CN113586415A - 一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空冷系统配置的调相机自动控制技术领域，具体公开了一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统及控制方法，一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统包括一号循环水泵和二号循环水泵，一号循环水泵和二号循环水泵并联，一号循环水泵和二号循环水泵均配置有软启和工频两个独立启动回路，一号循环水泵和二号循环水泵上均设置有故障检测系统；其控制方法为：一号循环水泵和二号循环水泵之间通过故障等级测评进行故障切换，且一号循环水泵和二号循环水泵互相周期切换运行；一号循环水泵和二号循环水泵任意一泵为运行泵时，另一泵则为备用泵。其具有提高循环泵自动控制程度，减轻人工手动操作的优点。

Description

一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统及控制方法

技术领域

本申请涉及空冷系统配置的调相机自动控制技术领域，更具体地说，它涉及一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统及控制方法。

背景技术

随着大型调相机在特高压换流站中成为标配系统，换流站自动化控制要求较高，而闭式循环水系统作为调相机定转子冷却系统的重要辅助系统，其自动控制程度就显得尤为重要，甚至要求达到无人值守的控制水平。

基于空冷系统配置的调相机闭式循环冷却水系统在功能设计上与常规火电机组循环水系统存在较大差别，传统的控制方法无法满足需要。所以更需要设计一种适合空冷系统配置的调相机闭式循环冷却水系统的自动控制系统及方法，以便减轻人工手动操作的繁琐。

发明内容

为了提高循环泵自动控制程度，减轻人工手动操作，本申请提供一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统及控制方法。

本申请提供的一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统及控制方法采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统，包括一号循环水泵和二号循环水泵，所述一号循环水泵和二号循环水泵并联，所述一号循环水泵和二号循环水泵上均配置有软启和工频两个独立启动回路，二者指令、反馈分别对应；所述一号循环水泵和二号循环水泵单独运行，所述一号循环水泵和二号循环水泵上均设置有故障检测系统，所述一号循环水泵和二号循环水泵之间通过故障等级测评进行故障切换，且一号循环水泵和二号循环水泵互相周期切换运行；所述一号循环水泵和二号循环水泵上还分别设置有周期切换功能和故障切换功能投退联锁按钮；所述一号循环水泵和二号循环水泵任意一泵为运行泵时，另一泵则为备用泵。

通过采用上述技术方案，由于该系统配置的一号循环水泵和二号循环水泵并联设计，且均设置有周期切换功能和故障切换功能投退联锁按钮。当一号循环水泵和二号循环水泵的周期切换功能和故障切换功能没有联锁投入时，两台泵之间可没有关联，可单独运行，且互不影响；当一号循环水泵和二号循环水泵的周期切换功能和故障切换功能联锁投入时，一台泵运行另一台泵备用，当其中一台泵运行过程中损坏时，通过故障检测系统，两台泵之间可进行故障等级对比，自动启动另一台备用泵继续运行；此外，一号循环水泵和二号循环水泵之间周期切换运行，从而延长了两台泵的使用寿命，提高了循环泵自动控制系统的灵活性、可靠性和实用性，进一步提高了自动控制程度，减轻了人工手动操作的繁琐。

第二方面，本申请提供一种大型空冷调相机冗余循环泵控制方法，采用如下的技术方案：当故障切换功能联锁投入时，若运行泵的故障等级大于备用泵的故障等级，运行泵故障切换至备用泵，备用泵运行，原运行泵停止。

通过采用上述技术方案，由于运行泵和备用泵的故障等级均可通过故障检测系统测评，并且两泵的故障等级大小可比较，所以在故障切换联锁投入时，系统可自行选择故障等级小的泵作为运行泵，提高了运行效率，降低了维护成本。

优选的，当周期切换功能联锁投入时，若运行泵运行时间达设定值，且切换时间在白班时，周期切换至备用泵，备用泵运行，原泵停止。

通过采用上述技术方案，一号循环水泵和二号循环水泵均在设定的时间内交替运行，这样不会使两泵因运行时间过长，导致泵自身的温度过高，既延长了两泵的使用寿命，又可不会影响整个控制系统的运行。且由于采用“先启后停”的运行规则，可以使整个控制系统始终处于运行状态，不会因中途切泵而停止工作，影响工作进度。

优选的，若运行泵周期时间到，需要切至备用泵，但备用泵运行后，故障等级比运行泵故障等级高，则停止运行备用泵，启动运行泵。

通过采用上述技术方案，当运行泵周期时间到达设定值，向备用泵切换，而备用泵故障等级大于运行泵故障等级，此时，系统又自行选择运行原来的运行泵，很好地消除了周期切换和故障切换之间可能会出现正好矛盾的情况，即当运行泵周期切换至备用泵时，备用泵的故障等级恰巧大于运行泵的故障等级。

