[go: up one dir, main page]

RU2711901C1 - Device for protection of industrial turbocharger from surging - Google Patents

Device for protection of industrial turbocharger from surging Download PDF

Info

Publication number
RU2711901C1
RU2711901C1 RU2019108327A RU2019108327A RU2711901C1 RU 2711901 C1 RU2711901 C1 RU 2711901C1 RU 2019108327 A RU2019108327 A RU 2019108327A RU 2019108327 A RU2019108327 A RU 2019108327A RU 2711901 C1 RU2711901 C1 RU 2711901C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
voltage
control unit
current
Prior art date
Application number
RU2019108327A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Герасимук
Михаил Вениаминович Кипервассер
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Priority to RU2019108327A priority Critical patent/RU2711901C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2711901C1 publication Critical patent/RU2711901C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to devices and systems for protection of industrial turbocharger from surging. Device, in which current sensor is connected to network, and its first output is connected to turbo-compressor, and second output is connected to input of current analysis unit, which contains voltage source, analog-digital converter, digital signal processing unit, digital-to-analogue converter. Current analysis unit is connected to the first input of the control unit. Output of output relay unit generates output of control unit, which is connected to input of relay protection and automatics of electric motor. Intermediate voltage transformer is connected to output of voltage transformer connected to network, and output of intermediate voltage transformer is connected through rectifier with smoothing filter. Latter is connected to the second input of the reference voltage correction device, and the output of the reference voltage source is connected to the first input of the reference voltage correction device, the output of which is connected to the second input of the control unit.
EFFECT: high speed of the device, which enables to minimize the consequences of the accident.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам и системам защиты промышленного турбокомпрессора от помпажа.The invention relates to devices and systems for protecting an industrial turbocharger from surging.

Известен способ защиты турбокомпрессора от помпажа, включающий измерение на всасе и нагнетании турбокомпрессора температуры и давления газа, измерение скорости вращения ротора турбокомпрессора, измерение влажности газа и барометрического давления атмосферного воздуха, определение абсолютной температуры и давления газа на всасе и нагнетании, определение объемного состава газа на входе в компрессор, определение текущей степени сжатия турбокомпрессора, определение функциональную зависимость степени сжатия от расхода по известной графической или табличной газодинамической характеристике турбокомпрессора таким образом, чтобы среднеквадратичная оценка относительной погрешности на диапазоне определений степени сжатия не превышала ±1%, определение по найденной зависимости и безразмерному заданию по запасу устойчивости к помпажу степень сжатия в точке заданного запаса устойчивости и использование ее в качестве задания ПИД-регулятору степени сжатия, воздействующему на противопомпажный клапан. Далее определяется текущие значения газовой постоянной, коэффициента сжимаемости на всасе, показателя изоэнтропы газа и политропного коэффициента полезного действия, на основе которых, а также на основе значений этих параметров и скорости вращения ротора, определенных при получении газодинамической характеристики турбокомпрессора, пересчитывают с учетом измеренной скорости вращения ротора текущую степень сжатия на условия всасывания, при которых получена газодинамическая характеристика, и используют найденную таким образом степень сжатия в качестве регулируемой переменной в ПИД-регуляторе степени сжатия (патент RU №2434162, МПК F04D 27/02, опубл. 20.11.2011).There is a method of protecting a turbocharger from surging, including measuring the temperature and pressure of the gas at the inlet and forcing of the turbocompressor, measuring the rotational speed of the turbocharger rotor, measuring the humidity of the gas and barometric pressure of atmospheric air, determining the absolute temperature and pressure of the gas at the inlet and forcing, determining the volumetric composition of gas at the compressor inlet, determining the current compression ratio of a turbocompressor, determining the functional dependence of the compression ratio on flow rate according to a known gr the physical or tabular gas-dynamic characteristic of the turbocharger so that the root-mean-square estimate of the relative error in the range of definitions of the degree of compression does not exceed ± 1%, the determination of the compression ratio at the point of a given stability margin and using it as a task PID controller for compression ratio acting on the surge valve. Next, the current values of the gas constant, the compressibility coefficient at the suction, the gas isentropic index and the polytropic efficiency are determined, based on which, as well as on the basis of the values of these parameters and the rotor speed determined when the gas-dynamic characteristics of the turbocompressor are obtained, they are recalculated taking into account the measured rotation speed rotor current compression ratio to the suction conditions under which the gas-dynamic characteristic is obtained, and the step thus found is used s compression as a manipulated variable in the PID controller of the compression ratio (patent RU №2434162, IPC F04D 27/02, publ. 20.11.2011).

