CN103075206B - 一种基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，包括步骤：安全自动装置主站获取电网故障信息；根据该信息和预定的控制策略，向对应的火电机组所在的安全自动装置子站发送超速保护动作信息或者超速保护闭锁信息；若汽轮机机械功率与发电机电磁功率的差值超过预定的功率值，且发电机的主开关跳闸时，或者收到超速保护动作信息时，或者汽轮机转速超过预定速度，且未收到超速保护闭锁信息时，对当前火电机组执行超速保护动作；若汽轮机转速没有超过预定速度，且没有收到超速保护动作信息时，或者收到超速保护闭锁信息时，对当前火电机组执行超速保护闭锁。可以提高电力系统安全稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及火电机组控制领域，特别是涉及一种基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法。
背景技术
火电机组超速保护是一种抑制发电机组超速的保护控制，其作用是在汽轮机出现超速或者发电机跳闸时，关闭所有调节汽门，防止汽轮机转速进一步升高；当汽轮机转速回复至额定转速后，重新开启调节汽门，以维持汽轮机转速在额定值。
传统的火电机组超速保护尽管对抑制汽轮机超速起到了预防作用，但是其控制特性不能很好的适应不同形态故障对电网、机组的影响。火电机组的超速保护动作门槛值通常都是统一的，一旦区域电网解列后，如果区域电网功率过剩严重导致频率升高，则可能诱发区内多台火电机组超速保护同时动作，从而造成的电网稳定破坏，给电网安全稳定运行带来隐患。
发明内容
针对传统火电机组超速保护的不足，本发明提出了一种基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，解决同一区域内多台火电机组超速保护同时动作造成的电网稳定破坏的隐患问题，提高电力系统安全稳定性。
采用的方案：
一种基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，包括步骤：
安全自动装置主站获取电网故障信息；并根据所述电网故障信息和预定的控制策略，确定超速保护应动作的火电机组，以及超速保护应闭锁的火电机组；
向超速保护应动作的火电机组所在的安全自动装置子站发送超速保护动作信息；向超速保护应闭锁的火电机组所在的安全自动装置子站发送超速保护闭锁信息；
若当前火电机组的汽轮机机械功率与发电机电磁功率的差值超过预定的功率值，且所述发电机的主开关跳闸时，或者收到所述超速保护动作信息，且未收到所述超速保护闭锁信息时，或者当前火电机组的汽轮机转速超过预定速度，且未收到所述超速保护闭锁信息时，对当前火电机组执行超速保护动作；
若当前火电机组的汽轮机转速没有超过所述预定速度，且没有收到所述超速保护动作信息时，或者收到所述超速保护闭锁信息时，对当前火电机组执行超速保护闭锁。
采用本发明，通过区域内不同厂站安全自动装置相互间的配合，有效实现了多厂机组超速保护的协调控制，避免了多台机组的超速保护同时动作造成电网的安全稳定破坏问题。同时，超速保护虽然增加了安全自动装置的信号控制环节，但是在火电机组设备本身发生超速事故时，超速保护依然有效，功能作用不会受安全自动装置信号影响，提高了电力系统安全稳定性。
附图说明
图1为本发明的一个实施流程图；
图2为本发明的一个结构示意图；
图3为本发明中进行超速保护动作时的逻辑示意图；
图4为本发明中进行超速保护动作返回时的逻辑示意图。
具体实施方式
当电网发生故障时，进行本发明提出的一种基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，其实施流程图，请参考图1，包括步骤：
