CN203452972U - 一种水轮发电机过速保护电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种水轮发电机过速保护电路，该水轮发电机过速保护电路包括安装于水轮发电机上的n台转速测量仪、过速检测装置和过速执行装置，n台转速测量仪与过速检测装置相连，过速检测装置与过速执行装置相连，过速检测装置接收n台转速测量仪的检测信号，过速检测装置向过速执行装置输出过速信号，调节水轮发电机转速，n为大于2的正整数。本实用新型避免过速执行装置单一的根据机组转速是否大于115%*Ne而运动，避免转速信号异常造成过速保护误动或拒动。同时，通过设立主配据动条件，避免主配拒动信号不正确而导致过速保护误动。

Description

一种水轮发电机过速保护电路
技术领域
本实用新型涉及一种水轮发电机保护电路，具体而言是涉及一种水轮发电机过速保护电路。 
背景技术
在水轮发电机组控制系统中，过速保护系统作为机组控制系统的重要组成部分，主要用于防止机组出现飞逸事故对机组造成的重大损害。当机组出现事故停机或者甩负荷时，如果出现调速器故障拒动或者导叶关闭速度过慢等情况，就需要开启事故配压阀直接关闭导叶。国内外水电站曾多次出现因机组过速、飞逸造成的重大事故，因此，提高水电机组过速保护系统的可靠性，具有重要的意义。 
目前，水电厂均配置有当机组转速超过115%*Ne(Ne为机组额定转速)时启动过速保护的技术，具体为当机组转速超过115%*Ne时保护系统动作，同时在速器故障拒动或者导叶关闭速度过慢时主配拒动接点动作。由于水电厂都采用单一的速度检测装置检测机组转速，根据一个速度检测装置检测的转速信号进行判断是否需要停机，而单一的转速信号一旦出现异常，将导致过速保护误动或拒动。同时，水电厂主配拒动接点采用主配压阀位置开关信号，主配压阀在中间位置或向开方向运动时主配拒动位置开关动作。而实际上在甩100%负荷时，当机组转速上升到最高点，然后转速从最高点下降的过程中，转速仍然经 历大于115%*Ne的速度点，而此时主配压阀正好往开方向运动，导叶正从零开度往空载开度增大过程中，此时主配拒动位置开关正好动作，而这个时候实际上是调速器正常调节过程，而此时过速保护不应该动作。 
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种水轮发电机过速保护电路，本实用新型能够避免因单一的根据机组转速是否大于115%*Ne而进行动，避免转速信号异常造成过速保护误动或拒动。 
为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种水轮发电机过速保护电路，其包括安装于水轮发电机上的n台转速测量仪、过速检测装置和过速执行装置，所述n为大于2的正整数，所述n台转速测量仪与过速检测装置相连，所述过速检测装置与过速执行装置相连，所述过速检测装置接收所述n台转速测量仪的检测信号，所述过速检测装置向过速执行装置输出过速信号，所述过速执行装置调节水轮发电机转速。 
本实用新型的水轮发电机过速保护电路能够避免因单一的根据机组转速是否大于115%*Ne而进行动，避免转速信号异常造成过速保护误动或拒动。 
在本实用新型的一种优选实施例中，所述过速检测装置由n个继电器构成，所述n为大于2的正整数；第k台转速测量仪的输出端与第k个继电器的输入回路相连，所述k=1、2、…、n；所述n个继电器的输入回路和输出回路中，每m个回路串联组成一条支路，所述每一条中不含有位于同一继电器的输入回路和输出回路，所述m为大于2且小于n的正整数；所述支路的两端分别与过速执行装置的两端相连。 
在本实用新型的另一种优选实施例中，所述n为3，所述m为2，所述第 一继电器的输入回路和第二继电器的输入回路串联组成第一支路，所述第一继电器的输出回路和第三继电器的输入回路串联组成第二支路，所述第二继电器的输出回路和第三继电器的输出回路串联组成第三支路，所述过速执行装置的两端分别与所述第一支路、第二支路和第三支路的两端相连。 
本实用新型中当有m台转速测量仪检测到水轮发电机转速超速时，过速检测装置向过速执行装置输出过速信号，调节水轮发电机转速，避免因单一的根据机组转速是否大于115%*Ne而进行动，避免转速信号异常造成过速保护误动或拒动。 
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。 
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： 
图1是本实用新型一种优选实施方式中水轮发电机过速保护电路示意图； 
图2是图1中过速检测装置的连接示意图。 
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。 
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。 
本实用新型提供了一种水轮发电机过速保护电路，其包括安装于水轮发电机上的n台转速测量仪、过速检测装置和过速执行装置，其中，n为大于2的正整数，所述n台转速测量仪与过速检测装置相连，所述过速检测装置与过速执行装置相连，所述过速检测装置接收n台转速测量仪的检测信号并根据转速测量仪的检测结果进行动作，当有m台转速测量仪检测到水轮发电机转速超速时，所述过速检测装置向过速执行装置输出过速信号，过速执行装置调节水轮发电机转速，所述m为大于2且小于n的正整数。 
在本实施方式中，过速执行装置可以是现有的任何过速执行装置，当过速检测装置向过速执行装置输出过速信号后，过速执行装置可以按照现有技术中的方法调节水轮发电机转速。 
在本实用新型的一种实施方式中，所述过速检测装置由n个继电器构成，所述n为大于2的正整数； 
第k台转速测量仪的输出端与第k个继电器的输入回路相连，所述k=1、2、…、n； 
所述n个继电器的输入回路和输出回路中，每m个回路串联组成一条支路，所述每一条中不含有位于同一继电器的输入回路和输出回路，所述m为大于2且小于n的正整数； 
所述支路的两端分别与过速执行装置的两端相连。 
在本实用新型的一个更加优选的实施方式中，所述n为3，所述m为2， 所述第一继电器的输入回路和第二继电器的输入回路串联组成第一支路，所述第一继电器的输出回路和第三继电器的输入回路串联组成第二支路，所述第二继电器的输出回路和第三继电器的输出回路串联组成第三支路，所述过速执行装置的两端分别与所述第一支路、第二支路和第三支路的两端相连。 
如图1所示，在水轮发电机上安装三台转速测量装置N1，N2，N3，每台转速测量装置输出一对过速结点，三台转速测量装置N1，N2，N3通过三个继电器KA1，KA2，KA3进行扩展输出，具体的连接关系如图2所示，第一继电器KA1的输入回路（接点KA1-2和KA1-3形成的回路）与第二继电器KA2的输入回路（接点KA2-2和KA2-3形成的回路）串联组成第一支路，第一继电器KA1的输出回路（接点KA1-5和KA1-6形成的回路）与第三继电器KA3的输入回路（接点KA3-2和KA3-3形成的回路）串联组成第二支路，第二继电器KA2的输出回路（接点KA2-5和KA2-6形成的回路）与第三继电器KA3的输出回路（接点KA3-5和KA3-6形成的回路）串联组成第三支路，过速执行装置的两端分别与所述第一支路、第二支路和第三支路的两端相连。 
本实用新型通过搭建“三选二”过速结点检测回路，参与“三选二”的3个开关量信号从取样端就各自独立，即各有独立的取样点和取样装置，通过“三选二”回路进行处理，当仅有1个信号发生错误时，“三选二”回路就能及时剔除它，提高过速保护回路的可靠性，降低了过速保护误动和拒动的风险。 
本实用新型还提供了一种水轮发电机过速保护电路的保护方法，包括如下步骤： 
S1，n台转速测量仪检测机组转速并向过速检测装置输出信号，当有m台转速测量仪检测到水轮发电机转速超速时，所述过速检测装置向过速执行装置输出过速信号，所述n为大于2的正整数，所述m为大于2且小于n的正整数； 
S2，所述过速执行装置判断调速器是否满足主配拒动条件，当满足主配拒动条件时，所述调速器的主配据动位置接点动作，所述主配据动条件为： 
1）水轮发电机转速大于机组额定转速Ne的115%且处于上升沿，在本实施方式中，上升沿即是指水轮发电机转速在当前时刻的转速大于上一时刻的转速； 
2）当机组甩负荷后，将导叶关回时，导叶开度给定值减去导叶实际开度为负值； 
3）主配压阀实际位置与其中间位置的位移为负值。 
在本实施方式中，主配拒动条件必须是在机组转速大于115%*Ne转速点的上升沿时进行判断才合理，此外，为克服主配位置接点动作不可靠的缺点，在调速器程序中定义主配拒动条件。原理是当机组甩负荷后，调速器将导叶关回时，导叶开度给定值减去导叶实际开度为负值，而此时主配压阀位置与其中间位置的位移也应该为负值（往关方向运动），在本实施方式中，设定主配压阀的开放向为主配压阀位移的正方向。 
本实施方式通过转速信号“三选二”电路，实现115%*Ne转速信号的可靠获取，避免过速保护信号单一造成保护误动或拒动。同时通过完善主配拒动接点判断条件，避免主配拒动信号不正确而导致过速保护误动。 
需要说明的是，本实用新型中主配压阀可以采用现有的任何主配压阀，其与外部设备的连接以及操作方法也可以采用现有技术，在此不作赘述。 
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而 且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。 

Claims (3)

1.一种水轮发电机过速保护电路，其特征在于：包括安装于水轮发电机上的n台转速测量仪、过速检测装置和过速执行装置，所述n为大于2的正整数，所述n台转速测量仪与过速检测装置相连，所述过速检测装置与过速执行装置相连，所述过速检测装置接收所述n台转速测量仪的检测信号并向过速执行装置输出过速信号，所述过速执行装置调节水轮发电机转速。 
2.一种权利要求1所述的水轮发电机过速保护电路，其特征在于：所述过速检测装置由n个继电器构成，所述n为大于2的正整数； 
第k台转速测量仪的输出端与第k个继电器的输入回路相连，所述k=1、2、…、n； 
所述n个继电器的输入回路和输出回路中，每m个回路串联组成一条支路，所述每一条中不含有位于同一继电器的输入回路和输出回路，所述m为大于2且小于n的正整数； 
所述支路的两端分别与过速执行装置的两端相连。 
3.如权利要求2所述的水轮发电机过速保护电路，其特征在于：所述n为3，所述m为2，第一继电器的输入回路和第二继电器的输入回路串联组成第一支路，所述第一继电器的输出回路和第三继电器的输入回路串联组成第二支路，所述第二继电器的输出回路和第三继电器的输出回路串联组成第三支路，所述过速执行装置的两端分别与所述第一支路、第二支路和第三支路的两端相连。 
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