Анализ устойчивости контура регулирования мощности при больших возмущениях, вызванных аварийной импульсной разгрузкой

Исходное состояние

 

Общее:

·   мощность генератора Nго равна 100%-й нагрузке (Nго=1186МВт, работа ЛМЗ № 9730002 РР 0203 лист 9)

·   параметры пара - номинальные

·   в ЭЧСР активен регулятор мощности (РМ)

·   АРМ реактора - в режиме поддержания параметров пара перед главным паровым коллектором (ГПК)

Настройки РМ:

·   коэффициент пропорциональности К принят равным 0,1 по результатам исследования устойчивости и качества переходных процессов в контуре регулирования мощности при относительно малых возмущениях по частоте в сети;

·   постоянная времени интегрирования Т принята равной 5с;

·   все другие настройки РМ соответствуют настройкам, принятым для исследования устойчивости и качества переходных процессов в контуре регулирования мощности при изменениях частоты в сети;

·   регуляторы давления отключены.

Настройка канала АИР:

·   аналогична настройкам канала на 4-м блоке Калининской АЭС.

Возмущения:

·   внешняя бинарная команда «АИР3» (максимальной интенсивности).

На рисунке 4.1 представлена модель контура регулирования мощности для исследования его устойчивости при импульсных разгрузках блока. Эта модель соответствует модели, изображенной на рисунке 3.1 с учетом незначительных изменений. Частота в сети принята постоянной fc=50Гц, подключен блок АИР и в блоке, моделирующем регулятор мощности, предусмотрен следующий алгоритм работы. На время длительности импульса «АИР» задание по мощности для РМ переключается в режим слежения, выходной сигнал РМ сохраняется неизменным. Обратное переключение выполняется по факту уменьшения выходного сигнала канала АИР до 3 мА (т.е. в расчетной модели при достижении тока на выходе турбинного регулятора мощности 137 мА). Давление свежего пара в расчетной модели принято постоянным, так как в данной турбине будут установлены быстродействующие БРУ-К, которые достаточно эффективно поддерживают давление свежего пара в ГПК на заданном уровне при быстрых и значительных снижениях нагрузки на генераторе.

В блоке АИР формируется выходной сигнал в виде прямоугольного импульса с экспоненциальным съемом заднего фронта. Амплитуда прямоугольной части импульса - от 140мА, что соответствует в данной модели Nго=1186МВт, до минус 150мА, длительность - 0,5с. Начальная амплитуда экспоненциального «хвоста» - от 40мА до 140мА, постоянная времени экспоненты - 5с.

Моделирование импульса осуществлялось по характеристике изменения тока на выходе турбинного регулятора при импульсной разгрузке 4-го блока на Калининской АЭС, которая представлена на рисунке 4.2.

На рисунке 4.3 изображен график импульса, сформированного в расчетной модели блока АИР.

На рисунке 4.4 изображен график изменения тока на выходе турбинного регулятора. На этом графике видно некоторое влияние ОПРЧ на начальном участке экспоненциального «хвоста» импульсной характеристики. Обратное переключение РМ происходит безударно, так как изменение тока на выходе турбинного регулятора при подключении РМ спустя 18 секунд от начала импульса на рисунке 4.4 трудно заметить без увеличения масштаба.

На рисунках 4.5 - 4.8 изображены графики изменения электрической нагрузки Ng(t), полезной мощности турбины Np(t), относительной величины частоты вращения ротора турбины PSI(t) и положения поршней сервомоторов регулирующего клапана ЧВД hcvd(t), поворотной заслонки ЧНД hcnd(t) и сбросного клапана hscbkl(t) при импульсной разгрузке блока с постоянным давлением свежего пара.

На рисунке 4.9 представлен график изменения давления свежего пара Po(t) при импульсной разгрузке блока в случае отказа БРУ-К.

датчик регулирование давление турбинный

Рис. 4.1. Математическая модель контура регулирования мощности для исследования устойчивости контура регулирования мощности при импульсных разгрузках блока

Рис. 4.2. График изменения управляющего тока I(мА/с) на выходе турбинного регулятора при импульсной разгрузке 4-го блока Калининской АЭС

Рис.4.3. График импульса, сформированного в расчетной модели блока АИР.

Рис.4.4. График изменения тока на выходе турбинного регулятора при импульсной разгрузке блока

Рис. 4.5. График изменения электрической нагрузки Ng(t) при импульсной разгрузке блока

Рис. 4.6. График изменения мощности турбины Np(t) при импульсной разгрузке блока

Рис. 4.7. График изменения относительной величины частоты вращения ротора турбины PSI(t) при импульсной разгрузке блока

Рис. 4.8. Графики изменения положения поршней сервомоторов регулирующего клапана ЧВД hcvd(t), поворотной заслонки ЧНД hcnd(t) и сбросного клапана hscbkl(t) при импульсной разгрузке блока

Рис. 4.9. График изменения давления свежего пара Po(t) при импульсной разгрузке блока в случае отказа БРУ-К

Заключение

 

Работа по определению оптимальных параметров настройки контуров регулирования мощности и давления свежего пара турбины ЛМЗ мощностью 1200 МВт для ЛАЭС-2 с электронным регулятором угловой скорости ротора содержит следующие основные результаты:

.   Определено влияние параметров ПИ-регулятора мощности (K и Т) на устойчивость контура регулирования мощности и качество переходных процессов для характерных координат САР при относительно небольших возмущениях по частоте в сети, не вызывающих срабатывание поворотных заслонок ЧНД и сбросных клапанов. Получены оптимальные значения параметров ПИ-регулятора мощности в рамках исследуемой модели: K=0,1 и Т=5 c.

.   Определено влияние параметров ПИ-регулятора давления (K и Т) на устойчивость контура регулирования давления и качество переходных процессов для характерных координат САР при относительно небольших возмущениях по частоте в сети. Получены оптимальные значения параметров ПИ-регулятора давления в рамках исследуемой модели:K=10 и Т=1 c.

.   Выполнено расчетное исследование реакции САР на импульсное воздействие от блока АИР показало, что контур регулирования мощности обладает необходимым запасом устойчивости при больших возмущениях.

.   Результаты расчетных исследований показали, что влияние частотного корректора (с отключенной веткой «скоростной компенсации») не существенно на динамические характеристики контура регулирования мощности и, в частности, на его устойчивость.