CN106150852A - 一种高水头混流式大型机组的开停机流程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高水头混流式大型机组的开停机流程，包括机组开、停机至水系统运行、空转、空载、并网/全停；涉及设备有发电机、水轮机、主变、励磁系统等主设备和技术供水冷却系统、调速器及筒形阀液压系统、高压油系统及其它外围辅助设备等，涵盖了多数大型混流式水轮发电机主、辅设备。优化了开机流程及过程控制，消除大型混流式水轮发电机在开、停机中存在的安全隐患，可实现水轮发电机组安全合理的运行。所述开停机流程由现地LCU通过控制并采集各主、辅设备PLC及I/O状态，再由光纤通讯网络上送监控系统并接收操作员站指令，实现远程监控及控制。

Description

一种高水头混流式大型机组的开停机流程

技术领域

本发明涉及一种高水头混流式大型机组的开停机流程，属于水轮机控制方法。

背景技术

大型水轮发电机组由于其机身体积大、出力大，加上外围辅助设备多，导致其控制难度大大提升，而且水轮发电机组在电力系统中往往起到削峰填谷的作用，导致其开停机频繁，必须要保证开停机时的安全、经济和可靠性。开停机系统流程的准确性能够最大程度的保护机组及其外围设备，保证机组的效率与效益，减少人为操作步骤，增加过程自动控制，能够有效避免带故障操作。

发明内容

为了克服现有大型混流式水轮电机开停机过程中的不足，提升其开停机过程的自动化水平及准确性，本设计提供可靠、全面的开停机过程控制流程，该流程实用性强，能够最大程度的减少开停机时间。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种高水头混流式大型机组的开机流程，它包括以下步骤：

步骤一，机组停机备用态，并检测开机条件是否满足：发令至机组冷却水启动、至机组空转、至机组空载、至机组同期并网、至假同期并网五种令，同时检测1各条件满足，否则流程提示错误并退出；

步骤二，开机至冷却设备运行：启动机组技术供水和主变技术供水，检测机组、主变技术供水加压泵投入运行，冷却水压力、流量值正常及冷却器无故障。如操作失败或故障则流程退出；如开机令为至冷却水启动则执行至此流程退出；

步骤三，开机至启动辅助设备：退出发电机机坑加热器、投入推导及上导油雾吸收装置、投入集电环碳粉吸收装置；如操作失败或故障则流程退出；

步骤四，开机至启动液压系统：启动调速器及筒开阀液压系统、退出机组蠕动探测装置、撤出风闸制动装置，检测压力油罐压力及液位正常后，开机流程执行下一步操作，同时执行开筒形阀操作；如筒形阀本身置于全开位则不执行；如操作失败或故障则流程退出；

步骤五，开机至投高压油顶起系统：启动高压油泵建油膜、检测高压油顶起压力正常，如操作失败或故障则流程退出；

步骤六，开机至检测筒形阀已全开：检测筒形阀开度已全开且无故障，如筒形阀仍在开启过程中，则等待计时。如操作失败或故障则流程退出。

步骤七，开机至拔锁锭：退出调速器锁锭装置，同时检测高压油顶起系统油流总管高压油流量及压力正常，检测制动风闸为复位态，如操作失败或故障则流程退出。

步骤八，开机至开调速器开机：停高压油泵运行，复归调速停机电磁阀，如检测调速器液压系统停机电磁阀未复归则报警等待处理，调速器开机时监视转速上升至空转态。如操作失败或故障则流程退出，如开机令为至机组空转则执行至此流程退出；

步骤九，开机至投励磁：投入励磁系统，检测发电机定子电压>90％且调速器无严重故障。如操作失败或故障则流程退出，如开机令为至机组空载则执行至此流程退出；

步骤十，开机至并网：投断路器同期合闸电源、投入自动准同期装置，如自动同期装置故障刚流程退出。监视断路器同期合闸后，退出自动准同期装置、投入机组有功闭环和无功闭环。机组顺利并网，开机流程结束。如机组开机令至假同期合闸并网，则检测发电机出口隔离刀闸状态。

一种高水头混流式大型机组的停机流程，它包括以下步骤：

步骤一，机组并网运行态，正常停机条件满足：机组停机令至机组停机至空载、机组停机至空转、机组停机至水系统运行、机组停机至全停四种令，同时检测各条件满足，否则流程提示错误并退出；

步骤二，停机减负荷：退出机组AGC、AVC，设定机组有功和无功值，监视机组出力缓慢降低至设定值。如操作失败或故障则流程退出；

步骤三，停机至机组解列：跳开发电机出口GCB开关。如操作失败或故障则流程退出，如停机令为至机组空载则执行至此流程退出；

步骤四，停机至机组停励磁系统：整流柜逆变动作，跳开交流灭磁开关，合上直流灭磁开关，监视发电机机端电压降低。如操作失败或故障则流程退出，如停机令为至机组空转则执行至此流程退出；

