АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБИН
Каждый гидротурбинный агрегат оснащен системой регулирования, которая призвана поддерживать постоянство частоты вращения.
На рис. 8-31 показана система регулирования поворотнолопастной турбины. В связи с тем, что внешняя нагрузка на генератор меняется, для поддержания постоянной частоты вращения необходимо выдаваемую турбиной мощность автоматически приводить в соответствие с потребляемой мощностью.
Постоянство частоты вращения обеспечивается путем автоматического изменения открытия направляющего аппарата.
На валу агрегата имеется специальный генератор 7, который при малейшем изменении частоты вращения агрегата дает электрический импульс в электрическую часть 5 регулятора скорости. Оттуда поступает сигнал в гидромеханическую колонку регулятора 3, где сигнал реализуется в подачу масла под давлением из котла МНУ 4 в соответствующую полость сервомотора направляющего аппарата 10. Сервомотор направляющего аппарата поворачивает лопатки направляющего аппарата 9. От перемещения сервомотора направляющего аппарата поступает обратный сигнал выключения в гидромеханическую колонку регулятора 3 и одновременно осуществляется подача масла через маслоприемник 6 в сервомотор рабочего колеса 8 для изменения угла разворота лопастей. Между открытием направляющего аппарата и углом разворота лопастей рабочего колеса все время осуществляется связь, называемая комбинаторной, чем поддерживается при разных открытиях направляющего аппарата наивысший КПД турбины.
В результате изменения открытия направляющего аппарата и угла разворота лопастей частота вращения агрегата возвращается к первоначальной и импульс,- идущий от специального генератора в электрическую часть регулятора 5, снимается. Таким образом вся система приводится в равновесное состояние при новой мощности агрегата .
Все сигналы и движение всех элементов системы регулирования протекают одновременно. Часто система в новое равновесное положение приходит не сразу, а совершая затухающий колебательный процесс.
Котел 4 маслонапорной установки примерно на 40 % заполнен маслом, остальная часть его заполнена воздухом, сжатым обычно до 4 МПа (40 кг/см2). Масло, которое расходуется из котла на перемещения поршней сервомоторов, пополняется автоматически из сливного бака 2 при помощи насоса 1. Масло отработанное уходит в сливной бак. Таким образом, осуществляется процесс замкнутого обращения масла в системе регулирования.
Масло, которое в виде незначительных протечек вытекает из системы регулирования, собирается самотеком в бачок лекажного агрегата 11 и периодически автоматически перекачивается в сливной бак маслонапорной установки.
Аналогичная система регулирования применяется и для диагональных турбин, лопасти которых поворотные.
Для радиально-осевых турбин система регулирования оказывается проще, так как отсутствует сервомотор 8 рабочего колеса, поскольку лопасти радиально-осевых турбин неподвижны.
На рис. 8-32 изображена маслонапорная установка (МНУ).
Гидротурбинный агрегат оснащен всей необходимой аппаратурой и приборами для полной автоматизации. Пуск и остановка агрегата осуществляются от одного командного электрического импульса, который может быть дан с диспетчерского пульта управления ГЭС или системы. Во время работы агрегата контролируется его состояние. В случае не-исправности, в зависимости от степени опасности, подается либо сигнал предупреждения, либо агрегат аварийно останавливается.
Роль обслуживающего персонала ГЭС сводится к профилактическому осмотру агрегата, и постоянно он на ГЭС не требуется.
Число сервомоторов направляющего аппарата, их расположение и конструкция весьма разнообразны и зависят от размеров и мощности турбины, компоновки гидротурбинного оборудования, системы и конструкции турбины. В большой степени на разнообразие конструкций влияет непрерывный поиск конструкторов, стремящихся сделать турбину как можно надежнее, дешевле и как можно более удобной в обслуживании.
На Саяно-Шушенской ГЭС лопатки направляющего аппарата имеют индивидуальные сервомоторы.
На рис. 8-33 изображен разрез по направляющему аппарату турбины Усть-Илимской ГЭС. В отлипие от других турбин па крышке турбины 9 закреплены четыре сервомотора 2 которые поворачивают регулирующее кольцо 1 и далее через серьги 3 и накладку 5, соединенную с рычагом 6 при помощи срезного пальца 4, лопатки направляющего аппарата 5, цапфы которых, как и у турбин Саяно-Шушенской ГЭС, направляются в подшипники 7 с синтетическим покрытием.
Такое расположение сервомоторов позволило сделать направляющий аппарат весьма компактным.
На рис. 8-34 представлен направляющий аппарат турбины средней мощности с двумя сервомоторами, расположенными в нишах турбинной шахты.
