CN107013261A - 一种基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据 - Google Patents

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艾东平
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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Chongqing Shendong Electric Power Wanzhou Port Electricity LLC
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State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，它包括，功率负荷不平衡保护、功率信号判据、转速信号判据、中压缸排气压力信号；采用转速信号、功率信号和中压缸排气压力多判据，在保留保护快速性特点的同时，有效的避免由于功率变送器导致的误动和机组近端短路导致的误动；该方法首先判断功率信号、中压缸排气压力信号和转速信号的测量点质量都为正常，在此基础上对判断中压缸排气压力的标幺值与功率的标幺值之差大于特定值和机组转速大于特定值同时成立时，出口保护动作。

Description

一种基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据
技术领域
本发明涉及一种汽轮机保护领域，特别是一种基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据。
背景技术
大型汽轮机为避免超速运行，一般配置了功率负荷不平衡保护，该保护一般以机组电气功率的标幺值和中压缸排气压力的标幺值之差为动作判据，在机组发生故障时能够快速动作关闭调门，有效降低汽轮机超速的最大值。但是该保护也存在误动现象较为严重的问题。当功率变送器发生故障，如PT断线时，可能误动，当机组发生近端短路故障时，也容易误动。
2011年，浙江电网先后发生多次功率负荷不平衡保护在电网单相瞬时故障期间误动的案例，导致机组波动过大，甚至被误切的情况。2015年，重庆电网也发生过功率负荷不平衡保护因PT断电而误动，导致机组持续波动的案例。这些案例充分说明，单一判据的功率负荷不平衡保护存在误动风险，动作判据有待完善。
发明内容
本发明的目的就是提供一种基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，能够在保留保护快速性特点的同时，有效的避免由于功率变送器导致的误动和机组近端短路导致误动。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，它包括有：所述步骤如下：
S1：判断功率信号、转速信号和中压缸排气压力信号的测量点质量是否正常，如果正常，则进入步骤S4；否则，功率负荷不平衡保护闭锁输出；
S2：计算式其中，Iact为中压缸实际排气压力，IN为中压缸额定排气压力，Pact为机组实际功率，PN为机组额定功率；判断是否大于特定值CP，如果大于，则进入步骤S4；否则，持续判断到大于特定值CP为止；
S3：判断机组转速N是否大于特定值CP，如果大于，则进入步骤S4；否则，持续判断到大于特定值CP为止；
S4：判断步骤S1、步骤S2、步骤S3是否同时满足，如果是，则出口保护动作信号；否则不出口。
进一步，所述转速信号与所述功率信号，两者均大于特定值CP时，功率负荷不平衡保护动作信号。
进一步，所述步骤S1中，采用所述功率信号、所述转速信号双判据，用于判断机组是否发生功率负荷不平衡。
进一步，所述转速信号判据小于等于所述特定值CP时，闭锁保护动作。
进一步，所述中压缸排气压力的标幺值与所述功率信号的标幺值之差小于等于特定值CP时，闭锁保护动作信号。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
采用转速信号、功率信号和中压缸排气压力多判据，在保留保护快速性特点的同时，有效的避免由于功率变送器导致的误动和机组近端短路导致的误动；本发明首先判断功率信号、中压缸排气压力信号和转速信号的测量点质量都为正常后，再判断中压缸排气压力的标幺值与功率的标幺值之差大于特定值和机组转速大于特定值同时成立时，出口保护动作。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的工作原理框图。
图2为本发明的功率负荷不平衡动作判断方法。
图3为本发明的出口保护动作判断方法。
图4为本发明的功率负荷不平衡动作保护转速判据测试结果。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例：如图1～图4所示，基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，其特征在于：所述步骤如下：
S1：判断功率信号、转速信号和中压缸排气压力信号的测量点质量是否正常，如果正常，则进入步骤S4；否则，功率负荷不平衡保护闭锁输出；
S2：计算式其中，Iact为中压缸实际排气压力，IN为中压缸额定排气压力，Pact为机组实际功率，PN为机组额定功率；判断是否大于特定值CP，如果大于，则进入步骤S4；否则，持续判断到大于特定值CP为止；
S3：判断机组转速N是否大于特定值CP，如果大于，则进入步骤S4；否则，持续判断到大于特定值CP为止；