步骤五，停机至机组停调速器：投入调速器停机电磁阀、投高压油顶起装置，监视导叶全关或<＝1％、转速<15％。当导叶全关或开度监视<＝1％，同时落筒形阀使能标志投入时，则执行落筒形阀操作。如操作失败或故障则流程退出；

步骤六，停机至机组投风闸，风闸制动腔充气、投制动粉尘吸收装置，监视机组转速<1％，如操作失败或故障则流程退出；

步骤七，停机至机组投调速器锁锭：投入调速器锁锭装置，停水导外循环油泵，如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步；

步骤八，停机至机组投蠕动探测：投入机组蠕动探测装置，如操作失败或故障则流程退出；

步骤九，停机至机组停高压油系统：退出高压油顶起油泵，如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步；

步骤十，停机至机组停液压系统及辅助设备：停液压系统、撤风闸、退出制动及碳粉吸收装置、退推导及上导油雾吸收装置、投机坑加热器。如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步。同时落筒形阀使能标志未投入时，如机组停机令至机组技术供水运行则执行至此流程退出；

步骤十一，机组停机至筒形阀状态监视：筒形阀使能标志投入，筒形阀全开。如筒形阀全关操作失败或故障超时，则直接执行下一步；

步骤十二，机组停机至停机组技术供水：如停机令为至机组技术供水运行则此项执行至此流程退出。如停机令为至机组全停，则停机组技术供水。如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步，停机流程结束。

本发明有如下有益效果：

本发明的高水头混流式大型机组的开机流程的准确性能够最大程度的保护机组及其外围设备，保证机组的效率与效益，减少人为操作步骤，增加过程自动控制，能够有效避免带故障操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明开机流程图。

图2是本发明停机流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1，一种高水头混流式大型机组的开机流程，它包括以下步骤：

步骤一，机组停机备用态，并检测开机条件是否满足：发令至机组冷却水启动、至机组空转、至机组空载、至机组同期并网、至假同期并网五种令，同时检测1各条件满足，否则流程提示错误并退出；

步骤二，开机至冷却设备运行：启动机组技术供水和主变技术供水，检测机组、主变技术供水加压泵投入运行，冷却水压力、流量值正常及冷却器无故障。如操作失败或故障则流程退出；如开机令为至冷却水启动则执行至此流程退出；

步骤三，开机至启动辅助设备：退出发电机机坑加热器、投入推导及上导油雾吸收装置、投入集电环碳粉吸收装置；如操作失败或故障则流程退出；

步骤四，开机至启动液压系统：启动调速器及筒开阀液压系统、退出机组蠕动探测装置、撤出风闸制动装置，检测压力油罐压力及液位正常后，开机流程执行下一步操作，同时执行开筒形阀操作；如筒形阀本身置于全开位则不执行；如操作失败或故障则流程退出；

步骤五，开机至投高压油顶起系统：启动高压油泵建油膜、检测高压油顶起压力正常，如操作失败或故障则流程退出；

步骤六，开机至检测筒形阀已全开：检测筒形阀开度已全开且无故障，如筒形阀仍在开启过程中，则等待计时。如操作失败或故障则流程退出。

步骤七，开机至拔锁锭：退出调速器锁锭装置，同时检测高压油顶起系统油流总管高压油流量及压力正常，检测制动风闸为复位态，如操作失败或故障则流程退出。

步骤八，开机至开调速器开机：停高压油泵运行，复归调速停机电磁阀，如检测调速器液压系统停机电磁阀未复归则报警等待处理，调速器开机时监视转速上升至空转态。如操作失败或故障则流程退出，如开机令为至机组空转则执行至此流程退出；

步骤九，开机至投励磁：投入励磁系统，检测发电机定子电压>90％且调速器无严重故障。如操作失败或故障则流程退出，如开机令为至机组空载则执行至此流程退出；

步骤十，开机至并网：投断路器同期合闸电源、投入自动准同期装置，如自动同期装置故障刚流程退出。监视断路器同期合闸后，退出自动准同期装置、投入机组有功闭环和无功闭环。机组顺利并网，开机流程结束。如机组开机令至假同期合闸并网，则检测发电机出口隔离刀闸状态。

实施例2：

如图2，一种高水头混流式大型机组的停机流程，它包括以下步骤：

步骤一，机组并网运行态，正常停机条件满足：机组停机令至机组停机至空载、机组停机至空转、机组停机至水系统运行、机组停机至全停四种令，同时检测各条件满足，否则流程提示错误并退出；

