4.4.2. Система автоматического регулирования турбины должна:

• устойчиво выдерживать заданные электрическую и тепловую нагрузки и обеспечивать возможность их плавного изменения;

• устойчиво поддерживать частоту вращения ротоpa турбины на холостом ходу и плавно ее изменять (в пределах рабочего диапазона механизма управления турбиной) при номинальных и пусковых параметрах пара;

• удерживать частоту вращения ротора турбины ни­же уровня настройки срабатывания автомата безо­пасности при мгновенном сбросе до нуля электри­ческой нагрузки (в том числе при отключении ге­нератора от сети), соответствующей максимальному расходу пара при номинальных его параметрах и мак­симальных пропусках пара в часть низкого давления турбины.

Система регулирования турбины по своему конструк­тивному выполнению отвечает всем требованиям, пере­численным в данном пункте, поэтому здесь они рассмат­риваются как требования к фактическому состоянию си­стемы регулирования, которое должно поддерживаться (грамотной эксплуатацией, профилактическим обслужи­ванием, проверками, ремонтом) в течение всего срока эк­сплуатации.

В зависимости от условий эксплуатации турбина мо­жет работать по одному из двух режимов: изолированно или параллельно с другими агрегатами как по электричес­кой, так и по тепловой нагрузке. Подавляющее большин­ство агрегатов работает параллельно в сети с постоянной частотой (постоянным давлением или температурой теп­лоносителя). При этом система регулирования должна ус­тойчиво поддерживать заданную электрическую (тепло­вую) нагрузку.

Изменение нагрузки на турбоагрегате в соответствии с диспетчерским графиком производится оператором или автоматически под воздействием регуляторов скорости или давления (температуры сетевой воды), поддерживающих соответственно частоту в сети или давление в регулируемой отборе (температуру сетевой воды). Выполнение дис-петчерского графика нагрузок является одной из основ­ных задач эксплуатационного персонала электростанции, что возможно только в том случае, если система регули­рования находится в таком состоянии, при котором зада­ваемая нагрузка выдерживается.

Конструктивно узлы регулирования и парораспреде­ления турбин, а также связи между ними выполнены, как правило, в виде механико-гидравлической системы с боль­шим числом трущихся соединений. Силы трения в под­вижных парах, а также люфты в соединениях элементов регулирования и парораспределения вызывают нечувстви­тельность системы регулирования и ухудшают ее работу. При параллельной работе турбоагрегата в сети (электри­ческой или тепловой) повышенная нечувствительность системы регулирования приводит к колебаниям нагрузки.

Не менее важной задачей системы регулирования яв­ляется обеспечение возможности плавного (без толчков) перехода от одной заданной нагрузки к другой. Нагрузка изменяется воздействием на систему регулирования оператором через механизм управления турбиной (МУТ) либо автоматически — от регулятора скорости, давления в отборе (температуры сетевой воды) или от электрогид­равлической приставки (ЭГП).

Повышенная нечувствительность системы регулирова­ния из-за большой силы трения в золотниках и буксах приводит к тому, что для перемещения золотников необ­ходима большая перестановочная сила. При этом их дви­жение происходит толчками, приводящими к ступенчатым перемещениям регулирующих клапанов и, следовательно,

такому же характеру изменения мощности, т.е. к сбросам или набросам нагрузки турбиной.

Как правило, причиной повышенной нечувствительно­сти системы регулирования является засорение зазоров в золотниках и буксах промежуточных усилителей, которое может быть вызвано либо чрезмерно малыми зазорами, либо неудовлетворительным качеством масла системы ре­гулирования.

К ступенчатому характеру изменения нагрузки может приводить также наличие таких неполадок, как заедание што­ков или зависание клапанов, сервомоторов, перекосы и т.д.

Повышенная нечувствительность системы регулирова­ния по скорости проявляется также в самопроизвольном колебании частоты вращения ротора турбины на холос­том ходу, невозможности плавно изменять частоту вра­щения. Это затрудняет синхронизацию генератора при включении его в параллельную работу. Устойчивое под­держание системой регулирования частоты вращения ро­тора на холостом ходу турбины должно быть обеспечено при условиях полного открытия стопорных клапанов, но­минальных параметрах свежего пара, несмотря на то, что пуск турбины, особенно в блочных схемах, производится на скользящих параметрах пара. В связи с существенным различием в паровых усилиях, действующих на клапаны турбины при номинальных и пусковых параметрах пара, проверять способность системы регулирования удержи­вать частоту вращения турбины на холостом ходу и плав­но менять ее следует как при номинальных, так и при пусковых параметрах пара.

При установившемся режиме работы турбоагрегата па­ровая мощность турбины равна сумме электрической мощ­ности, отдаваемой в сеть, и потерь, включающих потери в генераторе. Избыток энергии пара в случае отключения генератора от сети (сброса нагрузки) идет на увеличение кинетической энергии ротора, и частота вращения повышается. Чем большую нагрузку несла турбина перед отключением генератора, тем больше возникающий дисбаланс мощностей, максимальное значение которого дости­гается при сбросе нагрузки, соответствующей максимальному расходу пара при номинальных параметрах и макси­мальных пропусках пара в часть низкого давления.

Отключение генератора от сети сопровождается рез­ким повышением частоты вращения ротора. По мере ее повышения регулятор скорости закрывает регулирующие клапаны, уменьшая расход пара в турбину. Из-за нечув­ствительности системы регулирования и инерционности промежуточных усилителей и главных сервомоторов мо­жет возникнуть запаздывание закрытия регулирующих клапанов, при котором частота вращения возрастает сверх предела, вызывающего срабатывание автомата безопас­ности, что приводит к закрытию стопорных клапанов и останову турбины. Процесс последующего пуска потре­бует выполнения ряда операций (открытия главных паро­вых задвижек, взвода автомата безопасности, взвода сто­порных клапанов, увеличения числа оборотов до холосто­го хода), значительно затягивающих время ликвидации аварии, связанной со сбросом нагрузки.

Таким образом, если в ситуации сброса нагрузки сис­тема регулирования не удержит турбину на частоте вра­щения ниже уставки срабатывания автомата безопаснос­ти, то не может быть обеспечена быстрейшая мобилиза­ция отключившейся мощности.