[發(fā)明專利]汽機運行控制系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2009-11-12
• 公開（公告）號: CN102063064A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 魯杰;王衛(wèi)龍;沈志林
• 申請（專利權）人: 新華控制工程有限公司
• 主分類號: G05B15/02
• 分類號: G05B15/02
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 朱妙春

技術領域：

本發(fā)明涉及一種計算機控制系統(tǒng)，特別涉及一種用于電廠的汽機控制系統(tǒng)。

背景技術：

隨著計算機系統(tǒng)的不斷發(fā)展，汽機控制系統(tǒng)已基本被電液控制系統(tǒng)DEH取代最初的純液壓控制系統(tǒng)的方式，由于DEH控制系統(tǒng)的靈活性和先進性，對于功頻控制的方式也在逐漸地改變，純液壓系統(tǒng)的不等率是通過機械部套調整實現(xiàn)，而現(xiàn)有的DEH控制系統(tǒng)可以通過函數(shù)方便地實現(xiàn)不等率的設置，以滿足不同工況的需求。

如圖1所示，DEH控制系統(tǒng)主要用于控制汽機啟動及帶負荷，實現(xiàn)各項調節(jié)試驗功能，并在機組出現(xiàn)甩負荷的情況下自動穩(wěn)定3000rpm以便繼續(xù)并網(wǎng)，DEH控制系統(tǒng)通過接收來自現(xiàn)場的轉速，功率等信號經(jīng)過邏輯控制后通過控制汽機的各閥門來實現(xiàn)對汽機轉速及功率的控制。

液壓系統(tǒng)的調頻是通過一次調頻也即比例調節(jié)方式來調節(jié)，當系統(tǒng)出現(xiàn)甩負荷時轉速上升的同時調節(jié)汽門成比例關小，最終穩(wěn)定時的轉速一般不在同期轉速，DEH控制系統(tǒng)在一次調頻方面沿襲液壓系統(tǒng)的原理，同樣是比例調節(jié)，也不能消除轉速的余差。由于一次調頻是純比例調節(jié)，所以很難滿足精度的要求，通常會引起機組在這種工況下不能滿足用電設備所要求的頻率范圍，甚至可能引起超出周波要求范圍而跳機。

機組在實際運行中，由于諸多原因，可能遇到孤網(wǎng)或局域網(wǎng)運行的現(xiàn)象，有的是因為電氣回路的不完善，發(fā)電機出口母線等原因，或是該電廠處在電網(wǎng)的末端，或特殊情況下出現(xiàn)電網(wǎng)故障等等。當出現(xiàn)機組在孤網(wǎng)或局域網(wǎng)運行的工況下，很難穩(wěn)定轉速3000rpm，因無法滿足用電設備頻率的要求而引起被迫停機，特別是當電網(wǎng)癱瘓的時候就要面臨“黑啟動”。

目前的DEH控制系統(tǒng)當機組處于大網(wǎng)運行并出現(xiàn)正常甩負荷時，即發(fā)電機出口油開關解裂時，DEH自動接收發(fā)電機解裂信號后、轉入轉速控制、自動穩(wěn)定轉速為3000rpm，待發(fā)電機故障恢復后重新并網(wǎng)。如圖2所示，在發(fā)電機出口電氣回路中，當發(fā)電機油BR開關未斷開而出口到電網(wǎng)母線的開關BR1或BR2斷開時，機組實際還是在帶負荷運行，只是在故障的瞬間，機組帶的負荷發(fā)生突然的變化而超速，而DEH接收到的還是機組并網(wǎng)運行。

發(fā)明內容：

本發(fā)明針對現(xiàn)有汽機控制系統(tǒng)在機組處于孤網(wǎng)或局域網(wǎng)這種特殊的運行工況時所存在的問題，需要解決的技術問題如下：1)盡量避免超速信號的提前動作；2)確保汽機的安全，超速到一定值后DEH需要輸出超速保護動作信號來抑制汽機的繼續(xù)超速；3)在汽機轉速穩(wěn)定的過程中需要滿足用電設備穩(wěn)定運行的頻率范圍要求49.5～50.5Hz，需要通過無差的調節(jié)方式來穩(wěn)定用戶頻率。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：

汽機運行控制系統(tǒng)，其包括一DEH控制系統(tǒng)，所述DEH控制系統(tǒng)中設置三塊冗余的測速及超速保護模塊SDP，所述三塊測速及超速保護模塊SDP通過三選二繼電器輸出OPC信號至控制現(xiàn)場OPC電磁閥，并通過相應的站控制卡受控于DEH控制系統(tǒng)中的DPU；所述每塊測速及超速保護模塊SDP中設置超速限制模塊，所述超速限制模塊通過超速保護動作定值限制、發(fā)電機和汽輪機負荷不平衡保護兩種方式同時來限制汽機的超速；所述DPU中設置有二次調頻模塊，所述二次調頻模塊通過PI無差調節(jié)的方式實現(xiàn)機組進入局域網(wǎng)運行時滿足用電頻率為50Hz、即3000rpm的要求。

所述超速限制模塊中的超速保護動作定值限制方式為當汽機轉速到達超速保護動作定值后，輸出超速保護動作節(jié)點來進行限制。

所述超速保護動作定值為汽輪機額定轉速的103％。

所述超速限制模塊中發(fā)電機和汽輪機負荷不平衡保護方式為當代表發(fā)電機和汽輪機負荷的功率的不平衡量＞60％時，輸出OPC信號控制現(xiàn)場OPC電磁閥。

所述DPU中設置有二次調頻模塊通過如下步驟實現(xiàn)二次調頻：

(1)判斷機組進入小網(wǎng)狀態(tài)，自動根據(jù)轉速的變化情況判斷機組是否進入小網(wǎng)運行狀態(tài)，當轉速大于3030rpm時，判斷機組處于小網(wǎng)或局域網(wǎng)運行；

(2)快速減負荷調節(jié)，在汽機轉速上升引起OPC動作或PLU動作時，啟動RUNBACK信號來減少DEH控制系統(tǒng)的功率給定值以滿足實際功率的需求。當轉速波動上限減少到OPC動作值時，進行二次調頻；

(3)頻率調節(jié)(轉速調節(jié))，將轉速的給定值設定為3000rpm，即頻率為50Hz，將設定轉速與實際轉速進行比較并進入PI無差調節(jié)，最終滿足實際轉速為3000rpm；