CN110985280A - 一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路及控制方法，包括：DC电源、光电隔离板G3、报警继电器K2、事故停机继电器K1连接构成的控制回路H1；DC电源、光电隔离板G1、行程开关GS1、行程开关GS2、事故停机继电器K1连接构成的控制回路H2；DC电源、光电隔离板G2、行程开关GS1、行程开关GS2、报警继电器K2连接构成的控制回路H3。本发明采用新增行程开关对现有技术中的控制回路进行改进，使得水轮发电机组系统在运行时，不受单一元件故障的影响，可实现系统可靠的后备保护，从而可达到提高系统可靠性和降低失效率的目的。

Description

一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路及控制方法
技术领域
本发明涉及水电厂电气自动化控制技术领域，具体涉及一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路及控制方法。
背景技术
水轮发电机组机械过速保护作为水轮发电机组最后一道保护系统，是在机组发生过速时，按照系统设定的流程准确动作，及时关闭导叶，实现机组停机，防止机组发生飞逸事故，确保水轮发电机的安全运行。机组调速器机械过速节点采用一个行程开关节点输出，安装在机械过速装置上方，并由机械过速装置压紧杆压紧。采用一对常闭节点，送至监控系统LCU，参与一类机械事故判定，属于机组单点保护，存在严重的设备隐患。由于水车室环境震动比较大，会因行程开关固定螺栓松动致使直动触头恢复自由态、接线端子松动、行程开关接点抖动或控制电缆发生故障等原因而导致机械过速接点误动作，从而发生导叶全关和快速门落下造成的事故停机。因此，从水机后备保护机械过速接点的控制回路着手，通过完善水机后备保护控制逻辑，达到防止水轮发电机组机械过速误动导致的机组事故停机的目的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，采用新增行程开关对现有技术中的控制回路进行改进，使得水轮发电机组系统在运行时，不受单一元件故障的影响，可实现系统可靠的后备保护，从而可达到提高系统可靠性和降低失效率的目的。有效避免由于单一元件故障、或者接点故障而引起的停机或设备损坏造成的经济损失。
本发明采取的技术方案为：
一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，包括行程开关GS1、行程开关GS2、事故停机继电器K1、报警继电器K2、延时继电器KT；
DC电源一端连接光电隔离板G3一侧，光电隔离板G3另一侧连接报警继电器K2常开触点一端，报警继电器K2常开触点另一端连接事故停机继电器K1常闭触点一端，事故停机继电器K1常闭触点另一端连接延时继电器KT一端，延时继电器KT另一端连接DC电源另一端，构成控制回路H1；
DC电源一端连接光电隔离板G1一侧，光电隔离板G1另一侧连接行程开关GS1一端，行程开关GS1另一端连接行程开关GS2一端，行程开关GS2另一端连接事故停机继电器K1线圈一端，事故停机继电器K1线圈另一端分别连接DC电源另一端，构成控制回路H2；
DC电源一端连接光电隔离板G2一侧，光电隔离板G2另一侧分别连接行程开关GS1一端、行程开关GS2一端，行程开关GS1另一端、行程开关GS2另一端连接报警继电器K2线圈一端，报警继电器K2线圈另一端连接DC电源另一端，构成控制回路H3。
光电隔离板G1、光电隔离板G2、光电隔离板G3优先采用NSD 研制的B-TD 00107A光电隔离板。
所述行程开关GS2通过一根独立的控制电缆与机组LCU现地控制柜相连接，用于输送机械过速信号。
所述行程开关GS1、行程开关GS2采用至少有两路节点输出，机械行程死区范围小，动作可靠，提高系统性能。
行程开关GS1、行程开关GS2优先采用欧姆龙HL 5100行程开关。
所述事故停机继电器K1、报警继电器K2优先采用镀金节点，防止其腐蚀生锈而发生节点动作不灵敏。
所述延时继电器KT优先采用具有延时精度高，延时范围广，小巧紧凑型的控制器，并且采用镀金触点。
所述DC电源为24VDC电源。
一种防止水轮发电机组事故停机的控制方法，
机械过速节点信号采用行程开关GS1、行程开关GS2的常闭节点输出，并采用两根独立的电缆分别上送信号，机械过速信号的判断逻辑采用负逻辑；
控制回路H3中，行程开关GS2与原有的行程开关GS1并联，实现机械过速单点故障报警功能，并且有效地防止机组机械过速正常动作而其信号拒动的现象；
控制回路H2中，行程开关GS2与原有的行程开关GS1串联，实现机械过速信号动作而进行事故停机，并有效地防止机械过速信号误动的情况。
本发明一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，技术效果如下：
1：本发明通过在机械过速装置的机械过速信号控制回路中增加一路机械过速信号，并采用两根独立的电缆分别上送信号，机械过速信号的判断逻辑采用负逻辑，新增的行程开关GS2与原有的行程开关GS1并联，实现机械过速单点故障报警功能，并且有效地防止机组机械过速正常动作而其信号拒动的现象。
