CN103227505B - 大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法及装置，其特征在于：利用分布式控制系统DCS进行逻辑组态，实现在保安段中工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源之间的瞬时切换，包括：1）设定工作电源分闸控制逻辑；2）设定备用电源合闸控制逻辑；3）设定工作电源合闸控制逻辑；4）设定润滑油连续供油控制逻辑。控制装置包括工作电源、备用电源、发电机输出电源、工作电源开关模块、备用电源开关模块、柴油发电机开关模块、分散控制系统和保安段设备。本发明可缩短工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源之间切换延时，具有切换可靠、可选择性，确保保安段的设备正常工作、确保连续循环发电机组工作正常的有益效果。

Description

大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法及装置。属于燃气-蒸汽联合循环发电设备技术领域。

背景技术

现有技术中，大型燃气-蒸汽联合循环发电机组一般没有设置与机组同轴的主油泵，正常运行时，主要依靠连接在保安段的润滑油泵给机组各轴承供油。由于对保安段的联锁控制具有快速和可靠的要求，而现有技术的联锁控制中，工作电源控制回路、备用电源控制回路与柴油机发电机启动柜的配合不佳，具体表现在工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源之间切换延时过长、切换不可靠、无选择性，使保安段的设备不能正常工作，给连续循环发电机组工作带来危害，损坏设备，甚至出现严重事故。

发明内容

本发明的目的之一，是为了解决上述现有技术问题，提供一种大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法。具有稳定、快速灵敏、安全可靠的特点。

本发明的目的之二，是为了提供一种大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制装置。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案达到：

大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法，其特征在于：利用分布式控制系统DCS进行逻辑组态，实现在保安段中工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源之间的瞬时切换，并与柴油机控制柜配合，自动联锁控制实现过程如下：

1)设定工作电源分闸控制逻辑，当工作电源的上级母线电压低于设定值时，经延时后，启动跳闸；所述延时时间分二种情况：首先，如果上级母线联锁采用快切装置切换，则延时整定为0.5-1秒；其次，如果上级母线联锁采用普通自投装置，则延时整定为1.5-2.5秒；该延时由分布式控制系统DCS逻辑整定；

2)设定备用电源合闸控制逻辑，在工作电源分闸状态下，即保安段的工作电源处于低压状态，联锁控制工作电源的进线开关在分闸位置；当备用电源(常规备用电源)的母线电压正常时启用备用电源，联锁控制备用电源的馈线开关处在合闸位置，此时柴油机发电机的电源输出端口开关处于分闸状态；当备用电源(常规备用电源)的母线电压处于低压状态时，启用柴油机发电机供电，联锁控制柴油机发电机的电源输出端口开关处于合闸位置，此时柴油机发电机构成第二备用电源；

3)设定工作电源合闸控制逻辑，在柴油机发电机的电源输出端口开关处于合闸位置的状态下，当工作电源的上级母线电压处于设定值时，经延时后，启动工作电源合闸；或者当备用电源(常规备用电源)的母线电压处于设定值时，经延时后，启动备用电源合闸；为了避免由柴油发电机转为正常电源供电时，工作电源与备用电源两路电源同时合上的情况出现，在工作电源或备用电源由分闸转合闸时加上0.5秒延时；

4)设定润滑油连续供油控制逻辑，在工作电源与备用电源的切换过程中，设置保证机组润滑油连续供油控制逻辑。

为了避免保安段停电时，开关分闸后又自动合上，自动合闸的逻辑设定：在各开关分闸后延时一段时间才启用合闸联锁控制，所述延时时间与柴油发电机控制柜相配合、大于保安段失压联启柴油发电机并闭锁工作电源及备用电源开关的时间，并留出设定裕量。