优选的，当一号循环水泵或二号循环水泵任意一泵为运行泵时，运行泵对应的软启先运行，运行至达到设定的额定功率后自动调至工频，工频运行后启动运行泵。

通过采用上述技术方案，一号循环水泵或二号循环水泵线路上均设有软启工作回路与工频工作回路两种工作模式，当一号循环水泵或二号循环水泵任意一泵开始运行时，首先软启工作回路启动，当软启工作回路达到一定的额定功率后，再由软启工作回路启动工频工作回路，最终由工频工作回路启动一号循环水泵或二号循环水泵作为运行泵，这样的启动方法，不仅使启动程序安全高效，而且保护了线路，还有效降低了成本。

优选的，若运行泵工频运行时，工频故障且软启无故障且运行泵故障切备用泵未启动，则切至运行泵软启运行；若运行泵软启运行时，软启故障且工频无故障且运行泵故障切备用泵未启动，则切至运行泵工频运行。

通过采用上述技术方案，运行泵和备用泵之间通过软启回路和工频回路两种工作模式实现各种切换，实现启动软启和工频，最终达到启动运行泵的目的，实现了切换策略的多样化、有效化和智能化。

优选的，所述周期切换，设定7天为一周期或者通过DCS远程指令切换主备泵周期。

通过采用上述技术方案，将运行泵的运行周期根据使用情况设为定值，将运行时间数字化，可定期进行人工检修，操作人员不会因不知运行时长而不确定检修时间，方便了工人操作。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于该系统配置的一号循环水泵和二号循环水泵并联设计，且均设置有周期切换功能和故障切换功能投退联锁按钮。当一号循环水泵和二号循环水泵的周期切换功能和故障切换功能联锁投入时，一台泵运行另一台泵备用，当其中一台泵运行过程中损坏时，通过故障等级对比，自动启动另一台备用泵继续运行；此外，一号循环水泵和二号循环水泵之间周期切换运行，从而延长了两台泵的使用寿命，提高了循环泵自动控制系统的灵活性、可靠性和实用性，进一步提高了自动控制程度，减轻了人工手动操作的繁琐。

2、本申请中当运行泵周期时间到达设定值，向备用泵切换，而备用泵故障等级大于运行泵故障等级，此时，系统又自行选择运行原来的运行泵，很好地消除了周期切换和故障切换之间可能会出现正好矛盾的情况。

3、本申请通过运行泵和备用泵之间通过软启回路和工频回路两种工作模式实现各种切换，实现启动软启和工频，最终达到启动运行泵的目的，实现了切换策略的多样化、有效化和智能化。

附图说明

图1是本申请提供的冗余循环水泵自动控制系统结构示意图；

图2是本申请提供的冗余循环水泵故障切换控制流程图；

图3是本申请提供的冗余循环水泵周期切换控制流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

参照图1，一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统，包括一号循环水泵和二号循环水泵，一号循环水泵和二号循环水泵并联，一号循环水泵配置有一号软启和一号工频两个独立启动回路，二者指令、反馈分别对应，一号软启运行至达到额定功率时自动调至一号工频启动一号循环水泵运行；二号循环水泵配制有二号软启和二号工频两个独立启动回路，二者指令、反馈分别对应，二号软启运行至达到额定功率时自动调至二号工频启动二号循环水泵运行；一号循环水泵和二号循环水泵单独运行，一号循环水泵和二号循环水泵上均设置有故障检测系统，故障检测系统可对故障大小进行计算，一号循环水泵和二号循环水泵之间通过故障等级比较，若一号循环水泵的故障等级大于二号循环水泵的故障等级，则自动切换至二号循环水泵。一号循环水泵和二号循环水泵还互相进行周期切换运行。为便于控制一号循环水泵和二号循环水泵周期切换和故障切换，一号循环水泵和二号循环水泵上分别设置有周期切换功能和故障切换功能联锁投退按钮，启动该联锁投退按钮，一号循环水泵和二号循环水泵之间实现故障切换联锁和周期切换联锁。

