CN111175536A - 一种发电机组甩负荷测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发电机组甩负荷测试系统，它包括：原动机(3)，其特征在于：原动机(3)与发电机(4)通过共有轴连接，相量测量单元PMU(5)安装在发电机(4)与发电机出口开关(6)之间；调节阀(2)通过管道与原动机(3)连接；发电机出口开关位置检测装置、相量测量单元PMU频率信号输出端和调节阀开度信号检测装置分别通过导线连接到录波仪(1)输入端口；本发明采用相量测量单元PMU测量的频率来替代原动机转速测量，提升甩负荷测试时原动机转速的采集密度，提高甩负荷测试的精度，利于试验数据分析和深一步的计算。
Description
技术领域
本发明属于发电技术领域，具体涉及一种发电机组甩负荷测试系统及测试方法。
背景技术
甩负荷是发电机组出现转速飞升的最恶劣工况，是机组在额定参数或规定的非正常参数下，带满负荷功率运行时，因远方电气故障等原因，负荷突然由满负荷甩到零，通过热工控制逻辑动作关闭调节气阀，机组转速出现飞升的情况。因此规定要开展甩负荷试验。甩负荷试验中最关键的测试参数是原动机转速，目前一般采用从监测系统中转速采集装置中获取，因其采集周期长(一般为秒级)，而甩负荷工况中整个转速飞升时间也仅为几秒，因此使得采集的数据量少，颗粒度大，不利于试验数据分析和深一步的计算。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种发电机组甩负荷测试系统及测试方法，以解决现有技术中发电机组甩负荷测试采用从监测系统中转速采集装置中获取原动机转速，因其采集周期长，而甩负荷工况中整个转速飞升时间也仅为几秒，因此使得采集的数据量少，颗粒度大，不利于试验数据分析和深一步的计算等技术问题。
本发明的技术方案是：
一种发电机组甩负荷测试系统，它包括：原动机，原动机与发电机通过共有轴连接，相量测量单元PMU安装在发电机与发电机出口开关之间的发电机出线母线上；调节阀通过管道与原动机入口连接；发电机出口开关位置检测装置、相量测量单元PMU频率信号输出端和调节阀开度信号检测装置分别通过导线连接到录波仪输入端口。
所述原动机为汽轮机、水轮机、燃气轮机或压缩空气储能膨胀机。
所述相量测量单元PMU的交流回路采样率为9600kHz，在45～55Hz频率范围内，测量误差不大于0.001Hz，频率阶跃响应速度不大于60ms。
发电机出口开关位置检测装置安装在发电机出口开关辅助接点上，检测的位置信号开关量为发电机出口开关开到位和关到位信号。
调节阀开度信号检测装置安装在调节阀拉阀杆上，监测的位置信号为调节阀阀杆开度的模拟量。
录波仪录制信号为发电机出口开关位置信号开关量，相量测量单元PMU频率信号模拟量和调节阀开度信号模拟量。
录波仪为具有将录波数据导出为WPS或Microsoft Office Excel电子表格功能的录波仪。
所述的一种发电机组甩负荷测试系统的测试方法，它包括：机组带负荷运行时断开发电机出口开关，原动机和发电机转速升高，调节控制系统动作，关闭调节阀，当机组转速下降到低于额定转速后，将调节阀部分开启，控制机组转速在额定值；用录波仪录制整个测试过程中的发电机出口开关位置信号、相量测量单元PMU频率信号、调节阀开度信号，将相量测量单元PMU频率信号转化为转速值，最后进行计算分析。
所述将相量测量单元PMU频率信号转化为转速值的方法为：将录波仪录制的数据导出至WPS或Microsoft Office Excel电子表格，相量测量单元PMU频率信号用以下公式计算转化为原动机实际转速值：
式中：n为原动机实际转速，f为测量频率，f0为额定频率50Hz，n0为原动机额定转速。
所述进行计算分析包括：根据计算的原动机实际转速数据、发电机出口开关位置信号和调节阀开度信号，分析系统最高飞升转速、系统响应时间及转速稳定时间，判断是否满足要求。
本发明有益效果：
本发明将电力系统同步相量测量装置Phasor Measurement Unit(PMU)，用于测量原动机的转速，由于PMU是主要用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置，能以数千Hz的速率采集电流、电压、频率等信号；因此，本发明通过从PMU中获取发电机频率信号，转化为原动机的转速信号，实行对原动机的转速测量，能够实现甩负荷时对原动机转速的高密度采集，提高甩负荷试验的精度，利于试验数据分析和深一步的计算；解决了现有技术中发电机组甩负荷测试采用从监测系统中转速采集装置中获取原动机转速，因其采集周期长，而甩负荷工况中整个转速飞升时间也仅为几秒，因此使得采集的数据量少，颗粒度大，不利于试验数据分析和深一步的计算等技术问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；图中虚线为测试连接线。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，一种发电机组甩负荷测试系统，包括录波仪1、调节阀2、原动机3、发电机4、相量测量单元PMU5、发电机出口开关6。调节阀通过管道与原动机入口相连接，原动机与发电机通过共有轴连接，相量测量单元PMU安装在发电机与发电机出口开关之间的出线母线上，采用电连接；发电机出口开关位置信号、相量测量单元PMU频率信号、调节阀开度信号通过测试线连接至录波仪输入端口。