本发明的目的之一还可以通过以下技术方案达到：

进一步地，保安段失压后延时跳交流润滑油泵，此延时时间小于柴油发电机的自启动时间。

进一步地，工作电源与备用电源的切换时间，加入直流润滑油泵自启动条件：保安段电源电压低于自动启动直流润滑油泵。

进一步地，将380V母线失压逻辑启动保安段电源切换的时间由2.5秒改为0.5秒，缩短保安段断电时间及与并网柜上保安段失压2.5秒联跳两段进线开关相配合。

进一步地，柴油发电机启动时间配合：柴油发电机启动时间躲开保安段切换时间。

本发明的目的之二可以通过以下技术方案达到：

大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制装置，其结构特点在于：包括工作电源、备用电源、发电机输出电源、工作电源开关模块、备用电源开关模块、柴油发电机开关模块、分散控制系统和保安段设备，分散控制系统的输入端分别接工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源、输出端接工作电源开关模块、备用电源开关模块和柴油发电机开关模块，保安段设备输入端接工作电源开关模块、备用电源开关模块和柴油发电机开关模块输出端。

本发明的有益效果：

1、本发明针对大型燃气-蒸汽联合循环发电机组，提出了一种通过DCS实现电源切换方法和装置，可应用于典型的保安段一次接线形式，可确保快速、可靠、有选择地进行切换。由于在实现电源切换过程中，设有保证机组润滑油连续供油逻辑，保安段失压延时跳交流润滑油泵，此延时小于柴油机自启动时间，在保安段电源低的情况下自动启动直流润滑油泵，因此，可缩短工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源之间切换延时，具有切换可靠、可选择性，确保保安段的设备正常工作、确保连续循环发电机组工作正常的有益效果。

2、本发明由于设置的自动合闸控制逻辑在开关分闸后延时一段时间才启作用，此时间与柴油机控制柜相配合，大于保安段失压联启柴油机并闭锁工作及备用电源开关的时间，并且留出一定裕量，因此，可避免保安段停电时，开关分闸后又自动合上；由于在工作电源合闸“保安段失压”条件上加上0.5秒延时，因此，可避免由柴油发电机供电转为正常供电时，工作电源与备用电源两路电源同时合闸的情况出现；由于将380V母线失压逻辑启动保安段电源切换的时间由2.5秒改为0.5秒，缩短保安段断电时间及与并网柜上保安段失压2.5秒联跳两段进线开关相配合。实现对工作电源、备用电源和柴机发电机输出电源三路电路的控制，保证保安段设备的正常工作，具有稳定、快速灵敏、安全可靠的有益效果。

附图说明

图1为本发明具体实施例1的备用电源合闸逻辑示意图。

图2为本发明具体实施例1的工作电源合闸逻辑示意图。

图3为本发明具体实施例1的接线示意图。

图4为本发明具体实施例1的涉及的自动联锁控制装置的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述：

具体实施例1：

参照图4，本发明具体实施例1的涉及的自动联锁控制装置，包括工作电源、备用电源、发电机输出电源、工作电源开关模块、备用电源开关模块、柴油发电机开关模块、分散控制系统和保安段设备，分散控制系统的输入端分别接工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源、输出端接工作电源开关模块、备用电源开关模块和柴油发电机开关模块，保安段设备输入端接工作电源开关模块、备用电源开关模块和柴油发电机开关模块输出端。

参照图1-图3，本实施例涉及的大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法，利用分布式控制系统DCS进行逻辑组态，实现在保安段中工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源之间的瞬时切换，并与柴油机控制柜配合，自动联锁控制实现过程如下：

1)设定工作电源分闸控制逻辑

当工作电源的上级母线电压低于设定值时，经延时后，启动跳闸；所述延时时间分二种情况：首先，如果上级母线联锁采用快切装置切换，则延时整定为0.5-1秒；其次，如果上级母线联锁采用普通自投装置，则延时整定为1.5-2.5秒；该延时由分布式控制系统DCS逻辑整定；

2)设定备用电源合闸控制逻辑

在工作电源分闸状态下，即保安段的工作电源处于低压状态，联锁控制工作电源的进线开关在分闸位置；当备用电源(常规备用电源)的母线电压正常时启用备用电源，联锁控制备用电源的馈线开关处在合闸位置，此时柴油机发电机的电源输出端口开关处于分闸状态；当备用电源(常规备用电源)的母线电压处于低压状态时，启用柴油机发电机供电，联锁控制柴油机发电机的电源输出端口开关处于合闸位置，此时柴油机发电机构成第二备用电源；

