CN106707984A - Dcs判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法。是一套在汽轮发电机组控制系统中能在外部输电线路发生故障情况下，利用OPC动作2‑3秒钟时间内，由DCS控制系统判断出外部输电线路故障，汽轮发电机组处于FCB小岛模式，主动跳开变高压侧断路器，使DEH控制系统由功率控制模式转入转速控制模式的方法。是对汽轮机转速、发电机有功功率、OPC动作信号进行逻辑判断和逻辑运算；使用判断结果触发FCB动作；使用判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，产生发电机解列信号，使DEH控制系统转入转速控制方式。可避免事故发生，使FCB的触发条件覆盖面更广泛，保障机组安全。

Description

DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法。具体是一套在汽轮发电机组控制系统中能够在外部输电线路发生故障的情况下，利用OPC动作2-3秒钟的时间内，由DCS控制系统判断出外部输电线路故障，汽轮发电机组处于FCB小岛模式，并主动跳开变高压侧断路器，使DEH控制系统由功率控制模式转入转速控制模式的方法。

背景技术

目前部分汽轮发电机组设计有FCB功能，能够在主变高压侧开关跳闸时触发FCB功能，使机组处于小岛运行模式，待故障排除后迅速并网。FCB发生时汽轮机数字电液控制系统（DEH）是以发电机出口GCB断路器和主变高压侧断路器的状态为判据，将DEH控制方式由阀位控制方式或遥控方式转换为转速控制方式。但是在外部输电线路发生故障时，主变高压侧断路器不跳闸，如果电厂没有配置电力系统安稳装置，就无法实现FCB小岛模式判别，这时DEH将不能进行控制方式转换，导致机组不能顺利的转入FCB小岛运行模式，引起机组超速或过频跳闸并导致厂用电全失去事故。其中：FCB表示：FAST CUT BACK快速切回。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法。目的是为了达到在外部输电线路发生故障时使机组顺利转入FCB小岛运行模式，即能够在上述情况发生时，利用OPC首次动作的2-3秒钟内，通过DCS各参考量逻辑判断机组状态，当判断为输电线路故障时触发FCB动作，并通过控制逻辑主动跳闸主变高压侧断路器，DEH接收到主变断路器跳闸信号后转换为转速控制方式，机组顺利转入FCB小岛运行方式。当电厂本侧输电线路断路器跳闸时，则直接触发FCB动作，同时通过逻辑直接跳闸主变高压侧断路器，使机组顺利转入FCB小岛运行方式。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法，是对汽轮机转速、发电机有功功率、OPC动作信号进行逻辑判断和逻辑运算；使用判断结果触发FCB动作；使用判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，产生发电机解列信号，使DEH控制系统转入转速控制方式。

所述对汽轮机转速、发电机有功功率、OPC动作信号进行逻辑判断和逻辑运算，是指在汽轮发电机组控制系统中能够在输电线路发生故障而电厂侧输电线路断路器没有断开的情况下，利用OPC动作的2-3秒钟的时间内，由DCS控制系统判断出汽轮发电机组处于FCB小岛模式，主动跳闸主变高压侧断路器，并使DEH控制系统由阀位控制模式或遥控控制模式转入转速控制模式。在输电线路发生故障，且电厂侧输电线路断路器没有断开的情况下，利用DCS控制系统判断出发电机组已经处于FCB小岛模式，不用再额外配置电力系统安稳装置。判断出输电线路故障时，主动跳闸主变高压侧断路器。

所述汽轮机，当汽轮发电机组甩负荷时如果有功功率高于30%额定负荷，且DEH控制系统收到解列信号，DEH控制系统则直接动作OPC，全关汽轮机调节汽门，并转入转速控制方式控制转速。如果DEH控制系统没有收到解列信号，则汽轮机转速会飞升，当转速超过103%额定转速时DEH控制系统触发OPC动作，全关汽轮机调节汽门，但是不转入转速控制方式。所以使用逻辑运算和判断发电机出口GCB断路器、主变高压侧断路器和电厂侧输电线路断路器都在合闸位置时，且OPC动作信号，且OPC动作前发电机有功功率大于30%额定负荷，则逻辑判断为外部输电线路故障即机组断面零功率。

所述输电线路，当判断输电线路断网时，DCS控制系统逻辑触发FCB动作，FCB动作后机组控制系统执行正常的FCB动作程序。

所述外部输电线路故障的判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，主变高压侧断路器断开后DEH收到机组解列信号，DEH控制系统将执行正常的甩负荷逻辑，由阀位控制方式或遥控方式转换为转速控制方式。