新增的行程开关GS2与原有的行程开关GS1串联，实现机械过速信号动作而进行事故停机，并有效地防止机械过速信号误动的情况，从而可达到提高系统可靠性和降低失效率的目的，将大大提高系统的可靠性，有效避免由于单一元件故障，如行程开关故障等；或信号拒动、信号误动，包括螺栓松动、接点松动、接线松动和行程开关故障等，而引起的机组停机或设备损坏造成的经济损失，确保了水力发电机组的安全稳定运行。
2：本发明的信号控制回路设计简单、可靠性高，改造成本低，具有极大的现场应用价值。
3：本发明的增加设备的有一个行程开关、两个中间继电器和一个延时继电器及控制电缆，具有设计理念先进，系统可靠性高，投入成本低的特点。
4：本发明的通过机械过速信号的控制逻辑优化后，有效地防止机组机械过速正常动作而其信号拒动的现象。
附图说明
图1为现有技术中水机后备保护机械过速信号的控制回路。
图2为本发明中水机后备保护机械过速信号的控制回路。
图3 为本发明新增行程开关GS2与原有行程开关GS1的安装方式示意图一；
图4 为本发明新增行程开关GS2与原有行程开关GS1的安装方式示意图二；
其中：a-压紧杆，b-水轮机大轴，c-飞摆杆。
具体实施方式
一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，在水机后备保护判断机组机械过速信号的控制回路中，增加一个独立的行程开关GS2，并采用独立的控制电缆与机组LCU现地控制柜相连接，以上送机械过速信号。由于机械过速装置结构的原因，机械过速信号的判断逻辑采用负逻辑，新增的行程开关GS2与原有的行程开关GS1串联。
本发明中，通过增加了一个独立的机械过速常闭接点，再加上原有的机械过速接点，且分别通过独立电缆将信号接引至机组LCU现地控制柜，使得该信号输入回路可发出两路机械过速信号，通过两路机械过速信号进行或逻辑优化完善水机后备保护机械过速信号单点故障报警功能，避免信号拒动作的情况发生。通过两路机械过速信号进行与逻辑优化完善水机后备保护机械过速事故停机的控制逻辑判断，从而使监控系统判断机械过速信号得以完善，机械过速停机回路通过闭锁机组转速大于115% 信号有效避免了机组在运行中因机械过速信号误动而触发监控系统水机后备保护信息，进而动作事故停机电磁阀和机械过速油路而造成机组事故停机甩负荷现象的发生。
本发明提供的机械过速节点采用两个行程开关的常闭节点输出，安装方式如图3所示。所述行程开关GS1、行程开关GS2安装在机械过速装置上方，行程开关GS1与行程开关GS2上、下安装并用螺栓固定，行程开关触头由机械过速装置动作压紧杆a压紧。
一种防止水轮发电机组事故停机的控制方法，
机械过速节点信号采用行程开关GS1、行程开关GS2的常闭节点输出，并采用两根独立的电缆分别上送信号，机械过速信号的判断逻辑采用负逻辑；
控制回路H3中，行程开关GS2与原有的行程开关GS1并联，实现机械过速单点故障报警功能，并且有效地防止机组机械过速正常动作而其信号拒动的现象；
控制回路H2中，行程开关GS2与原有的行程开关GS1串联，实现机械过速信号动作而进行事故停机，并有效地防止机械过速信号误动的情况。
实施例：
如图2所示，一种防止水轮发电机组机械过速信号误动作事故停机的控制回路，其中在水机后备保护回路判断机械过速信号的控制回路中增加一个独立的行程开关GS2，并采用独立的控制电缆与机组LCU现地控制柜相连接，以上送机械过速信号。水机后备保护中机械过速信号的判断逻辑采用负逻辑，在控制回路H2中，新增的行程开关GS2的常闭节点与原有的行程开关GS1的常闭节点串联，通过事故停机继电器K1后直接触发事故停机流程，其中，控制回路H1和控制回路H2中，闭锁机组转速大于115% 信号，防止机械过速信号误动。
在控制回路H3中，水机后备保护中机械过速信号的判断逻辑采用行程开关GS2常闭节点与原有的行程开关GS1的常闭节点进行并联，通过报警继电器K2实现监控系统对机械过速单点故障报警功能。
在控制回路H1中，通过机械过速单点故障报警继电器K2的常开接点与事故停机继电器K1的常闭节点闭锁，加上延时继电器KT延时触发事故停机流程，以免继电器误动导致误触发事故停机流程，便于现场工作人员及时确认现场设备是否正常运行并进行应急处理；同时，可以有效地防止机组机械过速正常动作而其信号拒动的现象，其中，控制回路H1中，闭锁事故停机继电器K1K1常闭节点时，为了在GS1和GS2两个机械过速信号同时动作时避免重复发令，避免重复启动事故停机流程。
上述实施例的根据水机后备保护所采用的机械过速信号逻辑，取两路机械过速信号进行与逻辑优化完善水机后备保护信号判断逻辑：对于调速器机械过速信号采用负逻辑的，新增的行程开关GS2与原有的行程开关GS1并联，实现机械过速单点故障报警功能，并且有效地防止机组机械过速正常动作而其信号拒动的现象。两路闭接点采用串联方式组合触发事故停机流程，两路闭接点采用并联方式进行单点故障报警信号，从而有效防止了单一元件故障、单个机械过速信号接点误动、接线松动等原因引起的机械过速事故停机。