3)设定工作电源合闸控制逻辑

在柴油机发电机的电源输出端口开关处于合闸位置的状态下，当工作电源的上级母线电压处于设定值时，经延时后，启动工作电源合闸；或者当备用电源(常规备用电源)的母线电压处于设定值时，经延时后，启动备用电源合闸；为了避免由柴油发电机转为正常电源供电时，工作电源与备用电源两路电源同时合上的情况出现，在工作电源或备用电源由分闸转合闸时加上0.5秒延时；

4)设定润滑油连续供油控制逻辑

在工作电源与备用电源的切换过程中，设置保证机组润滑油连续供油控制逻辑。

为了避免保安段停电时，开关分闸后又自动合上，自动合闸的逻辑设定：在各开关分闸后延时一段时间才启用合闸联锁控制，所述延时时间与柴油发电机控制柜相配合、大于保安段失压联启柴油发电机并闭锁工作电源及备用电源开关的时间，并留出设定裕量。

本实施例中：

保安段失压后延时跳交流润滑油泵，此延时时间小于柴油发电机的自启动时间。

工作电源与备用电源的切换时间，加入直流润滑油泵自启动条件：保安段电源电压低于自动启动直流润滑油泵。

将380V母线失压逻辑启动保安段电源切换的时间由2.5秒改为0.5秒，缩短保安段断电时间及与并网柜上保安段失压2.5秒联跳两段进线开关相配合。

柴油发电机启动时间配合：柴油发电机启动时间躲开保安段切换时间。

所述工作电源失压，工作电源开关模块跳闸，分散控制系统延时1.5-2.5秒后使备用电源开关模块合闸、柴油机开关模块分闸，使工作电源异常时，启用备用电源给保安段设备供电，确保发电机正常工作。

所述备用电源失压，备用电源开关模块跳闸，分散控制系统延时2.5秒后使柴油发电机开关模块合闸、工作电源开关模块分闸，使工作电源和备用电源同时出现异常时，起用柴油发电机输出电源给保安段设备供电，确保发电机正常工件。

所述工作电源得电，分散控制系统使柴油发电机开关模块跳闸，延时0.5-2.5后使工作电源开关模块合闸、备用电源开关模块分闸，在工作电源恢复得电时，切换到工作电源供电，使保安段在工作电源下工作。

所述的分布式控制系统DCS及其控制方式可以采用相关常规技术，工作电源的电源输出端口开关、备用电源的电源输出端口开关、柴油机发电机的电源输出端口开关的结构形式及驱动方式，可以采用相关常规技术。

下面结合附图及实例对本发明作进一步详细的描述，由于保安段两路电源可以互为备用，以下只说明工作电源跳闸，备用电源合闸的实现方式。

参照图2，当工作电源馈线开关跳闸“380V1APCSECTTOEPCFEEDERINTRIPPOSITION”条件出现时，系统发出工作电源开关跳闸指令“TD”。

参照图2，当出现“1AL”工作电源上级母线电源低时(整定值为线电压150V)，系统发出工作电源开关跳闸指令“TD”。

该逻辑在DCS上组态，当保安段工作电源馈线开关跳闸，或来电的母线失压时，工作电源开关联跳，来电母线失压条件视系统情况有一个0.5-2.5秒延时，以避免上级母线电压波动或联锁装置动作时，保安段电源出现误切换。

参照图1，当满足以下条件时，备用电源进线(INCOMMING)开关自动合闸：柴油机出口开关在分闸位置“C.BOFDIESELGEN.TRIPPOSITION”；备用电源馈线开关保护没有动作“380V1BPCSECTTOEPCFEEDERCBPROTECTTRIP”；工作电源馈线开关在合闸位置“380V1APCSECTTOEPCFEEDERINCLOSEPOSITION”；保安段工作电源开关在分闸位置“380VEPCSECTINCOMMING2CBINTRIPPOSITION”；备用电源上级母线电压高于280V“380V1ASECTVOLT”；保安段失压“EMERGENCY#1ASECTVOLT”，只发5S脉冲；备用开关分闸超过8S“TP”。