S1、安全自动装置主站获取电网故障信息，根据电网故障信息和预定的控制策略，确定超速保护应动作的火电机组和超速保护应闭锁的火电机组；
安全自动装置主站监控全网的输变电设备情况，当出现电网故障时，引起某些输电线路跳闸、变压器跳闸等等，安全自动装置主站采集到这一电网故障信息，根据预先设置在安全自动装置主站的控制策略，确定超速保护应动作的火电机组和超速保护应闭锁的火电机组。
图2是本发明实施的一个结构示意图，包括：安全自动装置主站、若干安全自动装置子站、若干超速保护装置；其中，安全自动装置主站连接各个安全自动装置子站；各个安全自动装置子站分别连接一个超速保护装置。
超速保护装置可以获取火电机组的汽轮机机械功率与发电机电磁功率、火电机组的汽轮机转速以及火电机组主开关跳闸信息等。
S2、安全自动装置主站向超速保护应动作的火电机组所在的安全自动装置子站发送超速保护动作信息，向超速保护应闭锁的火电机组所在的安全自动装置子站发送超速保护闭锁信息；
各火电机组都配置有安全自动装置子站，安全自动装置子站用于向超速保护装置转发安全自动装置主站发送的超速保护动作信息、超速保护闭锁信息。
S3、若当前火电机组的汽轮机机械功率与发电机电磁功率的差值超过预定的功率值，且发电机的主开关跳闸时，或者收到超速保护动作信息，且未收到超速保护闭锁信息时，或者当前火电机组的汽轮机转速超过预定速度，且未收到超速保护闭锁信息时，对当前火电机组执行超速保护动作；
其中，预定的功率值可以为汽轮机机械功率的30%。预定速度为额定速度的103%。
进行超速保护动作时的逻辑示意图，可参见图3。
S4、若当前火电机组的汽轮机转速没有超过预定速度，且没有收到超速保护动作信息时，或者收到超速保护闭锁信息时，对当前火电机组执行超速保护闭锁。
采用本发明，通过区域内不同厂站安全自动装置相互间的配合，有效实现了多厂机组超速保护的协调控制，避免了多台机组的超速保护同时动作造成电网的安全稳定破坏问题。同时，超速保护虽然增加了安全自动装置的信号控制环节，但是在火电机组设备本身发生超速事故时，超速保护依然有效，功能作用不会受安全自动装置信号影响，提高了电力系统安全稳定性。
此外，对于特定电网故障情况下存在功角稳定问题的火电机组，安全自动装置可在电网发生故障后迅速控制其超速保护动作，在不切除机组的前提下确保系统功角稳定。即是进行超速保护动作返回，具体的，在上述步骤S3之后，进行步骤S5：
若当前火电机组的转速小于或者等于额定速度，且没有收到超速保护动作信息时，对当前火电机组执行超速保护动作返回。超速保护动作返回的逻辑示意图如图4所示。
另外，为了进一步提高稳定性，若当前火电机组的转速小于或者等于额定速度，且持续预定时间，且没有收到超速保护动作信息时，才进行S5步骤。
以上实施例中进行超速保护动作、闭锁、动作后返回的逻辑关系可综合如下：
条件1：火电机组的汽轮机机械功率与发电机电磁功率差超过第一预定差额；
条件2：发电机的主开关跳开；
条件3：汽轮机转速超过第一预定速度；
条件4：收到机组超速保护的动作信号；
条件5：收到机组超速保护的闭锁信号；
条件6：汽轮机转速恢复至额定值或以下。
当条件1、2同时满足时，汽轮机的超速保护动作；
当条件3、4任一满足且条件5不满足时，汽轮机的超速保护动作；
当条件3、4均不满足或条件5满足时，汽轮机的超速保护闭锁；
当条件6满足达到一定时延（可变）且条件4不满足时，汽轮机的超速保护动作后返回。
下面以2个具体例子来说明：
实施方式一
安全自动装置主站设有以下控制策略：当发生输电线路A和B同时发生故障而跳闸后，立刻闭锁发电机组1和2的超速保护。
某一时刻，当输电线路A和B同时发生故障而跳闸，安全自动装置采集到该信息后，经过策略判别，确定发电机组1和发电机组2的超速保护须闭锁。然后，安全自动装置主站通过远方通信方式，将上述的超速保护闭锁信息发至安全自动装置1和2，安全自动装置3则未收到任何闭锁或者动作的信息。安全自动装置1和2收到超速保护动作或闭锁信息后，对发电机组1和2的超速保护单元实施闭锁控制。而该电网故障发生后，发电机组3汽轮机转速快速上升，当转速达到103%额定转速后，超速保护的动作条件满足，因此超速保护动作，关闭汽轮机的调节汽门，防止汽轮机转速进一步升高；发电机组1、2因收到闭锁信号，故其超速保护被闭锁。