S4：判断步骤S1、步骤S2、步骤S3是否同时满足，如果是，则出口保护动作信号；否则不出口。
进一步，所述转速信号与所述功率信号，两者均大于特定值CP时，功率负荷不平衡保护动作信号。
进一步，所述步骤S1中，采用所述功率信号、所述转速信号双判据，用于判断机组是否发生功率负荷不平衡。
进一步，所述转速信号判据小于等于所述特定值CP时，闭锁保护动作。
进一步，所述中压缸排气压力的标幺值与所述功率信号的标幺值之差小于等于特定值CP时，闭锁保护动作信号。
如图2所示，模拟量信号为RI01的中压进汽压力1除以参数值为785PSI的额定中压进汽压力得到中压缸排气压力的第一标幺值；模拟量为RI02的输入功率1(WT2)除以参数值为1050MW的额定发电机功率得到功率信号的第一标幺值；计算中压缸排气压力的第一标幺值与功率信号的第一标幺值的第一差值；利用第一差值减去预先设置的特定值(偏差)0.4并得到第二差值，判断第二差值是否大于0。开关量信号为BI01的中压进汽压力1故障通过非门后同时和开关量为BI02的输入功率1(WT2)故障通过非门后以及第二差值共同通过与门相与，得到第一与门结果。
模拟量信号为RI03的中压进汽压力2除以参数值为785PSI的额定中压进汽压力得到中压缸排气压力的第二标幺值；模拟量为RI04的输入功率2(WT3)除以参数值为1050MW的额定发电机功率得到功率信号的第二标幺值；计算中压缸排气压力的第二标幺值与功率信号的第二标幺值的第三差值；利用第三差值减去预先设置的特定值(偏差)0.4并得到第四差值，判断第四差值是否大于0。开关量信号为BI03的中压进汽压力2故障通过非门后同时和开关量为BI04的输入功率2(WT3)故障通过非门后以及第四差值共同通过与门相与，得到第二与门结果。
模拟量信号为RI05的中压进汽压力3除以参数值为785PSI的额定中压进汽压力得到中压缸排气压力的第三标幺值；模拟量为RI06的输入功率3(WT4)除以参数值为1050MW的额定发电机功率得到功率信号的第三标幺值；计算中压缸排气压力的第三标幺值与功率信号的第三标幺值的第五差值；利用第五差值减去预先设置的特定值(偏差)0.4并得到第六差值，判断第六差值是否大于0。开关量信号为BI05的中压进汽压力3故障通过非门后同时和开关量为BI06的输入功率3(WT4)故障通过非门后以及第六差值共同通过与门相与，得到第三与门结果。
在第一与门结果、第二与门结果、第三与门结果之间任意选取同时满足的两个与门结果，再经过2S脉冲后，得到开关量为B001的功率负荷不平衡动作。
如图3所示，判断转速N大于DEH控制器输出的设定值1或特定值1后得到结果a，并且结果a还和开关量为B001的功率负荷不平衡动作经过与门相与得到结果m；判断转速N大于DEH控制器输出的设定值2或特定值2后得到结果b，并且结果b还和开关量为B001的功率负荷不平衡动作经过与门相与得到结果n；将结果m和结果n通过或门相或，得到出口保护动作。
测得强制转速为3031转/分(转速闭锁定值为3030转/分)，达到功能负荷不平衡(PLU)保护动作转速闭锁定值，调门开至50％，进行测试。改变功能负荷不平衡(PLU)保护的输入功率变化，观测功能负荷不平衡(PLU)保护动作信号和调门开度。发现保护正常动作，结果如图4所示，说明转速闭锁保护动作正确。
本发明取得的有益效果：采用转速信号、功率信号和中压缸排气压力多判据，在保留保护快速性特点的同时，有效的避免由于功率变送器导致的误动和机组近端短路导致的误动；本发明首先判断功率信号、中压缸排气压力信号和转速信号的测量点质量都为正常后，再判断中压缸排气压力的标幺值与功率的标幺值之差大于特定值和机组转速大于特定值同时成立时，出口保护动作。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，其特征在于：所述步骤如下：
S1：判断功率信号、转速信号和中压缸排气压力信号的测量点质量是否正常，如果正常，则进入步骤S4；否则，功率负荷不平衡保护闭锁输出；
S2：计算式其中，Iact为中压缸实际排气压力，IN为中压缸额定排气压力，Pact为机组实际功率，PN为机组额定功率；判断是否大于特定值CP，如果大于，则进入步骤S4；否则，持续判断到大于特定值CP为止；
S3：判断机组转速N是否大于特定值CP，如果大于，则进入步骤S4；否则，持续判断到大于特定值CP为止；
S4：判断步骤S1、步骤S2、步骤S3是否同时满足，如果是，则出口保护动作信号；否则不出口。
2.如权利要求1所述的基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，其特征在于：所述转速信号与所述功率信号，两者均大于特定值CP时，功率负荷不平衡保护动作信号。
3.如权利要求1所述的基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，其特征在于：所述步骤S1中，采用所述功率信号、所述转速信号双判据，用于判断机组是否发生功率负荷不平衡。
4.如权利要求2所述的基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，其特征在于：所述转速信号判据小于等于所述特定值CP时，闭锁保护动作。
5.如权利要求1所述的基于转速和功率信号的功率负荷不平衡保护判据，其特征在于：所述中压缸排气压力的标幺值与所述功率信号的标幺值之差小于等于特定值CP时，闭锁保护动作信号。
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