所述对汽轮机转速、发电机有功功率、OPC动作信号进行逻辑判断和逻辑运算；使用判断结果触发FCB动作；使用判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，产生发电机解列信号，使DEH控制系统转入转速控制方式，是指：

将控制组态SAMA和本接线方式的电厂侧输电线路断路器状态判断SAMA中的输入点替换为工程实际参数变量点和断路器状态点。

将“输电线路故障”信号输出到人机交互画面显示，并送报警系统显示。

将“跳闸主变高压侧断路器”信号送至分主变高压侧断路器的指令出口。

将“DEH控制系统切换为转速控制方式”信号送至DEH控制系统，代替原DEH控制逻辑中的油开关合闸/分闸信号。

如果开关站主接线为3/2接线方式，则应考虑主接线的运行方式，来判断输电线路故障。

本发明的有益效果是：

本控制方法可以在未配置电力系统安稳装置的电厂的输电线路故障时，顺利使汽轮发电机组转入FCB小岛运行方式。

（1）避免因输电线路故障引起汽轮发电机组跳闸，避免电厂厂用电全失去的事故发生。

（2）使FCB的触发条件覆盖面更加广泛，有效的保障机组安全。

（3）只使用原有信号对DCS逻辑进行修改，节约了电力系统安稳装置的设备投资。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明控制流程图；

图2是典型汽轮发电机组主接线图；

图3是本发明的控制组态SAMA图；

图4是本接线方式的电厂侧输电线路断路器状态判断SAMA图。

具体实施方式

本发明是一种DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法，如图所示，图1是本发明控制流程图，图2是典型汽轮发电机组主接线简图，图3是本发明的控制组态SAMA图，根据图3和图4中的SAMA图可以在任何DCS控制系统中使用系统自带的功能块进行逻辑组态，以完成使用DCS控制系统判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的控制功能。其中：DCS表示：Distributed Control System集散控制系统。

本发明控制方法包括以下步骤：

对汽轮机转速、发电机有功功率、OPC动作信号进行逻辑判断和逻辑运算；使用判断结果触发FCB动作；使用判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，产生发电机解列信号，使DEH控制系统转入转速控制方式。

也就是在汽轮发电机组控制系统中能够在输电线路发生故障而电厂侧输电线路断路器没有断开的情况下，利用OPC动作的2-3秒钟的时间内，由DCS控制系统判断出汽轮发电机组处于FCB小岛模式，主动跳闸主变高压侧断路器，并使DEH控制系统由阀位控制模式或遥控控制模式转入转速控制模式。在输电线路发生故障，且电厂侧输电线路断路器没有断开的情况下，利用DCS控制系统判断出发电机组已经处于FCB小岛模式，不用再额外配置电力系统安稳装置。判断出输电线路故障时，主动跳闸主变高压侧断路器。

其中：

OPC表示：Over speed Protect Controller超速保护控制单元。

SAMA表示： Scientific Apparatus Makers Association科学仪器制造商协会。

DEH表示： Digital Electric Hydraulic Control System汽轮机数字电液控制系统。

GCB表示：Generator Circuit-Breaker发电机出口断路器。

具体是，当汽轮发电机组甩负荷时如果有功功率高于30%额定负荷，且DEH控制系统收到解列信号，DEH控制系统则直接动作OPC，全关汽轮机调节汽门，并转入转速控制方式控制转速。如果DEH控制系统没有收到解列信号，则汽轮机转速会飞升，当转速超过103%额定转速时DEH控制系统触发OPC动作，全关汽轮机调节汽门，但是不转入转速控制方式。所以使用逻辑运算和判断发电机出口GCB断路器、主变高压侧断路器和电厂侧输电线路断路器都在合闸位置时，且OPC动作信号，且OPC动作前发电机有功功率大于30%额定负荷，则逻辑判断为“外部输电线路故障”即机组断面零功率。

当判断输电线路断网时，DCS控制系统逻辑触发FCB动作，FCB动作后机组控制系统执行正常的FCB动作程序。

同时“外部输电线路故障”的判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，主变高压侧断路器断开后DEH收到机组解列信号，DEH控制系统将执行正常的甩负荷逻辑，由阀位控制方式或遥控方式转换为转速控制方式。