原动机可以是汽轮机、水轮机、燃气轮机或压缩空气储能膨胀机中的任意一种，其做功工质分别为蒸汽、水、燃气、压缩空气。
相量测量单元PMU装置的交流回路采样率为9600kHz，在45～55Hz频率范围内，测量误差不大于0.001Hz。，频率阶跃响应速度不大于60ms。型号为：csd-361。录制信号为：发电机出口开关位置信号开关量，相量测量单元PMU频率信号模拟量，调节阀开度信号模拟量。
发电机出口开关位置信号为发电机出口开关附属装置，型号为3SE5112-0CH02，输出开关量为发电机出口开关开到位、关到位信号。
调节阀开度信号检测装置安装在调节阀拉阀杆上，型号为SH201B/8M LVDT/AC，监测的位置信号为调节阀阀杆开度的模拟量。
录波仪具有将录波数据导出为WPS或Microsoft Office Excel电子表格功能。型号为：HDBH6500。
实施例2：一种发电机组甩负荷测试系统的测试方法为：机组带负荷运行，断开发电机出口开关，原动机和发电机转速升高，调节控制系统动作，关闭调节阀，当机组转速下降低于额定转速后，调节阀部分开启，控制机组转速在额定值。用录波仪录制整个测试过程中的发电机出口开关位置信号、相量测量单元PMU频率信号、调节阀开度信号，然后进行计算分析。
将录波仪录制的数据导出至WPS或Microsoft Office Excel电子表格，相量测量单元PMU频率信号用以下公式计算转化为转速值：
式中：n为原动机实际转速，f为测量频率，f0为额定频率50Hz，n0为原动机额定转速。
根据计算的原动机转速数据与发电机出口开关位置信号、调节阀开度信号，分析系统最高飞升转速、系统响应时间及转速稳定时间，判断是否满足要求。
系统响应时间为发电机出口开关跳闸到调节阀动作之间的时间。
转速稳定时间是转速开始升高到转速平稳运行之间的时间。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式实例，本发明的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。为此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种发电机组甩负荷测试系统，它包括：原动机(3)，其特征在于：原动机(3)与发电机(4)通过共有轴连接，相量测量单元PMU(5)安装在发电机(4)与发电机出口开关(6)之间的发电机出线母线上；调节阀(2)通过管道与原动机(3)入口连接；发电机出口开关位置检测装置、相量测量单元PMU频率信号输出端和调节阀开度信号检测装置分别通过导线连接到录波仪(1)输入端口。
2.根据权利要求1所述的一种发电机组甩负荷测试系统，其特征在于：所述原动机(3)为汽轮机、水轮机、燃气轮机或压缩空气储能膨胀机。
3.根据权利要求1所述的一种发电机组甩负荷测试系统，其特征在于：所述相量测量单元PMU(5)的交流回路采样率为9600kHz，在45～55Hz频率范围内，测量误差不大于0.001Hz，频率阶跃响应速度不大于60ms。
4.根据权利要求1所述的一种发电机组甩负荷测试系统，其特征在于：发电机出口开关位置检测装置安装在发电机出口开关辅助接点上，检测的位置信号开关量为发电机出口开关开到位和关到位信号。
5.根据权利要求1所述的一种发电机组甩负荷测试系统，其特征在于：调节阀开度信号检测装置安装在调节阀拉阀杆上，监测的位置信号为调节阀阀杆开度的模拟量。
6.根据权利要求1所述的一种发电机组甩负荷测试系统，其特征在于：录波仪(1)录制信号为发电机出口开关位置信号开关量，相量测量单元PMU频率信号模拟量和调节阀开度信号模拟量。
7.根据权利要求1所述的一种发电机组甩负荷测试系统，其特征在于：录波仪(1)为具有将录波数据导出为WPS或Microsoft Office Excel电子表格功能的录波仪。
8.如权利要求1所述的一种发电机组甩负荷测试系统的测试方法，其特征在于：它包括：机组带负荷运行时断开发电机出口开关(6)，原动机和发电机转速升高，调节控制系统动作，关闭调节阀，当机组转速下降到低于额定转速后，将调节阀部分开启，控制机组转速在额定值；用录波仪录制整个测试过程中的发电机出口开关位置信号、相量测量单元PMU频率信号、调节阀开度信号，将相量测量单元PMU频率信号转化为转速值，最后进行计算分析。
9.如权利要求8所述的一种发电机组甩负荷测试系统的测试方法，其特征在于：所述将相量测量单元PMU频率信号转化为转速值的方法为：将录波仪录制的数据导出至WPS或Microsoft Office Excel电子表格，相量测量单元PMU频率信号用以下公式计算转化为原动机实际转速值：
式中：n为原动机实际转速，f为测量频率，f0为额定频率50Hz，n0为原动机额定转速。
10.如权利要求8所述的一种发电机组甩负荷测试系统的测试方法，其特征在于：所述进行计算分析包括：根据计算的原动机实际转速数据、发电机出口开关位置信号和调节阀开度信号，分析系统最高飞升转速、系统响应时间及转速稳定时间，判断是否满足要求。
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