一号循环水泵和二号循环水泵任意一泵为运行泵时，另一泵则为备用泵。

本申请提供一种大型空冷调相机冗余循环泵控制方法，采用如下的技术方案：

参照图2，当故障切换功能联锁投入时，一号循环水泵和二号循环水泵两泵任意一泵处于运行状态，另一泵处于备用状态，当故障检测系统检测到运行泵的故障等级大于备用泵的故障等级时，运行泵故障切换至备用泵，备用泵运行，原运行泵停止。

上述故障切换过程中，当运行泵发生工频故障或软启故障时，如果没有发生切至备用泵的请求，则运行泵切至本泵软启回路或者工频回路。

操作员手动控制时，分别进行操作控制。当一号循环水泵和二号循环水泵任意一泵为运行泵时，通过联锁投入故障切换功能，按如下方式控制：

a.如果软启、工频均故障，退出备用状态。若运行泵工频运行，工频故障且软启无故障且运行泵故障切备用泵未启动，则切至软启运行；若运行泵软启运行时，软启故障且工频无故障且运行泵故障切备用泵未启动，则切至工频运行。

b.备用泵若软启故障，则故障切换联锁自动启动时工频直接启动。

c.备用泵若工频故障，则故障切换联锁自动启动时选择软启启动，并保持软启运行。

d.备用泵回路无故障，首先选择软启启动，软启运行4s后启动工频，工频启动2s后，切除软启，泵运行在工频状态。

故障检测系统对故障等级进行编码，码值分别为32,16,8,4,2,1，通过码值大小，判断运行泵故障等级是否大于备用泵故障等级，从而启动故障切泵程序。

故障切泵等级先后次序为：备用切除>动力柜电源故障>工频故障(工频故障或跳闸)>出口压力低>电机温度高(包括主泵驱动端、从动端、泵端轴承温度)>软启故障。

软启故障指：本泵软启运行延时6s，躲避软启自动切工频逻辑，并展宽3s且只有本泵的软启一个回路在运行且软启故障或跳闸或者电气回路软启故障。

故障报警：安全开关未合闸只做报警，不切泵，不作为启动允许信号。

周期切泵时，为防止整个控制系统出现断路，先启备用泵，再停运行泵。

参照图3，当周期切换功能联锁投入时，若运行泵运行时间达设定值，且切换时间在白班时，周期切换至备用泵，备用泵运行，原泵停止，周期切泵成功。

周期切换功能联锁退出或周期切换结束后，运行时间清零。周期切换运行泵和备用泵设定期限为7天一周期或者通过DCS远程指令适时切换。周期切换指令发出30s内循环泵运行模式未切换到正确状态则判为周期切换失败，周期切换失败自动切除周期切换联锁。

本申请中，运行泵周期时间到，需要切至备用泵，但备用泵运行后，故障等级比运行泵故障等级高，则停止运行备用泵，启动运行泵。一号循环水泵和二号循环水泵任一泵故障发生故障，即故障等级非零，自动切除周期切换联锁功能，屏蔽周期切换联锁投入指令，运行时间清零，故障恢复后，操作员手动投入周期切换联锁。

实施例1

当一号循环水泵为运行泵，二号循环水泵为备用泵，一号循环水泵出现故障或一号循环水泵故障等级大于二号循环水泵等级时，请求切换至二号循环水泵：

若二号软启回路可用，则先启二号软启回路；若二号泵软启回路不可用，则直接启二号工频回路。

若二号循环水泵的二号软启启动成功，则二号软启运行4s后自动切至二号工频运行；若二号工频启动失败，则二号软启继续运行，若切换成功则二号工频运行。

若二号软启启动失败，则延时6s去启二号工频；若二号工频启动成功，则二号工频运行；若二号工频启动失败，则延时10s启动一号循环水泵的另一个回路，本实施例中，若一号工频故障或跳闸则切至一号软启回路；若一号软启故障或跳闸则切至一号工频回路。

一号循环水泵切至一号工频有以下三种特殊情况：

1.一号软启故障或跳闸时，与二号循环水泵联锁未投或者二号循环水泵故障更严重等，只能切至一号工频回路继续运行。

2.一号循环水泵请求切至二号循环水泵，且一号软启故障或跳闸时，两台循环泵均停止延时10s，即切至二号循环水泵运行失败，只能再去启一号工频回路继续运行。

3.若本来是通过一号循环水泵请求切至一号软启指令启动并正常运行的，或正常启泵流程：先通过一号软启启动正常后，再切至一号工频启动，一号工频回路可用时，延时4s后，切至一号工频运行。