该逻辑在DCS上组态，为了避免非同期合闸，备用电源进线开关合闸受工作电源开关位置及柴油机开关位置闭锁，两者必须在分闸位置，备用电源开关才能合闸。保安段失压启动联锁，只保持5秒，5秒内不能成功合闸，则不再合，备用电源开关在分闸位置条件在开关分闸后8秒才启作用，避免停电时工作电源和备用电源交替合闸。

当工作电源开关合闸逻辑与备用电源一致，只是在保安段失压条件中加入0.5秒时。该延时在DCS上设置，在柴油机断开，转为正常工作电源供电时，自动合上没有加延时的电源，避免两路电源同时合上。

保安段失压延时跳交流润滑油泵，由试验得知，保安段失压到柴油机启动闭锁备用电源开关合闸约3秒，所以将延时跳闸时间整为2秒，加入直流润滑油泵自启动条件：保安段电源低自动启动直流润滑油泵。

备用电源供电时，上级母线失压，切换到工作电源的时间最长，约为1.5秒，所以将柴油机延时启动时间整定为2.5秒。该时间由柴油机并网柜上时间继电器整定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法，其特征在于：利用分布式控制系统DCS进行逻辑组态，实现在保安段中工作电源、备用电源和柴油发电机输出电源之间的瞬时切换，并与柴油机控制柜配合，自动联锁控制实现过程如下：

1）设定工作电源分闸控制逻辑，当工作电源的上级母线电压低于设定值时，经延时后，启动跳闸；所述延时时间分二种情况：首先，如果上级母线联锁采用快切装置切换，则延时整定为0.5-1秒；其次，如果上级母线联锁采用普通自投装置，则延时整定为1.5-2.5秒；该延时由分布式控制系统DCS逻辑整定；

2）设定备用电源合闸控制逻辑，在工作电源分闸状态下，即保安段的工作电源处于低压状态，联锁控制工作电源的进线开关在分闸位置；当备用电源的母线电压正常时启用备用电源，联锁控制备用电源的馈线开关处在合闸位置，此时柴油机发电机的电源输出端口开关处于分闸状态；当备用电源的母线电压处于低压状态时，启用柴油机发电机供电，联锁控制柴油机发电机的电源输出端口开关处于合闸位置，此时柴油机发电机构成第二备用电源；

3）设定工作电源合闸控制逻辑，在柴油机发电机的电源输出端口开关处于合闸位置的状态下，当工作电源的上级母线电压处于设定值时，经延时后，启动工作电源合闸；或者当备用电源的母线电压处于设定值时，经延时后，启动备用电源合闸；为了避免由柴油发电机转为正常电源供电时，工作电源与备用电源两路电源同时合上的情况出现，在工作电源或备用电源由分闸转合闸时加上0.5秒延时；

4）设定润滑油连续供油控制逻辑，在工作电源与备用电源的切换过程中，设置保证机组润滑油连续供油控制逻辑。

2.根据权利要求1所述的大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法，其特征在于：保安段失压后延时跳交流润滑油泵，此延时时间小于柴油发电机的自启动时间。

3.根据权利要求1所述的大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法，其特征在于：工作电源与备用电源的切换时间，加入直流润滑油泵自启动条件：保安段电源电压低于自动启动直流润滑油泵。

4.根据权利要求1所述的大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法，其特征在于：将380V母线失压逻辑启动保安段电源切换的时间由2.5秒改为0.5秒，缩短保安段断电时间及与并网柜上保安段失压2.5秒联跳两段进线开关相配合。

5.根据权利要求1所述的大型燃气-蒸汽联合循环发电机组保安段自动联锁控制方法，其特征在于：柴油发电机启动时间躲开保安段切换时间。