使用DCS判断输电线路故障使发电机组转入FCB小岛运行模式的控制方法，可以在不同品牌的DCS控制系统中，按照本发明的SAMA图进行逻辑组态，结合原有FCB和DEH控制逻辑就可以实现控制功能。

适用于“发电机GCB主变主变高压侧断路器”配置的主接线使用本控制方法。

实施例：

本发明一种使用DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法具体包括：

1、将本发明的控制组态SAMA图，即图3，和本接线方式的电厂侧输电线路断路器状态判断SAMA图，即图4中的输入点替换为图2所示的工程实际参数变量点和断路器状态点；

2、将“输电线路故障”信号输出到人机交互画面显示，并送报警系统显示。

3、将“跳闸主变高压侧断路器”信号送至分主变高压侧断路器的指令出口。

4、将“DEH控制系统切换为转速控制方式”信号送至DEH控制系统，代替原DEH控制逻辑中的油开关合闸/分闸信号。

如果开关站主接线为3/2接线方式，则应考虑主接线的运行方式，来判断输电线路故障。

Claims (10)

1. DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法，其特征是：对汽轮机转速、发电机有功功率、OPC动作信号进行逻辑判断和逻辑运算；使用判断结果触发FCB动作；使用判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，产生发电机解列信号，使DEH控制系统转入转速控制方式。

2.根据权利要求1所述的DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法，其特征是：所述对汽轮机转速、发电机有功功率、OPC动作信号进行逻辑判断和逻辑运算，是指在汽轮发电机组控制系统中能够在输电线路发生故障而电厂侧输电线路断路器没有断开的情况下，利用OPC动作的2-3秒钟的时间内，由DCS控制系统判断出汽轮发电机组处于FCB小岛模式，主动跳闸主变高压侧断路器，并使DEH控制系统由阀位控制模式或遥控控制模式转入转速控制模式。

3.在输电线路发生故障，且电厂侧输电线路断路器没有断开的情况下，利用DCS控制系统判断出发电机组已经处于FCB小岛模式，不用再额外配置电力系统安稳装置。

4.判断出输电线路故障时，主动跳闸主变高压侧断路器。

5.根据权利要求2所述的DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法，其特征是：所述汽轮机，当汽轮发电机组甩负荷时如果有功功率高于30%额定负荷，且DEH控制系统收到解列信号，DEH控制系统则直接动作OPC，全关汽轮机调节汽门，并转入转速控制方式控制转速。

6.如果DEH控制系统没有收到解列信号，则汽轮机转速会飞升，当转速超过103%额定转速时DEH控制系统触发OPC动作，全关汽轮机调节汽门，但是不转入转速控制方式。

7.所以使用逻辑运算和判断发电机出口GCB断路器、主变高压侧断路器和电厂侧输电线路断路器都在合闸位置时，且OPC动作信号，且OPC动作前发电机有功功率大于30%额定负荷，则逻辑判断为外部输电线路故障即机组断面零功率。

8.根据权利要求2所述的DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法，其特征是：所述输电线路，当判断输电线路断网时，DCS控制系统逻辑触发FCB动作，FCB动作后机组控制系统执行正常的FCB动作程序。

9.根据权利要求3所述的DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法，其特征是：所述外部输电线路故障的判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，主变高压侧断路器断开后DEH收到机组解列信号，DEH控制系统将执行正常的甩负荷逻辑，由阀位控制方式或遥控方式转换为转速控制方式。

10.根据权利要1所述的DCS判断输电线路故障使发电机组转入小岛模式的方法，其特征是：所述对汽轮机转速、发电机有功功率、OPC动作信号进行逻辑判断和逻辑运算；使用判断结果触发FCB动作；使用判断结果主动跳闸主变高压侧断路器，产生发电机解列信号，使DEH控制系统转入转速控制方式，是指：

将控制组态SAMA和本接线方式的电厂侧输电线路断路器状态判断SAMA中的输入点替换为工程实际参数变量点和断路器状态点；

将“输电线路故障”信号输出到人机交互画面显示，并送报警系统显示；

将“跳闸主变高压侧断路器”信号送至分主变高压侧断路器的指令出口；

将“DEH控制系统切换为转速控制方式”信号送至DEH控制系统，代替原DEH控制逻辑中的油开关合闸/分闸信号；

如果开关站主接线为3/2接线方式，则应考虑主接线的运行方式，来判断输电线路故障。