющие размещение оборудования в помещениях малых ГЭС, снижая их конкурентоспособность.
Известна система аварийной защиты радиально-осевой гидротурбины, включающая противоразгонное устройство, взаимодействующее с предтурбинным дисковым затвором гидротурбины, см. паспорт ПС 06-54-423-95 на гидротурбину РО 300ГФ60, выпускаемую АО «Уралгидромаш.
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано за прототип настоящей полезной модели. гидротурбины малой МПК :Е02В 9/00
электропривод служит для открытия и закрытия затвора только при наличии питания электрических цепей. Потеря напряжения приводит к невозможности закрьпь затвор с использованием электропривода, что приводит к развитию аварийной ситуации, разгону гидротурбины. Закрытие затвора при отсутствии питания и при аварийных ситуациях возможно только вручную, что не обеспечивает достаточной степени надежности гидроагрегата.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи создание системы управления предтурбинным затвором , которая при использовании наиболее простых и дешевых, преимущественно, гидромеханических устройств обеспечивало высокую надежность работы системы управления затвором для малой гидротурбины в аварийных ситуациях , связанных с потерей питания электропривода.
Сущность заявпяемой полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше технического результата.
Согласно полезной модели указанная выше задача решается за счет того, что система аварийной защиты гидротурбины, включающая противоразгонное устройство, взаимодействующее с предтурбинным затвором гидротурбины, харагстеризуется тем, что противоразгонное устройство выполнено в виде закрепленного на валу турбины цилиндрического выявительного органа, на периферии которого укрепленподпружиненныйцентробежныйтолкатель,
взаимодействующий с реле частоты вращения гидротурбины, выход которого связан с электромагнитом золотникового клапана управлен(1я, который снабжен подпружиненным золотником, приводимым в действие при потере питания электромагнитом и обеспечивающим подачу рабочей жидкости от насоса с электродвигателем к полости гидроцилиндра, шток которого связан со средней частью рычага , орь качания которого на одном конце рычага жестко соединена с цапфрй диска затвора , а другой конец рычага соединен с грузом, кроме того система снабжена блоком управления, выполненным в виде трех подключенных к одному источнику питания параллельньгх ветвей, одна
из которых состоит из последовательно соединенных контактов ключа управления открытием затвора, обмотки промежуточного реле, постоянно замкнутых контактов реле частоты вращения гидротурбин1 1 и обмотки электромагнита золотникового клапана управления, вторая - из последовательно соединенных контактов ключа управления закрытием затвора, постоянно замкнутых контактов промежуточного реле, пускателя электродвигателя насоса и постоянно разомкнутых контактов конечного выключателя на открытии затвора, а третья - из постоянно разомкнутых контактов конечного выключателя на закрытии затвора и сигнальной лампы закрытия затвора.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охрань. Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, содержащие сведения о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели. Это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию новизна.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема системы аварийной защиты малой гидротурбины, предназначенной для работы на энергосистему., на фиг 2 принципиальная схема блока управления .
Система аварийной защиты гидротурбинывключает
противоразгонное устройство, взаимодействующее с предтурбинным затвором, которое выполнено в виде закрепленного на валу гидротурбины цилиндрического выявительного органа 1, снабженного центробежным толкателем 2, взаимодействующим с реле частоты вращения 3 гидротурбины , выход которого связан с электромагнитом 4 золотникового клапана управления 5, который снабжен подпружиненным золотником 6, приводимым в действие при потере питания электромагнитом 4 и обеспечивающим подачу рабочей жидкости от насоса 7 с электродвигателем 8 к полости гидроцилиндра 9, шток 10 которого связан со средней частью рычага 11, ось качания которого на
одном конце жестко соединена с цапфой диска 12 затвора, другой конец которого соединен с грузом 13. Система снабжена блоком управления, выполненным в виде трех подключенных к одному источнику питания параллельных ветвей, одна из которых состоит из последовательно соединенных контактов ключа управления 14 открытием затвора, обмотки промежуточного реле 15 , постоянно замкнутых контактов реле частоты вращения 3 гидротурбины и обмотки электромагнита 4 золотникового клапана управления 5, вторая - из последовательно соединенных контактов ключа управления 16 закрытием затвора, постоянно замкнутых контактов промежуточного реле 15, пускателя 17 электродвигателя 8 насоса 7 и постоянно разомкнутых контактов конечного выключателя 18 на открытии затвора, а третья - из постоянно разомкнутых контактов конечного выключателя 19 на закрытии затвора и сигнальной лампы 20 закрытия затвора. Насос 7 нагнетает масло из сливного бака 21 через обратный клапан 22 , фильтр 23 и вентиль 24 в гидроцилиндр 9.