Недостатком данного способа защиты является его сложность, необходимость контроля большого количества входных параметров, получаемых от датчиков. При этом, большое количество датчиков предполагает, соответственно, большое количество контрольных кабелей, для передачи информационных сигналов и достаточно сложную систему их обработки. В случае обрыва кабельных связей или выхода из строя датчиков система защиты может оказаться неработоспособна, что может привести к тяжелой аварии и разрушению турбокомпрессора.The disadvantage of this method of protection is its complexity, the need to control a large number of input parameters received from sensors. At the same time, a large number of sensors implies, accordingly, a large number of control cables for transmitting information signals and a rather complicated system for processing them. In the event of a broken cable connection or failure of the sensors, the protection system may be inoperative, which can lead to severe accidents and destruction of the turbocharger.

Наиболее близким по технической сущности является способ диагностики помпажа турбокомпрессора и система для его реализации (патент RU №2172433, МПК F04D 27/02, G04B 13/02, опубл. 20.08.2001). Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в качестве критерия диагностики помпажа принимают результат сравнения с пороговым значением отношения среднеквадратичного отклонения измеряемого значения параметра к его среднему значению за определенный интервал времени. Система диагностики помпажа промышленного турбокомпрессора содержит датчик перепада давления на сужающем устройстве, установленном в проточной части турбокомпрессора. Выход датчика перепада давления соединен с входом квадратора и фильтра нижних частот, выход которого соединен с входом квадратора и вторым входом делителя, выход квадратора соединен с входом другого фильтра нижних частот, выходы этого фильтра и квадратора соединены с прямым и инверсным входами сумматора соответственно, а выход сумматора соединен с входом корнеизвлекающего элемента, выход которого соединен с первым входом делителя, выход которого, в свою очередь, соединен с входом порогового элемента.The closest in technical essence is a method for diagnosing surging turbocharger and a system for its implementation (patent RU No. 2172433, IPC F04D 27/02, G04B 13/02, publ. 08/20/2001). The essence of the proposed method lies in the fact that as a criterion for the diagnosis of surge take the result of comparison with the threshold value of the ratio of the standard deviation of the measured value of the parameter to its average value for a certain period of time. The surge diagnostic system of an industrial turbocompressor contains a differential pressure sensor on the constriction device installed in the flow part of the turbocompressor. The output of the differential pressure sensor is connected to the input of the quadrator and the low-pass filter, the output of which is connected to the input of the quadrator and the second input of the divider, the output of the quadrator is connected to the input of another low-pass filter, the outputs of this filter and the quadrator are connected to the direct and inverse inputs of the adder, respectively, and the output the adder is connected to the input of the root extracting element, the output of which is connected to the first input of the divider, the output of which, in turn, is connected to the input of the threshold element.

Недостатком известного технического решения является низкое быстродействие защиты, связанное с большим временем отклика датчика перепада давления на изменение давления в нагнетающем трубопроводе турбокомпрессора. Собственное время отклика датчика может достигать 0,6-0,9 с, а полное время срабатывания устройства превышает 1,0 с.A disadvantage of the known technical solution is the low speed of protection associated with the long response time of the differential pressure sensor to a change in pressure in the discharge pipe of the turbocharger. The intrinsic response time of the sensor can reach 0.6-0.9 s, and the total response time of the device exceeds 1.0 s.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении быстродействия и предупреждения аварийных ситуаций, связанных с возникновением помпажа промышленного турбокомпрессора на ранних стадиях с целью минимизации последствий аварий.The technical problem solved by the present invention is to increase the speed and the prevention of emergency situations associated with the occurrence of surging industrial turbocharger in the early stages in order to minimize the consequences of accidents.