经过一定时间后，电网的故障已经被可靠隔离，网内频率恢复正常，发电机组3的汽轮机转速恢复至额定转速，经延时后，超速保护满足返回条件，故动作后返回，汽轮机的调节汽门被重新打开。
实施方式二
安全自动装置主站设有以下控制策略：当发生输电线路A和B同时发生故障而跳闸后，立刻触发发电机组1的超速保护动作（无需判别发电机组1实际是否出现超速问题），同时闭锁发电机组2和3的超速保护。
某一时刻，当输电线路A和B同时发生故障而跳闸，安全自动装置采集到该信息后，经过策略判别，确定发电机组1的超速保护须立刻动作，发电机组2和3的超速保护须闭锁。然后，安全自动装置主站通过远方通信方式，将上述的超速保护动作和闭锁信息发至安全自动装置1、2、3。安全自动装置1收到超速保护动作信息后，立即对发电机组1实施动作控制；安全自动装置2和3收到超速保护闭锁信息后，对发电机组2和3的超速保护单元实施闭锁控制。发电机组1收到动作信息后，超速保护的动作条件满足，因此超速保护动作，关闭汽轮机的调节汽门；发电机组2、3因收到闭锁信号，故其超速保护被闭锁。
经过一定时间后，电网的故障已经被可靠隔离，安全自动装置主站取消发生发电机组1超速保护动作的信息。若发电机组1的汽轮机转速恢复至额定转速或以下，经延时后，超速保护满足返回条件，故动作后返回，汽轮机的调节汽门被重新打开。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，其特征在于，包括步骤：
安全自动装置主站获取电网故障信息；并根据所述电网故障信息和预定的控制策略，确定超速保护应动作的火电机组，以及超速保护应闭锁的火电机组；
向超速保护应动作的火电机组所在的安全自动装置子站发送超速保护动作信息；向超速保护应闭锁的火电机组所在的安全自动装置子站发送超速保护闭锁信息；
若当前火电机组的汽轮机机械功率与发电机电磁功率的差值超过预定的功率值，且所述发电机的主开关跳闸时，或者收到所述超速保护动作信息，且未收到所述超速保护闭锁信息时，或者当前火电机组的汽轮机转速超过预定速度，且未收到所述超速保护闭锁信息时，对当前火电机组执行超速保护动作；
若当前火电机组的汽轮机转速没有超过所述预定速度，且没有收到所述超速保护动作信息时，或者收到所述超速保护闭锁信息时，对当前火电机组执行超速保护闭锁。
2.根据权利要求1所述的基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，其特征在于，在所述对当前火电机组执行超速保护动作之后，包括步骤：
若所述当前火电机组的转速小于或者等于额定速度，且没有收到所述超速保护动作信息时，对所述当前火电机组执行超速保护动作返回。
3.根据权利要求2所述的基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，其特征在于，
若所述当前火电机组的转速小于或者等于额定速度，且持续预定时间，且没有收到所述超速保护动作信息时，才进行所述对当前火电机组执行超速保护动作返回的步骤。
4.根据权利要求2或3所述的基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，其特征在于，所述预定的功率值为汽轮机机械功率的30％。
5.根据权利要求4所述的基于安全自动装置控制的火电机组超速保护方法，其特征在于，所述预定速度为所述额定速度的103％。
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