一号循环水泵切至一号软启有以下两种特殊情况：

1.一号工频故障或跳闸时，与二号循环水泵联锁未投或者二号循环水泵泵故障更严重等，只能切至一号软启回路继续运行。

2.一号循环水泵请求切至二号循环水泵且一号软启故障或跳闸时，两台循环泵均停止延10s，即切至二号循环水泵运行失败，只能再去启一号软启回路继续运行。

实施例2

当一号循环水泵为备用泵，二号循环水泵为运行泵，二号循环水泵出现故障或一号循环水泵故障等级小于二号循环水泵等级时，请求切换至一号备用泵：

若一号软启回路可用，则先启一号软启回路；若一号泵软启回路不可用，则直接启一号工频回路。

若一号循环水泵的一号软启启动成功，则一号软启运行4s后自动切至一号工频运行；若一号工频启动失败，则一号软启继续运行，若切换成功则一号工频运行。

若一号软启启动失败，则延时6s去启一号工频；若一号工频启动成功，则一号工频运行；若一号工频启动失败，则延时10s启动二号循环水泵的另一个回路，本实施例中，若二号工频故障或跳闸则切至二号软启回路；若二号软启故障或跳闸则切至二号工频回路。

二号循环水泵切至二号工频有以下三种特殊情况：

1.二号软启故障或跳闸时，与一号循环水泵联锁未投或者一号循环水泵故障更严重等，只能切至二号工频回路继续运行。

2.二号循环水泵请求切至一号循环水泵，且二号软启故障或跳闸时，两台循环泵均停止延时10s，即切至一号循环水泵运行失败，只能再去启二号工频回路继续运行。

3.若本来是通过二号循环水泵请求切至二号软启指令启动并正常运行的，或正常启泵流程：先通过二号软启启动正常后，再切至二号工频启动，二号工频回路可用时，延时4s后，切至二号工频运行。

二号循环水泵切至二号软启有以下两种特殊情况：

1.二号工频故障或跳闸时，与一号循环水泵联锁未投或者一号循环水泵泵故障更严重等，只能切至二号软启回路继续运行。

2.二号循环水泵请求切至一号循环水泵且二号软启故障或跳闸时，两台循环泵均停止延10s，即切至一号循环水泵运行失败，只能再去启二号软启回路继续运行。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种大型空冷调相机冗余循环泵自动控制系统，其特征在于：包括一号循环水泵和二号循环水泵，所述一号循环水泵和二号循环水泵并联，所述一号循环水泵和二号循环水泵上均配置有软启和工频两个独立启动回路，二者指令、反馈分别对应；所述一号循环水泵和二号循环水泵单独运行，所述一号循环水泵和二号循环水泵上均设置有故障检测系统，所述一号循环水泵和二号循环水泵之间通过故障等级测评进行故障切换，且一号循环水泵和二号循环水泵互相周期切换运行；所述一号循环水泵和二号循环水泵上还分别设置有周期切换功能和故障切换功能投退联锁按钮；所述一号循环水泵和二号循环水泵任意一泵为运行泵时，另一泵则为备用泵。

2.根据权利要求1所述的一种大型空冷调相机冗余循环泵控制方法，其特征在于：当故障切换功能联锁投入时，若运行泵的故障等级大于备用泵的故障等级，运行泵故障切换至备用泵，备用泵运行，原运行泵停止。

3.根据权利要求1所述的一种大型空冷调相机冗余循环泵控制方法，其特征在于：当周期切换功能联锁投入时，若运行泵运行时间达设定值，且切换时间在白班时，周期切换至备用泵，备用泵运行，原泵停止。

4.根据权利要求2或3所述的一种大型空冷调相机冗余循环泵控制方法，其特征在于：若运行泵周期时间到，需要切至备用泵，但备用泵运行后，故障等级比运行泵故障等级高，则停止运行备用泵，启动运行泵。

5.根据权利要求1所述的一种大型空冷调相机冗余循环泵控制方法，其特征在于：当一号循环水泵或二号循环水泵任意一泵为运行泵时，运行泵对应的软启先运行，运行至达到设定的额定功率后自动调至工频，工频运行后启动运行泵。

6.根据权利要求5所述的一种大型空冷调相机冗余循环泵控制方法，其特征在于：若运行泵工频运行时，工频故障且软启无故障且运行泵故障切备用泵未启动，则切至运行泵软启运行；若运行泵软启运行时，软启故障且工频无故障且运行泵故障切备用泵未启动，则切至运行泵工频运行。

7.根据权利要求3所述的一种大型空冷调相机冗余循环泵控制方法，其特征在于：所述周期切换，设定7天为一周期或者通过DCS远程指令切换运行泵和备用泵各自的运行周期。

Images