Существующая техническая проблема решается тем, что в известном устройстве защиты промышленного турбокомпрессора от помпажа, включающем датчик измеряемого параметра, соединенный с турбокомпрессором, согласно изобретению, датчиком измеряемого параметра служит датчик тока, вход которого соединен с питающей сетью, а его первый выход соединен через высоковольтный выключатель электродвигателя с турбокомпрессором, а второй выход соединен с входом блока анализа тока, содержащим последовательно соединенные управляемый током источник напряжения, аналогово-цифровой преобразователь, блок цифровой обработки сигнала и цифро-аналоговый преобразователь, выход которого является выходом блока анализа тока и соединен с первым входом блока управления, включающего триггер Шмидта, соединенный последовательно с блоком выходных реле, причем первый вход триггера Шмидта является первым входом блока управления, а второй вход триггера Шмидта является вторым входом блока управления, при этом выход блока выходных реле формирует выход блока управления, который соединен с входом блока релейной защиты и автоматики электродвигателя, выход которого соединен со вторым входом высоковольтного выключателя электродвигателя, при этом вход промежуточного трансформатора напряжения соединен с выходом трансформатора напряжения, соединенного с питающей сетью, а выход промежуточного трансформатора напряжения соединен через выпрямитель со сглаживающим фильтром, выход которого соединен со вторым входом устройства коррекции опорного напряжения, при этом выход источника опорного напряжения соединен через блок регулятора уровня опорного напряжения с первым входом устройства коррекции опорного напряжения, выход которого соединен со вторым входом блока управления.The existing technical problem is solved by the fact that in the known device for protecting an industrial turbocharger against surge, including a measured parameter sensor connected to a turbocharger, according to the invention, the measured parameter sensor is a current sensor, the input of which is connected to the supply network, and its first output is connected via a high voltage switch an electric motor with a turbocompressor, and the second output is connected to the input of the current analysis unit containing a series-connected current controlled source an analog-to-digital converter, a digital signal processing unit, and a digital-to-analog converter, the output of which is the output of the current analysis unit and connected to the first input of the control unit, including a Schmidt trigger, connected in series with the output relay block, the first input of the Schmidt trigger being the first the input of the control unit, and the second input of the Schmidt trigger is the second input of the control unit, while the output of the output relay unit forms the output of the control unit, which is connected to the input of the relay protection and automation of the electric motor, the output of which is connected to the second input of the high-voltage circuit breaker of the electric motor, while the input of the intermediate voltage transformer is connected to the output of the voltage transformer connected to the supply network, and the output of the intermediate voltage transformer is connected through a rectifier to the smoothing filter, the output of which is connected to the second the input of the reference voltage correction device, while the output of the reference voltage source is connected through the block of the voltage level regulator voltage with the first input of the reference voltage correction device, the output of which is connected to the second input of the control unit.

Технический результат, получаемый в результате использования изобретения заключается в повышенном быстродействии устройства, что позволяет распознать аварийную ситуацию на ранней стадии и минимизировать последствия аварии.The technical result obtained by using the invention is to increase the speed of the device, which allows to recognize an emergency at an early stage and minimize the consequences of the accident.

Технический результат достигается последовательным срабатыванием датчика тока и семи блоков: блока анализа тока, источника опорного напряжения, регулятора опорного напряжения, устройства коррекции опорного напряжения, промежуточного трансформатора напряжения, выпрямителя, сглаживающего фильтра.The technical result is achieved by successive operation of the current sensor and seven blocks: a current analysis unit, a reference voltage source, a reference voltage regulator, a voltage reference correction device, an intermediate voltage transformer, a rectifier, a smoothing filter.

Ток статора синхронного электродвигателя (СД) проходя через датчик тока (ДТ), формирует сигнал, который передается в блок анализа тока (БАТ).The stator current of a synchronous electric motor (SD) passing through a current sensor (DT) forms a signal that is transmitted to the current analysis unit (BAP).

Преобразованный в постоянное напряжение сигнал с БАТ поступает на первый вход блока управления (БУ). Блок управления БУ реализует функцию срабатывания защиты по заданной уставке. Защита действует на отключение синхронного электродвигателя от питающей сети и срабатывает, в случае, если амплитуда колебания тока составляет более 1,2 I макс.раб (Iср≥1,2⋅Iмакс.раб).The signal converted from direct current to the BAT is fed to the first input of the control unit (CU). The control unit of the control unit implements the function of operation of the protection at a given setpoint. The protection acts to disconnect the synchronous motor from the supply network and is triggered if the amplitude of the current fluctuation is more than 1.2 I max. Rab (I av ≥1.2⋅I max . Rab ).