Claims (6)

1.一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，包括行程开关GS1、行程开关GS2、事故停机继电器K1、报警继电器K2、延时继电器KT；其特征在于：
DC电源一端连接光电隔离板G3一侧，光电隔离板G3另一侧连接报警继电器K2常开触点一端，报警继电器K2常开触点另一端连接事故停机继电器K1常闭触点一端，事故停机继电器K1常闭触点另一端连接延时继电器KT一端，延时继电器KT另一端连接DC电源另一端，构成控制回路H1；
DC电源一端连接光电隔离板G1一侧，光电隔离板G1另一侧连接行程开关GS1一端，行程开关GS1另一端连接行程开关GS2一端，行程开关GS2另一端连接事故停机继电器K1线圈一端，事故停机继电器K1线圈另一端分别连接DC电源另一端，构成控制回路H2；
DC电源一端连接光电隔离板G2一侧，光电隔离板G2另一侧分别连接行程开关GS1一端、行程开关GS2一端，行程开关GS1另一端、行程开关GS2另一端连接报警继电器K2线圈一端，报警继电器K2线圈另一端连接DC电源另一端，构成控制回路H3。
2.根据权利要求1所述一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，其特征在于：所述行程开关GS2通过一根独立的控制电缆与机组LCU现地控制柜相连接，用于输送机械过速信号。
3.根据权利要求1所述一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，其特征在于：所述行程开关GS1、行程开关GS2采用至少有两路节点输出。
4.根据权利要求1所述一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，其特征在于：所述行程开关GS1、行程开关GS2安装在机械过速装置上方，行程开关GS1与行程开关GS2上、下安装并用螺栓固定，行程开关触头由机械过速装置动作压紧杆a压紧。
5.根据权利要求1所述一种防止水轮发电机组事故停机的控制回路，其特征在于：所述DC电源为24VDC电源。
6.一种防止水轮发电机组事故停机的控制方法，其特征在于：
机械过速节点信号采用行程开关GS1、行程开关GS2的常闭节点输出，并采用两根独立的电缆分别上送信号，机械过速信号的判断逻辑采用负逻辑；
控制回路H3中，行程开关GS2与原有的行程开关GS1并联，实现机械过速单点故障报警功能，并且有效地防止机组机械过速正常动作而其信号拒动的现象；
控制回路H2中，行程开关GS2与原有的行程开关GS1串联，实现机械过速信号动作而进行事故停机，并有效地防止机械过速信号误动的情况。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115875185A (zh) * 2022-11-03 2023-03-31 中国长江电力股份有限公司 一种水轮发电机组过速保护装置及保护方法

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