步骤二，停机减负荷：退出机组AGC、AVC，设定机组有功和无功值，监视机组出力缓慢降低至设定值。如操作失败或故障则流程退出；

步骤三，停机至机组解列：跳开发电机出口GCB开关。如操作失败或故障则流程退出，如停机令为至机组空载则执行至此流程退出；

步骤四，停机至机组停励磁系统：整流柜逆变动作，跳开交流灭磁开关，合上直流灭磁开关，监视发电机机端电压降低。如操作失败或故障则流程退出，如停机令为至机组空转则执行至此流程退出；

步骤五，停机至机组停调速器：投入调速器停机电磁阀、投高压油顶起装置，监视导叶全关或<＝1％、转速<15％。当导叶全关或开度监视<＝1％，同时落筒形阀使能标志投入时，则执行落筒形阀操作。如操作失败或故障则流程退出；

步骤六，停机至机组投风闸，风闸制动腔充气、投制动粉尘吸收装置，监视机组转速<1％，如操作失败或故障则流程退出；

步骤七，停机至机组投调速器锁锭：投入调速器锁锭装置，停水导外循环油泵，如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步；

步骤八，停机至机组投蠕动探测：投入机组蠕动探测装置，如操作失败或故障则流程退出；

步骤九，停机至机组停高压油系统：退出高压油顶起油泵，如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步；

步骤十，停机至机组停液压系统及辅助设备：停液压系统、撤风闸、退出制动及碳粉吸收装置、退推导及上导油雾吸收装置、投机坑加热器。如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步。同时落筒形阀使能标志未投入时，如机组停机令至机组技术供水运行则执行至此流程退出；

步骤十一，机组停机至筒形阀状态监视：筒形阀使能标志投入，筒形阀全开。如筒形阀全关操作失败或故障超时，则直接执行下一步；

步骤十二，机组停机至停机组技术供水：如停机令为至机组技术供水运行则此项执行至此流程退出。如停机令为至机组全停，则停机组技术供水。如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步，停机流程结束。

进一步的，当流程执行过程中设备状态不明或故障超时时，开机流程自动退出，停机流程根据故障设备及视对机组的影响大小来决定继续执行下一步或停机失败退出。

进一步的，开停机前要求启动高压油泵在推力瓦与静板间建立油膜，防止低转速下干摩擦烧推力瓦。

进一步的，开机启动液压系统时并行操作开启筒形阀；停机导叶导叶全关或开度监视<＝1％，同时落筒形阀使能标志投入时，执行关闭筒形阀操作。将筒形阀操作提前与其它系统并行操作可节省全开全关筒形阀的等待时间。

进一步的，调速器及筒形阀油泵、主变及机组技术供水加压泵、高压油泵等机组泵采用运行次数进行自动轮换，现地控制器对泵的运行次数进行统计，判断泵的工作方式均在自动位，如仅一台在自动位，则控制器仅启动自动泵，不计数。如开机过程中主启台泵启动失败故障退出时，备用泵自动启动。

进一步的，调速器转速、接力器开度、发电机电压、电流、频率等重要监视信号都采用冗余设计。机械设备位置、状态断据则采用节点信号配合模拟及电气信号相配合。机组准备开停机前，各开停机令条件满足，状态指示灯正常。各系统通过采集电气或机械节点信号；液位、压力、流量、温度、转速等模拟信号；电压、电流、频率等电气信号；PLC系统、电源、控制方式、通信、保护等工作控制信号，反馈至监控系统作为开停机状态条件判据。

进一步的，包括机组开、停机至水系统运行、空转、空载、并网/全停；涉及设备有发电机、水轮机、主变、励磁系统等主设备和技术供水冷却系统、调速器及筒形阀液压系统、高压油系统及其它外围辅助设备等，涵盖了多数大型混流式水轮发电机主、辅设备。

本发明采用科学合理的开机顺序控制，优化了开机流程及过程控制，消除大型混流式水轮发电机在开、停机中存在的安全隐患，可实现水轮发电机组安全合理的运行。

本发明特征在于：所述开停机流程由现地LCU通过控制并采集各主、辅设备PLC及I/O状态，再由光纤通讯网络上送监控系统并接收操作员站指令，实现远程监控及控制。根据设定的开停机流程，在设备状态逻辑满足的情况下逐步自动完成。

本发明能很好的解决现有大型水轮发电机组自动化开停机过程控制，减少开停机过程中的人为干预，确保安全和效率，节约开停机时间。

实施3：

一种高水头混流式大型机组的开、停机流程中检测项目：

开机条件：

停机条件：

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (2)