Триггер Шмидта (ТШ) реализуют функцию сравнения, сравнивая значения приходящего из БАТ сигнала с сигналом уставки срабатывания, формирующемся в блоке устройства коррекции опорного напряжения (УКОН). Источник опорного напряжения (ИОН) формирует стабильное по амплитуде напряжение на своем выходе, которое подается на вход регулятора уровня опорного напряжения (РУОН), на выходе которого формируется выходной уровень напряжения, задающий уставку срабатывания защиты. Так как в процессе работы турбокомпрессорной установки возможны колебания напряжения питающей сети, приводящие к колебаниям тока статора синхронного электродвигателя, для исключения ложного срабатывания защиты, выходной сигнал РУОН подается на первый вход блока устройства коррекции опорного напряжения (УКОН). Этот элемент обеспечивают сравнение величины текущего напряжения питающей сети, измеренного трансформатором напряжения (ТН), с номинальным напряжением питающей сети. При отклонении величины текущего напряжения от номинального, происходит обратно-пропорциональная коррекция величины опорного напряжения. Промежуточный трансформатор напряжения (ПТН) понижает величину напряжения сети до значений, необходимых для работы внутренних схем блока устройства защиты (БУЗ). Сигнал с выхода ПТН подается на вход выпрямителя (В), который преобразует переменное напряжение ПТН в выпрямленное. Сигнал с выхода выпрямителя подается на вход сглаживающего фильтра (СФ), который сглаживает пульсации сигнала с выхода выпрямителя. Сигнал с выхода сглаживающего фильтра (СФ) подается на второй вход УКОН, с которого сигнал уставки срабатывания подается на второй вход БУ. Выходной аварийный сигнал блока выходных реле (БВР) подается на вход блока релейной защиты и автоматики электродвигателя (РЗиАД), с которого выходной сигнал подается на вход высоковольтного выключателя электродвигателя.The Schmidt trigger (TS) implements the comparison function by comparing the values of the signal coming from the BAP with the operation setpoint signal generated in the block of the reference voltage correction device (UCON). The reference voltage source (ION) generates a voltage that is stable in amplitude at its output, which is fed to the input of the reference voltage level regulator (RUON), at the output of which an output voltage level is formed that sets the protection operation setting. Since during the operation of the turbocompressor installation voltage fluctuations of the supply network are possible, leading to fluctuations in the stator current of the synchronous electric motor, in order to prevent false protection operation, the output signal of the RUON is fed to the first input of the reference voltage correction device (UKON) unit. This element provides a comparison of the current supply voltage measured by a voltage transformer (VT) with the rated supply voltage. If the current voltage deviates from the nominal voltage, an inverse-proportional correction of the reference voltage occurs. An intermediate voltage transformer (PTN) lowers the voltage value of the network to the values necessary for the operation of the internal circuits of the protection device block (BUZ). The signal from the output of the PTN is fed to the input of the rectifier (V), which converts the alternating voltage of the PTN to rectified. The signal from the output of the rectifier is fed to the input of a smoothing filter (SF), which smooths the ripple of the signal from the output of the rectifier. The signal from the output of the smoothing filter (SF) is fed to the second input of UKON, from which the signal of the setpoint of operation is supplied to the second input of the control unit. The output alarm signal of the block of output relays (BVR) is fed to the input of the relay protection and automation unit of the electric motor (RZiAD), from which the output signal is fed to the input of the high-voltage circuit breaker of the electric motor.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена функциональная схема устройства защиты промышленного турбокомпрессора от помпажа.The present invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a device for protecting an industrial turbocharger from surge.