Устройство работает следующим образом.
Пуск гидротурбины осуществляется открытием предтурбинного дискового затвора. Перед пуском рычаг 11 находится в крайнем нижнем положении. Контакты конечных выключателей 18 и 19 замкнуты. Контакт реле частоты вращения 3 гидротурбины замкнут. Электромагнит 4 золотникового клапана управления 5 обесточен.
Для открытия затвора ключ управления 14 открьп ием затвора ставится в положение, когда его контакты замкнуты. При этом подается питание на промежуточное реле 15, контакт промежуточного реле 15 замыкается, обеспечивая готовность пуска насоса 7. Одновременно подается питание на электромагнит 4 золотникового клапана управления 5, который смещает золотник 6 в крайнее левое положение, отсоединяя гидроцилиндр 9 от слива. Ключ управления 16 закрытием затвора переводится в положение, когда его контакты замкнуты. Электродвигатель 8 включается и насос 7 нагнетает масло из сливного бака 21 через обратный клапан 22, фильтр 23 и вентиль 24 в гидроцилиндр 9. Шток 10 гидроцилиндра 9 поднимается и, преодолевая
усилие, создаваемое грузом 13, поворачивает рычаг 11, одновременно поворачивая, диск и открывая затвор. При достижении положения полного открытия затвора рычаг 11 размыкает контакт конечного выключателя 18 , разрывая при этом цепь питания пускового устройства электродвигателя 8. Насос 7 останавливается, обратный кпапан 22 закрывается , предотвращая обратный поток масла из гидроцилиндра 9 в сливной бак 21.
При разгоне гидроагрегата противоразгонное устройство отключается от нормального положения и центробежный толкатель 2 воздействует на реле частоты вращения 3 гидротурбины и размыкает его контакт в блоке управления. Электромагнит 4 золотникового клапана управления 5 обесточивается, золотник 6 занимает крайнее правое положение, соединяя гидроцилиндр 9 со сливом. Шток 10 гидроцилиндра 9 под весом груза 13 опускается, позволяя рычагу ,11 опуститься в крайнее нижнее положение. При этом размыкается контакт промежуточного реле 15, блокируя пуск электродвигателя 8. При достижении крайнего нижнего положения рычаг 11 замыкает контакт конечного выключателя 19, на пульте загорается сигнальная лампа 20, сигнализируя о закрытом положении затвора. При полной потере напряжения на ГЭС обесточивается электромагнит 4 золотникового клапана управления 5 обесточивается, золотник 6 занимает крайнее правое положение, соединяя гидроцилиндр 9 со сливом, и затвор вышеописанным образом закрывается.
Для возможности закрьпия затвора вручную, находясь вблизи затвора на напорной магистрали предусмотрен вентиль 24, через который гидроцилиндр 9 напрямую соединяется со сливом.
Затвор также может быть закрьп в нормальной ситуации переводом ключа управления 16 закрьп ием затвора в положение, когда его контакты замкнуты.
Для изготовления заявленного устройства необходимы обычные конструкционные материалы, известные комп.пектующие, заводское оборудование, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость.