CN117605547A - 一种汽轮机的调节保安系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种汽轮机的调节保安系统，属于汽轮机技术领域。该汽轮机的调节保安系统包括3UO电压检测单元、C相电压检测单元、DEH单元、汽轮机高调门控制单元、控制器、控制对象单元、测量装置单元、中调门控制单元、KU功能动作单元、锅炉MFT动作单元、发动机控制单元，使用时，将功率波动率修改为＞625MW/s，以有效避免在发生类似今天出现的电网电压单相瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸，并且增加当汽轮机转速＜3018rpm时，KU保护功能切除，以避免电网电压瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸和当汽轮机转速＞3060rpm时，直接触发KU保护，以保护汽轮机安全。
Description
技术领域
本申请涉及汽轮机技术领域，具体而言，涉及一种汽轮机的调节保安系统。
背景技术
汽轮机调节保安系统是保护汽轮机的重要调节系统，在受到外界信号变化时，汽轮机调节速系统需以最快的速度对汽轮机加以保护，防止汽轮机超速导致更大的设备损坏，I、I I线3U0电压瞬间突变，I、I I线C相电压突降为零，C相电流突升，#2机组DEH系统采集到的发电机出口功率信号发生突变，满足调节系统中负荷快切(KU)功能动作定值，KU功能触发汽轮机高调门和中调门突然全关，全关后导致锅炉主蒸汽压力上升至30.05MPa，满足锅炉MFT动作值，导致锅炉灭火；锅炉MFT引起汽轮机跳闸；汽轮机跳闸引起发电机程序逆功率保护动作，发电机跳闸，汽轮机的调节保安系统是一项复杂的控制系统，严密的保安系统受到多种因素的影响和制约，表现出整体性、层次性、相关性和动态性的特点。
发明内容
为了弥补以上不足，本申请提供了一种汽轮机的调节保安系统，旨在改善I、I I线3U0电压瞬间突变，I、I I线C相电压突降为零，C相电流突升，#2机组DEH系统采集到的发电机出口功率信号发生突变，满足调节系统中负荷快切(KU)功能动作定值，KU功能触发汽轮机高调门和中调门突然全关，全关后导致锅炉主蒸汽压力上升至30.05MPa，满足锅炉MFT动作值，导致锅炉灭火；锅炉MFT引起汽轮机跳闸的问题。
本申请是这样实现的：
本申请提供一种汽轮机的调节保安系统，包括3UO电压检测单元、C相电压检测单元、DEH单元、汽轮机高调门控制单元、控制器、控制对象单元、测量装置单元、中调门控制单元、KU功能动作单元、锅炉MFT动作单元、发动机控制单元、B相故障检测单元和功率变送器PT单元；
所述3UO电压检测单元、所述C相电压检测单元、所述DEH单元、所述汽轮机高调门控制单元、所述控制器、所述控制对象单元、所述测量装置单元、所述中调门控制单元、所述锅炉MFT动作单元、所述发动机控制单元、所述B相故障检测单元和所述功率变送器PT单元均与所述KU功能动作单元电性连接在一起。
在本申请的一种实施例中，所述3UO电压检测单元是零序电压，三相不平衡或者单相接地，就会产生零序电压，在交流电力系统中，三相电压呈现对称的状态，其中第三线圈上的三相感应电动势之和为零，于是就出现了3U0，实际上也就表示三相电压的向量之和是零，表示正序分量、负序分量都是零的状态下，而这种状态上面也说了叫作零序，所以我们又称3U0电压为零序电压。
在本申请的一种实施例中，所述C相电压检测单元多相交流电路中在给定点的相导体与连接系统中性点的导体之间的电压，在星形接法时为相对中性点电压，其A相、B相和C相的相电压分别为UAN、UBN、UCN；在三角形接法时为相与相之间电压，其A相、B相和C相的相电压则分别为UAB、UBC和UCA，三相电压的星形接法是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电压的三条相线，对于星形接法，可以将中点引出作为中性线，形成三相四线制，也可不引出，形成三相三线制，当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制。
在本申请的一种实施例中，所述汽轮机高调门控制单元具有汽轮机轴向位移检测模块、推理轴承温度超值检测模块、汽轮机相对膨胀超限检测模块、汽轮机超大振动超限检测模块、润滑油压低检测模块、EH油压低检测模块、汽轮机超速保护检测模块和凝汽器真空低检测模块。
在本申请的一种实施例中，所述EH油压低检测模块为控制对象的执行机构，包括控制阀门的油动机及其向油动机提供高压抗燃油的EH供油系统，除此之外还包括控制油动机紧急关闭的危急遮断控制块和隔膜阀部件，EH系统的功能是接受DEH控制系统输出指令，控制汽轮机进汽阀门开度，改变进入汽轮机的蒸汽流量，满足汽轮机转速及负荷调节的要求。
在本申请的一种实施例中，所述DEH单元是一个将电信号转变为现实阀位信号的东西，使用EH油为介质，当需要开大阀门时，伺服阀打到B位置，增加进入油动机的EH油，油动机中活塞上移带着阀门阀杆上移，将阀门打开，当需要关小阀门时，伺服阀打到A位置，减少油动机的EH，活塞下移带着阀杆一起下移阀门关小，运行人员在DEH画面中设定目标转速和升速率，转速的给定值按照事先设定的升速率向目标值爬升，此时是实际值跟随目标值。
在本申请的一种实施例中，所述KU功能动作单元为功率-负荷不平衡保护系统，汽轮机机械功率与汽轮发电机电气功率之间的偏差达到规定值时，快速关闭调节汽阀，并在延迟一段短时间后，再自动开启调节汽阀，以减少机械和电气功率的不平衡，抑制汽轮机的转速飞升。
在本申请的一种实施例中，所述锅炉MFT动作单元指的是锅炉运行当中对设备的自动保护措施：当发生异常突发事故时或报警，或自动停止设备运行，保留送，引风机运行进行吹扫，缺陷或故障消除后需启动设备时，必须先将MFT复位方可启动设备，否则电机设备无法启动，MFT即主燃料跳闸，它的作用是连续监视预先确定的各种安全运行条件是否满足，一旦出现可能危及锅炉安全运行的工况，就快速切断进入炉膛的燃料。
在本申请的一种实施例中，所述发动机控制单元也称为发动机控制模块，是一种电子控制单元，用于控制内燃机上的一系列执行器以确保最佳发动机性能，它通过从发动机舱内的多个传感器读取值、使用多维性能图解释数据以及调整发动机执行器来实现这一点，在ECU出现之前，空气-燃料混合物、点火正时和怠速是通过机械和气动方式进行机械设置和动态控制的，如果发动机控制单元可以控制燃油管路，则它被称为电子发动机管理系统，燃油喷射系统的主要作用是控制发动机的燃油供应，EEMS的整个机制由一堆传感器和执行器控制。
在本申请的一种实施例中，所述功率变送器PT单元是一种既能测量有功/无功功率，又能计量有功/无功电能的具有双重功能的仪表，是电能计量、节能自动化和计算机电费结算的配套仪表，是用于电网跳变系统理想的电子式电能表，该变送器适用于频率为50Hz、60Hz及特殊频率的单、三相线路，功率以4-20mADC输出，电能以光耦集电极开路脉冲输出或继电器无源接点形式脉冲输出，以适用不同RTU和电源记录装置的要求，是一种将输入电压、电流信号变换为与有功功率、无功功率、功率因数等参量成固定函数关系的标准量输出的、方便二次设备使用的测量装置，根据输出标准量为模拟量或数字量可分为模拟量输出功率变送器和数字量输出功率变送器，模拟量输出功率变送器只能输出如有功功率或功率因数等一种参量，而数字量输出变送器可同时输出需要的电压、电流、频率、有功功率、功率因数、谐波等各种参量。
本申请的有益效果是：本申请通过上述设计得到的一种汽轮机的调节保安系统，使用时，通过提高功率波动率的动作值，将功率波动率修改为＞625MW/s，以有效避免在发生类似电网电压单相瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸，增加当汽轮机转速＜3018rpm时，KU保护功能切除，以避免电网电压瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸，增加当汽轮机转速＞3060rpm时，直接触发KU保护，以保护汽轮机安全，并与网调进行沟通进行试验通过检测，经与功率变送器厂家进行沟通，通过提高功率波动率的动作值，将功率波动率修改为＞625MW/s，以有效避免在发生类似今天出现的电网电压单相瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸，并且增加当汽轮机转速＜3018rpm时，KU保护功能切除，以避免电网电压瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸和当汽轮机转速＞3060rpm时，直接触发KU保护，以保护汽轮机安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施方式提供的一种汽轮机的调节保安系统的系统框图。
具体实施方式
为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
实施例
请参阅图1，本申请提供一种技术方案：一种汽轮机的调节保安系统，包括3UO电压检测单元、C相电压检测单元、DEH单元、汽轮机高调门控制单元、控制器、控制对象单元、测量装置单元、中调门控制单元、KU功能动作单元、锅炉MFT动作单元、发动机控制单元、B相故障检测单元和功率变送器PT单元，所述3UO电压检测单元是零序电压，三相不平衡或者单相接地，就会产生零序电压，在交流电力系统中，三相电压呈现对称的状态，其中第三线圈上的三相感应电动势之和为零，于是就出现了3U0，实际上也就表示三相电压的向量之和是零，表示正序分量、负序分量都是零的状态下，而这种状态上面也说了叫作零序，所以我们又称3U0电压为零序电压；
所述C相电压检测单元多相交流电路中在给定点的相导体与连接系统中性点的导体之间的电压，在星形接法时为相对中性点电压，其A相、B相和C相的相电压分别为UAN、UBN、UCN；在三角形接法时为相与相之间电压，其A相、B相和C相的相电压则分别为UAB、UBC和UCA，三相电压的星形接法是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电压的三条相线，对于星形接法，可以将中点引出作为中性线，形成三相四线制，也可不引出，形成三相三线制，当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制，所述汽轮机高调门控制单元具有汽轮机轴向位移检测模块、推理轴承温度超值检测模块、汽轮机相对膨胀超限检测模块、汽轮机超大振动超限检测模块、润滑油压低检测模块、EH油压低检测模块、汽轮机超速保护检测模块和凝汽器真空低检测模块，所述EH油压低检测模块为控制对象的执行机构，包括控制阀门的油动机及其向油动机提供高压抗燃油的EH供油系统，除此之外还包括控制油动机紧急关闭的危急遮断控制块和隔膜阀部件，EH系统的功能是接受DEH控制系统输出指令，控制汽轮机进汽阀门开度，改变进入汽轮机的蒸汽流量，满足汽轮机转速及负荷调节的要求；
所述3UO电压检测单元、所述C相电压检测单元、所述DEH单元、所述汽轮机高调门控制单元、所述控制器、所述控制对象单元、所述测量装置单元、所述中调门控制单元、所述锅炉MFT动作单元、所述发动机控制单元、所述B相故障检测单元和所述功率变送器PT单元均与所述KU功能动作单元电性连接在一起，所述DEH单元是一个将电信号转变为现实阀位信号的东西，使用EH油为介质，当需要开大阀门时，伺服阀打到B位置，增加进入油动机的EH油，油动机中活塞上移带着阀门阀杆上移，将阀门打开，当需要关小阀门时，伺服阀打到A位置，减少油动机的EH，活塞下移带着阀杆一起下移阀门关小，运行人员在DEH画面中设定目标转速和升速率，转速的给定值按照事先设定的升速率向目标值爬升，此时是实际值跟随目标值，所述KU功能动作单元为功率-负荷不平衡保护系统，汽轮机机械功率与汽轮发电机电气功率之间的偏差达到规定值时，快速关闭调节汽阀，并在延迟一段短时间后，再自动开启调节汽阀，以减少机械和电气功率的不平衡，抑制汽轮机的转速飞升；
所述锅炉MFT动作单元指的是锅炉运行当中对设备的自动保护措施：当发生异常突发事故时或报警，或自动停止设备运行，保留送，引风机运行进行吹扫，缺陷或故障消除后需启动设备时，必须先将MFT复位方可启动设备，否则电机设备无法启动，MFT即主燃料跳闸，它的作用是连续监视预先确定的各种安全运行条件是否满足，一旦出现可能危及锅炉安全运行的工况，就快速切断进入炉膛的燃料，避免事故发生，所述发动机控制单元也称为发动机控制模块，是一种电子控制单元，用于控制内燃机上的一系列执行器以确保最佳发动机性能，它通过从发动机舱内的多个传感器读取值、使用多维性能图解释数据以及调整发动机执行器来实现这一点，在ECU出现之前，空气-燃料混合物、点火正时和怠速是通过机械和气动方式进行机械设置和动态控制的，如果发动机控制单元可以控制燃油管路，则它被称为电子发动机管理系统，燃油喷射系统的主要作用是控制发动机的燃油供应，EEMS的整个机制由一堆传感器和执行器控制，所述功率变送器PT单元是一种既能测量有功/无功功率，又能计量有功/无功电能的具有双重功能的仪表，是电能计量、节能自动化和计算机电费结算的配套仪表，是用于电网跳变系统理想的电子式电能表，该变送器适用于频率为50Hz、60Hz及特殊频率的单、三相线路，功率以4-20mADC输出，电能以光耦集电极开路脉冲输出或继电器无源接点形式脉冲输出，以适用不同RTU和电源记录装置的要求，是一种将输入电压、电流信号变换为与有功功率、无功功率、功率因数等参量成固定函数关系的标准量输出的、方便二次设备使用的测量装置，根据输出标准量为模拟量或数字量可分为模拟量输出功率变送器和数字量输出功率变送器，模拟量输出功率变送器只能输出如有功功率或功率因数等一种参量，而数字量输出变送器可同时输出需要的电压、电流、频率、有功功率、功率因数、谐波等各种参量。
具体的，该汽轮机的调节保安系统的工作原理：使用时，通过提高功率波动率的动作值，将功率波动率修改为＞625MW/s，以有效避免在发生类似电网电压单相瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸，增加当汽轮机转速＜3018rpm时，KU保护功能切除，以避免电网电压瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸，增加当汽轮机转速＞3060rpm时，直接触发KU保护，以保护汽轮机安全，并与网调进行沟通进行试验通过检测，经与功率变送器厂家进行沟通，通过提高功率波动率的动作值，将功率波动率修改为＞625MW/s，以有效避免在发生类似今天出现的电网电压单相瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸，并且增加当汽轮机转速＜3018rpm时，KU保护功能切除，以避免电网电压瞬时故障时KU保护动作，造成机组跳闸和当汽轮机转速＞3060rpm时，直接触发KU保护，以保护汽轮机安全。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
Claims (10)
1.一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，包括3UO电压检测单元、C相电压检测单元、DEH单元、汽轮机高调门控制单元、控制器、控制对象单元、测量装置单元、中调门控制单元、KU功能动作单元、锅炉MFT动作单元、发动机控制单元、B相故障检测单元和功率变送器PT单元；
所述3UO电压检测单元、所述C相电压检测单元、所述DEH单元、所述汽轮机高调门控制单元、所述控制器、所述控制对象单元、所述测量装置单元、所述中调门控制单元、所述锅炉MFT动作单元、所述发动机控制单元、所述B相故障检测单元和所述功率变送器PT单元均与所述KU功能动作单元电性连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述3UO电压检测单元是零序电压，三相不平衡或者单相接地，就会产生零序电压，在交流电力系统中，三相电压呈现对称的状态，其中第三线圈上的三相感应电动势之和为零，于是就出现了3U0，实际上也就表示三相电压的向量之和是零，表示正序分量、负序分量都是零的状态下，而这种状态上面也说了叫作零序，所以我们又称3U0电压为零序电压。
3.根据权利要求1所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述C相电压检测单元多相交流电路中在给定点的相导体与连接系统中性点的导体之间的电压，在星形接法时为相对中性点电压，其A相、B相和C相的相电压分别为UAN、UBN、UCN；在三角形接法时为相与相之间电压，其A相、B相和C相的相电压则分别为UAB、UBC和UCA，三相电压的星形接法是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电压的三条相线，对于星形接法，可以将中点引出作为中性线，形成三相四线制，也可不引出，形成三相三线制，当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制。
4.根据权利要求1所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述汽轮机高调门控制单元具有汽轮机轴向位移检测模块、推理轴承温度超值检测模块、汽轮机相对膨胀超限检测模块、汽轮机超大振动超限检测模块、润滑油压低检测模块、EH油压低检测模块、汽轮机超速保护检测模块和凝汽器真空低检测模块。