Устройство защиты турбокомпрессора от помпажа содержит датчик тока 1, вход которого соединен с питающей сетью, а его первый выход соединен с входом блока анализа тока 2, содержащим последовательно соединенные управляемый током источник напряжения 3 (УТИН), аналогово-цифровой преобразователь 4, блок цифровой обработки сигнала 5, цифро-аналоговых преобразователь 6, выход которого является выходом блока анализа тока 2 и соединен с первым входом блока управления 7, содержащего в своем составе триггер Шмидта 8, соединенный своим выходом с блоком выходных реле 9. Первый вход триггера Шмидта 8 является первым входом блока управления 7, а второй вход триггера ШмидтаThe surge protection device of the turbocharger contains a current sensor 1, the input of which is connected to the supply network, and its first output is connected to the input of the current analysis unit 2, containing a voltage-controlled voltage source 3 (UTIN), an analog-to-digital converter 4, and a digital processing unit signal 5, a digital-to-analog converter 6, the output of which is the output of the current analysis unit 2 and connected to the first input of the control unit 7, which contains Schmidt trigger 8, connected by its output to the unit in output relays 9. The first input of the Schmidt trigger 8 is the first input of the control unit 7, and the second input of the Schmidt trigger

8 является вторым входом блока управления 7. Выход блока выходных реле 9 формирует выход блока управления 7, который соединен с входом блока релейной защиты и автоматики электродвигателя 10, а его выход соединен с входом высоковольтного выключателя 11 электродвигателя, Вход промежуточного трансформатора напряжения 12 соединен с выходом трансформатора напряжения 13, вход которого соединен с питающей сетью. Промежуточный трансформатор напряжения 12 своим выходом соединен с выпрямителем 14, выход которого соединен со сглаживающим фильтром 15, а выход последнего соединен со вторым входом устройства коррекции опорного напряжения 16. Источник опорного напряжения 17 своим выходом соединен с входом блока регулятора уровня опорного напряжения 18, а его выход соединен с первым входом устройства коррекции опорного напряжения 16. Выход устройства коррекции опорного напряжения 16 соединен со вторым входом блока управления 7. Датчик тока 1 через высоковольтный выключатель 11 электродвигателя соединен с синхронным электродвигателем 19 турбокомпрессора 20.8 is the second input of the control unit 7. The output of the output relay unit 9 forms the output of the control unit 7, which is connected to the input of the relay protection and automation unit of the electric motor 10, and its output is connected to the input of the high-voltage switch 11 of the electric motor. The input of the intermediate voltage transformer 12 is connected to the output voltage transformer 13, the input of which is connected to the supply network. The intermediate voltage transformer 12 is connected with an output to a rectifier 14, the output of which is connected to a smoothing filter 15, and the output of the latter is connected to the second input of the voltage correction device 16. The voltage reference 17 is connected to the input of the voltage level regulator block 18, and the output is connected to the first input of the reference voltage correction device 16. The output of the reference voltage correction device 16 is connected to the second input of the control unit 7. Current sensor 1 via high voltage first motor switch 11 is connected to the synchronous motor 19 of the turbocharger 20.

Устройство защиты промышленного турбокомпрессора от помпажа работает следующим образом. Ток статора синхронного электродвигателя 19, проходя через датчик тока 1, формирует сигнал, который передается в блок анализа тока 2. Вначале токовый сигнал преобразуется в сигнал напряжения посредством управляемого током источника напряжения 3. Далее аналогово-цифровой преобразователь 4 производит оцифровку аналогового сигнала и передает его в блок цифровой обработки сигнала 5, где производится цифровая фильтрация и выделение полезного сигнала в диапазоне 7-10 Гц. Полученный цифровой сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь 6, который преобразует сигнал блока цифровой обработки сигнала 5 в постоянное напряжение. Далее сигнал поступает на первый вход блока управления 7.The device for protecting an industrial turbocharger from surge is as follows. The stator current of the synchronous electric motor 19, passing through the current sensor 1, generates a signal that is transmitted to the current analysis unit 2. First, the current signal is converted into a voltage signal by means of a current-controlled voltage source 3. Then, the analog-to-digital converter 4 digitizes the analog signal and transmits it into the digital signal processing unit 5, where digital filtering and the selection of the useful signal in the range of 7-10 Hz are performed. The received digital signal is fed to a digital-to-analog converter 6, which converts the signal of the digital signal processing unit 5 into a constant voltage. Next, the signal is fed to the first input of the control unit 7.

Блок управления 7 реализует функцию срабатывания защиты по заданной уставке. Защита действует на отключение синхронного электродвигателя 19 от питающей сети и срабатывает, в случае, если амплитуда колебания тока составляет более 1,2 Iмакс.раб(Icp≥1,2⋅Iмакс.раб).The control unit 7 implements the function of the protection at the specified setpoint. The protection acts to disconnect the synchronous electric motor 19 from the supply network and is triggered if the amplitude of the current fluctuation is more than 1.2 I max.rab (I cp ≥1.2⋅Imax.rab).

Триггер Шмидта 8 реализуют функцию сравнения, сравнивая значения приходящего из блока анализа тока 2 сигнала с сигналом уставки срабатывания, формирующимся в блоке устройства коррекции опорного напряжения 16.The Schmidt trigger 8 implements the comparison function by comparing the values of the signal coming from the current analysis unit 2 with the response signal generated in the block of the reference voltage correction device 16.

Источник опорного напряжения 17 формирует стабильное по амплитуде напряжение на своем выходе, которое подается на вход регулятора уровня опорного напряжения 18. На выходе регулятора уровня опорного напряжения 18 формируется выходной уровень напряжения, задающий уставку срабатывания защиты. Так как в процессе работы турбокомпрессорной установки возможны колебания напряжения питающей сети, приводящие к колебаниям тока статора синхронного электродвигателя 19, для исключения ложного срабатывания защиты, вызванного колебанием напряжения питающей сети и колебаниями тока, выходной сигнал регулятора уровня опорного напряжения 18 подается на первый вход блока устройства коррекции опорного напряжения 16. Этот элемент обеспечивают сравнение величины текущего напряжения питающей сети, измеренного трансформатором напряжения 13, с номинальным напряжением питающей сети. При отклонении величины текущего напряжения от номинального, происходит обратно-пропорциональная коррекция величины опорного напряжения.The reference voltage source 17 generates a voltage that is stable in amplitude at its output, which is fed to the input of the voltage level regulator 18. At the output of the voltage level regulator 18, an output voltage level is formed that sets the protection operation setting. Since during the operation of the turbocompressor installation voltage fluctuations of the supply network are possible, which lead to fluctuations in the stator current of the synchronous electric motor 19, in order to eliminate false protection caused by fluctuations in the supply voltage and current fluctuations, the output signal of the voltage level regulator 18 is supplied to the first input of the device unit correction of the reference voltage 16. This element provides a comparison of the current voltage of the supply network, measured by a voltage transformer 13, with n Mains rated voltage. If the current voltage deviates from the nominal, an inverse-proportional correction of the reference voltage occurs.

Величина текущего напряжения питающей сети, измеренная трансформатором напряжения 13, с его выхода подается на вход промежуточного трансформатора напряжения 12. Промежуточный трансформатор напряжения 12 понижает величину напряжения сети до значений, необходимых для работы внутренних схем блока устройства защиты. Сигнал с выхода промежуточного трансформатора напряжения 12 подается на вход выпрямителя 14, который преобразуют переменное напряжение промежуточного трансформатора напряжения 12 в выпрямленное. Сигнал с выхода выпрямителя 14 подается на вход сглаживающего фильтра 15, который сглаживает пульсации сигнала с выхода выпрямителя 14. Сигнал с выхода сглаживающего фильтра 15 подается на второй вход блока устройства коррекции опорного напряжения 16. С выхода блока устройства коррекции опорного напряжения 16 сигнал уставки срабатывания подается на второй вход блока управления 7.The magnitude of the current voltage of the supply network, measured by the voltage transformer 13, from its output is fed to the input of the intermediate voltage transformer 12. The intermediate voltage transformer 12 lowers the voltage value of the network to the values necessary for operation of the internal circuits of the protection device block. The signal from the output of the intermediate voltage transformer 12 is fed to the input of the rectifier 14, which converts the alternating voltage of the intermediate voltage transformer 12 into a rectified one. The signal from the output of the rectifier 14 is fed to the input of the smoothing filter 15, which smoothes out the pulsations of the signal from the output of the rectifier 14. The signal from the output of the smoothing filter 15 is fed to the second input of the block of the reference voltage correction device 16. From the output of the block of the device of the reference voltage correction 16, the response signal to the second input of the control unit 7.