1.一种高水头混流式大型机组的开机流程，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一，机组停机备用态，并检测开机条件是否满足：发令至机组冷却水启动、至机组空转、至机组空载、至机组同期并网、至假同期并网五种令，同时检测1各条件满足，否则流程提示错误并退出；

步骤二，开机至冷却设备运行：启动机组技术供水和主变技术供水，检测机组、主变技术供水加压泵投入运行，冷却水压力、流量值正常及冷却器无故障，如操作失败或故障则流程退出；如开机令为至冷却水启动则执行至此流程退出；

步骤三，开机至启动辅助设备：退出发电机机坑加热器、投入推导及上导油雾吸收装置、投入集电环碳粉吸收装置；如操作失败或故障则流程退出；

步骤四，开机至启动液压系统：启动调速器及筒开阀液压系统、退出机组蠕动探测装置、撤出风闸制动装置，检测压力油罐压力及液位正常后，开机流程执行下一步操作，同时执行开筒形阀操作；如筒形阀本身置于全开位则不执行；如操作失败或故障则流程退出；

步骤五，开机至投高压油顶起系统：启动高压油泵建油膜、检测高压油顶起压力正常，如操作失败或故障则流程退出；

步骤六，开机至检测筒形阀已全开：检测筒形阀开度已全开且无故障，如筒形阀仍在开启过程中，则等待计时，如操作失败或故障则流程退出；

步骤七，开机至拔锁锭：退出调速器锁锭装置，同时检测高压油顶起系统油流总管高压油流量及压力正常，检测制动风闸为复位态，如操作失败或故障则流程退出；

步骤八，开机至开调速器开机：停高压油泵运行，复归调速停机电磁阀，如检测调速器液压系统停机电磁阀未复归则报警等待处理，调速器开机时监视转速上升至空转态，如操作失败或故障则流程退出，如开机令为至机组空转则执行至此流程退出；

步骤九，开机至投励磁：投入励磁系统，检测发电机定子电压>90%且调速器无严重故障，如操作失败或故障则流程退出，如开机令为至机组空载则执行至此流程退出；

步骤十，开机至并网：投断路器同期合闸电源、投入自动准同期装置，如自动同期装置故障刚流程退出，监视断路器同期合闸后，退出自动准同期装置、投入机组有功闭环和无功闭环，机组顺利并网，开机流程结束，如机组开机令至假同期合闸并网，则检测发电机出口隔离刀闸状态。

2.一种高水头混流式大型机组的停机流程，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一，机组并网运行态，正常停机条件满足：机组停机令至机组停机至空载、机组停机至空转、机组停机至水系统运行、机组停机至全停四种令，同时检测各条件满足，否则流程提示错误并退出；

步骤二，停机减负荷：退出机组AGC、AVC，设定机组有功和无功值，监视机组出力缓慢降低至设定值，如操作失败或故障则流程退出；

步骤三，停机至机组解列：跳开发电机出口GCB开关，如操作失败或故障则流程退出，如停机令为至机组空载则执行至此流程退出；

步骤四，停机至机组停励磁系统：整流柜逆变动作，跳开交流灭磁开关，合上直流灭磁开关，监视发电机机端电压降低，如操作失败或故障则流程退出，如停机令为至机组空转则执行至此流程退出；

步骤五，停机至机组停调速器：投入调速器停机电磁阀、投高压油顶起装置，监视导叶全关或<=1%、转速<15%，当导叶全关或开度监视<=1%，同时落筒形阀使能标志投入时，则执行落筒形阀操作，如操作失败或故障则流程退出；

步骤六，停机至机组投风闸，风闸制动腔充气、投制动粉尘吸收装置，监视机组转速<1%，如操作失败或故障则流程退出；

步骤七，停机至机组投调速器锁锭：投入调速器锁锭装置，停水导外循环油泵，如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步；

步骤八，停机至机组投蠕动探测：投入机组蠕动探测装置，如操作失败或故障则流程退出；

步骤九，停机至机组停高压油系统：退出高压油顶起油泵，如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步；

步骤十，停机至机组停液压系统及辅助设备：停液压系统、撤风闸、退出制动及碳粉吸收装置、退推导及上导油雾吸收装置、投机坑加热器，如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步，同时落筒形阀使能标志未投入时，如机组停机令至机组技术供水运行则执行至此流程退出；

步骤十一，机组停机至筒形阀状态监视：筒形阀使能标志投入，筒形阀全开，如筒形阀全关操作失败或故障超时，则直接执行下一步；

步骤十二，机组停机至停机组技术供水：如停机令为至机组技术供水运行则此项执行至此流程退出，如停机令为至机组全停，则停机组技术供水，如操作失败或故障致本步流程超时，则直接执行下一步，停机流程结束。