5.根据权利要求4所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述EH油压低检测模块为控制对象的执行机构，包括控制阀门的油动机及其向油动机提供高压抗燃油的EH供油系统，除此之外还包括控制油动机紧急关闭的危急遮断控制块和隔膜阀部件，EH系统的功能是接受DEH控制系统输出指令，控制汽轮机进汽阀门开度，改变进入汽轮机的蒸汽流量，满足汽轮机转速及负荷调节的要求。
6.根据权利要求1所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述DEH单元是一个将电信号转变为现实阀位信号的东西，使用EH油为介质，当需要开大阀门时，伺服阀打到B位置，增加进入油动机的EH油，油动机中活塞上移带着阀门阀杆上移，将阀门打开，当需要关小阀门时，伺服阀打到A位置，减少油动机的EH，活塞下移带着阀杆一起下移阀门关小，运行人员在DEH画面中设定目标转速和升速率，转速的给定值按照事先设定的升速率向目标值爬升，此时是实际值跟随目标值。
7.根据权利要求1所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述KU功能动作单元为功率-负荷不平衡保护系统，汽轮机机械功率与汽轮发电机电气功率之间的偏差达到规定值时，快速关闭调节汽阀，并在延迟一段短时间后，再自动开启调节汽阀，以减少机械和电气功率的不平衡，抑制汽轮机的转速飞升。
8.根据权利要求1所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述锅炉MFT动作单元指的是锅炉运行当中对设备的自动保护措施：当发生异常突发事故时或报警，或自动停止设备运行，保留送，引风机运行进行吹扫，缺陷或故障消除后需启动设备时，必须先将MFT复位方可启动设备，否则电机设备无法启动，MFT即主燃料跳闸，它的作用是连续监视预先确定的各种安全运行条件是否满足，一旦出现可能危及锅炉安全运行的工况，就快速切断进入炉膛的燃料。
9.根据权利要求1所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述发动机控制单元也称为发动机控制模块，是一种电子控制单元，用于控制内燃机上的一系列执行器以确保最佳发动机性能，它通过从发动机舱内的多个传感器读取值、使用多维性能图解释数据以及调整发动机执行器来实现这一点，在ECU出现之前，空气-燃料混合物、点火正时和怠速是通过机械和气动方式进行机械设置和动态控制的，如果发动机控制单元可以控制燃油管路，则它被称为电子发动机管理系统，燃油喷射系统的主要作用是控制发动机的燃油供应，EEMS的整个机制由一堆传感器和执行器控制。
10.根据权利要求1所述的一种汽轮机的调节保安系统，其特征在于，所述功率变送器PT单元是一种既能测量有功/无功功率，又能计量有功/无功电能的具有双重功能的仪表，是电能计量、节能自动化和计算机电费结算的配套仪表，是用于电网跳变系统理想的电子式电能表，该变送器适用于频率为50Hz、60Hz及特殊频率的单、三相线路，功率以4-20mADC输出，电能以光耦集电极开路脉冲输出或继电器无源接点形式脉冲输出，以适用不同RTU和电源记录装置的要求，是一种将输入电压、电流信号变换为与有功功率、无功功率、功率因数等参量成固定函数关系的标准量输出的、方便二次设备使用的测量装置，根据输出标准量为模拟量或数字量可分为模拟量输出功率变送器和数字量输出功率变送器，模拟量输出功率变送器只能输出如有功功率或功率因数等一种参量，而数字量输出变送器可同时输出需要的电压、电流、频率、有功功率、功率因数、谐波等各种参量。
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311772036.7A Pending CN117605547A (zh) | 2023-12-21 | 2023-12-21 | 一种汽轮机的调节保安系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117605547A (zh) |
-
2023
- 2023-12-21 CN CN202311772036.7A patent/CN117605547A/zh active Pending
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