Выходной сигнал триггера Шмидта 8 подается на вход блока выходных реле 9. Блок выходных реле 9 содержит электромеханические или твердотельные реле с набором нормально открытых и нормально закрытых контактов. Выходной аварийный сигнал блока выходных реле 9 подается на вход блока 10 релейной защиты и автоматики электродвигателя. Выходной сигнал блока 10 релейной защиты и автоматики электродвигателя подается на вход высоковольтного выключателя 11 электродвигателя.The output signal of the Schmidt trigger 8 is fed to the input of the output relay unit 9. The output relay unit 9 contains electromechanical or solid state relays with a set of normally open and normally closed contacts. The output alarm signal of the block of output relays 9 is fed to the input of block 10 of relay protection and automation of the electric motor. The output signal of the block 10 relay protection and automation of the electric motor is fed to the input of the high-voltage circuit breaker 11 of the electric motor.

Появление аварийного сигнала срабатывания защиты обеспечивается последовательным срабатыванием датчика тока 1 и семи блоков: 2, 17, 18, 16, 12, 14, 13. Время отклика датчика тока составляет 10-5-10-4 с, а совокупное время срабатывания блоков составляет 7⋅10-5-7⋅10-4 с. Полное время срабатывания устройства будет составлять 8⋅10-5-8⋅10-4 с (0,00008…0,0008 с).The occurrence of the protection operation alarm is ensured by the sequential operation of the current sensor 1 and seven blocks: 2, 17, 18, 16, 12, 14, 13. The response time of the current sensor is 10 -5 -10 -4 s, and the total response time of the blocks is 7 ⋅10 -5 -7⋅10 -4 s. The total response time of the device will be 8⋅10 -5 -8⋅10 -4 s (0.00008 ... 0.0008 s).

Таким образом, предлагаемое устройство защиты промышленного турбокомпрессора от помпажа обладает повышенным быстродействием, что позволяет распознать аварийную ситуацию на ранней стадии и минимизировать последствия аварии.Thus, the proposed device for protecting an industrial turbocharger from surge has increased speed, which allows you to recognize an emergency situation at an early stage and minimize the consequences of the accident.

Claims (1)

Устройство защиты промышленного турбокомпрессора от помпажа, включающее датчик измеряемого параметра, соединенный с турбокомпрессором, отличающееся тем, что датчиком измеряемого параметра служит датчик тока, вход которого соединен с питающей сетью, а его первый выход соединен через высоковольтный выключатель электродвигателя с турбокомпрессором, а второй выход соединен с входом блока анализа тока, содержащим последовательно соединенные управляемый током источник напряжения, аналогово-цифровой преобразователь, блок цифровой обработки сигнала и цифро-аналоговый преобразователь, выход которого является выходом блока анализа тока и соединен с первым входом блока управления, включающего триггер Шмидта, соединенный последовательно с блоком выходных реле, причем первый вход триггера Шмидта является первым входом блока управления, а второй вход триггера Шмидта является вторым входом блока управления, при этом выход блока выходных реле формирует выход блока управления, который соединен с входом блока релейной защиты и автоматики электродвигателя, выход которого соединен со вторым входом высоковольтного выключателя электродвигателя, при этом вход промежуточного трансформатора напряжения соединен с выходом трансформатора напряжения, соединенного с питающей сетью, а выход промежуточного трансформатора напряжения соединен через выпрямитель со сглаживающим фильтром, выход которого соединен со вторым входом устройства коррекции опорного напряжения, при этом выход источника опорного напряжения соединен через блок регулятора уровня опорного напряжения с первым входом устройства коррекции опорного напряжения, выход которого соединен со вторым входом блока управления.Device for protecting an industrial turbocharger from surge, including a measured parameter sensor connected to a turbocharger, characterized in that the measured parameter sensor is a current sensor, the input of which is connected to the mains, and its first output is connected through a high-voltage motor switch to a turbocompressor, and the second output is connected with the input of the current analysis unit containing a series-connected current-controlled voltage source, an analog-to-digital converter, a digital processing unit signal currents and a digital-to-analog converter, the output of which is the output of the current analysis unit and connected to the first input of the control unit, including a Schmidt trigger, connected in series with the output relay block, the first input of the Schmidt trigger being the first input of the control unit, and the second input of the Schmidt trigger is the second input of the control unit, while the output of the output relay unit forms the output of the control unit, which is connected to the input of the relay protection and automation unit of the electric motor, the output of which is connected is connected to the second input of the high-voltage motor circuit breaker, while the input of the intermediate voltage transformer is connected to the output of the voltage transformer connected to the supply network, and the output of the intermediate voltage transformer is connected through a rectifier to the smoothing filter, the output of which is connected to the second input of the reference voltage correction device, while the output of the reference voltage source is connected through the block of the voltage level regulator to the first input of the reference correction device voltage, the output of which is connected to the second input of the control unit.
RU2019108327A 2019-03-21 2019-03-21 Device for protection of industrial turbocharger from surging RU2711901C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108327A RU2711901C1 (en) 2019-03-21 2019-03-21 Device for protection of industrial turbocharger from surging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108327A RU2711901C1 (en) 2019-03-21 2019-03-21 Device for protection of industrial turbocharger from surging

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2711901C1 true RU2711901C1 (en) 2020-01-23

Family

ID=69184209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019108327A RU2711901C1 (en) 2019-03-21 2019-03-21 Device for protection of industrial turbocharger from surging

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2711901C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4595340A (en) * 1984-07-30 1986-06-17 General Electric Company Gas turbine bladed disk assembly
RU2172433C1 (en) * 2000-08-24 2001-08-20 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Method of and system for diagnosing stalling and surging of turbocompressor
RU2661339C2 (en) * 2017-04-20 2018-07-16 Виталий Александрович Тетерин Electrical network parameters stabilizing device
RU2665731C1 (en) * 2017-08-14 2018-09-04 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИОРАД СИСТЕМС" Alternating voltage stabilizer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4595340A (en) * 1984-07-30 1986-06-17 General Electric Company Gas turbine bladed disk assembly
RU2172433C1 (en) * 2000-08-24 2001-08-20 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Method of and system for diagnosing stalling and surging of turbocompressor
RU2661339C2 (en) * 2017-04-20 2018-07-16 Виталий Александрович Тетерин Electrical network parameters stabilizing device
RU2665731C1 (en) * 2017-08-14 2018-09-04 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИОРАД СИСТЕМС" Alternating voltage stabilizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102120617B1 (en) Method for detecting a compressor surge of an electrically driven compressor, and fuel cell system having an electrically driven compressor and a control device for performing the method
RU2562340C2 (en) Steam turbine control system and steam turbine operation mode at high unsteady exhaust pressure
CN100575935C (en) Method and apparatus for detecting low flow/cavitation in a centrifugal pump
EP2476910A2 (en) Method for preventing surge in a dynamic compressor using adaptive preventer control system and adaptive safety margin
EP3161929B1 (en) Power generation system control following transient grid event
US9410551B2 (en) Method for operating a compressor
CN104564754A (en) Fan detection control method and system
RU2711901C1 (en) Device for protection of industrial turbocharger from surging
CN110609578A (en) Temperature protection method, device and system for mechanical equipment
RU2255247C1 (en) Method to protect compressor at unsteady operation of gas- turbine engine
US20090252617A1 (en) Method for operation of a compressor supplied by a power converter
US10280834B2 (en) Valve control device and valve system
CN110469509A (en) The control method and its control system of scroll air compressor group
KR20160022061A (en) Diffusion of turbo blower
RU2263234C1 (en) Turbocompressor surge signal forming method
CN112303688B (en) Control method of multi-range hood system and multi-range hood system
CN106839302A (en) Realize the method and system of convertible frequency air-conditioner fire prevention control
RU2247868C1 (en) Method of and system for revealing surging of turbocompressor
KR100812011B1 (en) Blast Furnace Blower Surge Control System and Method
CN114322227A (en) Compressor control method and device, household appliance and storage medium
RU2670469C1 (en) Method for protecting a gas turbine engine from multiple compressor surgings
SU1222900A1 (en) Stalling and surging indicator of turbocompressor
CN111780884A (en) Frequency converter alarm method capable of setting temperature
CN116241446B (en) Compressor control method and compressor unit
KR100205569B1 (en) Hydraulic pump control method and control device for hydraulic construction machine