CN210152829U - 一种用于提高汽轮机超速保护的电路 - Google Patents

一种用于提高汽轮机超速保护的电路 Download PDF

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张兴
张剑
阚俊超
章佳威
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Abstract

本实用新型公开了一种用于提高汽轮机超速保护的电路，包括转速信号异常判断模块、隔离变压器T、低通模块、高通模块以及测速板，所述转速信号异常判断模块输入端与汽轮机电连接，所述转速信号异常判断模块输出端与隔离变压器T输入端连接，所述隔离变压器T、低通模块、高通模块以及测速板顺次连接；本实用新型的优点在于：通过超速保护的电路的设计，使得在汽轮机转速信号发生异常波动的情况下对汽轮机可靠准确的超速保护。

Description

一种用于提高汽轮机超速保护的电路
技术领域
本实用新型涉及电厂设备领域，更具体涉及一种用于提高汽轮机超速保护的电路。
背景技术
汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机，是发电企业的主要动力设备和装置，是当今国民经济发展的重要驱动力。汽轮机的安全稳定运行直接关系到发电企业的经济效益与安全生产，而超速保护控制系统是汽轮机的主要保护之一，当汽轮机转速是额定转速的103％时，测速板接收到103％转速信号，发出OPC动作信号，通过快速关闭调节汽阀可实现对机组的超速保护。
但是，如果转速信号发生异常波动，汽轮机运行过程中OPC会出现“误动”或“拒动”的情况，将无法实现可靠准确的超速保护，而且会使汽门频繁开关，给机组轴系和热力系统造成频繁冲击，严重影响机组安全，甚至可能使电网大规模地甩负荷，发生频率振荡或频率失稳事故。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术的汽轮机超速保护控制系统在转速信号发生异常波动的情况下不能对汽轮机可靠准确的超速保护对的问题。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种用于提高汽轮机超速保护的电路，包括转速信号异常判断模块、隔离变压器T、低通模块、高通模块以及测速板，所述转速信号异常判断模块输入端与汽轮机电连接，所述转速信号异常判断模块输出端与隔离变压器T输入端连接，所述隔离变压器T、低通模块、高通模块以及测速板顺次连接；转速信号异常判断模块判断汽轮机某时刻的转速是否为异常波动，如果为异常波动，该异常波动信号的电压值输入隔离变压器T，隔离变压器T属于安全电源，起保护、防雷、滤波作用，另外用其铁芯的高频损耗大的特点抑制高频杂波传入控制回路。低通模块、高通模块的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰，最后测速板接收到的信号为稳定的信号，汽轮机机组安全稳定运行。
所述转速信号异常判断模块为包括放大器A1、电阻RA、电阻RB、电池UB以及二极管D，所述放大器A1的同相输入端接电阻RB的一端，电阻RB的另一端接电池UB的正极，电池UB的负极接地；所述放大器A1的反相输入端接电阻RA的一端，电阻RA的另一端接汽轮机的转速信号输出端；所述放大器A1的正电源端接电源UCC，所述放大器A1的负电源端接电源-UCC；所述放大器A1的输出端接二极管D的阳极。电压比较器的功能是对两个输入电压的大小进行比较，并根据比较结果分别输出高、低电平。UB为实时转速信号变化率所对应的电压值，电阻RA的另一端为系统设置升速率所对应的电压值(Ua)的两倍，记为UA，即UA＝2*Ua。当UB≥UA时，确定该时刻转速为异常波动，输出为正值，此时利用二极管D单向导通功能，转速信号得以输入。
优选的，所述隔离变压器T包括原边线圈和副边线圈，所述二极管的阴极接所述隔离变压器T的原边线圈的两端。
优选的，所述低通模块包括电阻R1和电容C1，所述隔离变压器T的副边线圈的一端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接副边线圈的另一端，副边线圈的另一端接地。
优选的，所述高通模块包括电阻R3和电容C2，所述电容C2的一端接电阻R1的另一端，电容C2的另一端接所述电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地。
优选的，所述用于提高汽轮机超速保护的电路还包括同相比例放大电路，所述同相比例放大电路包括运算放大器A2、电阻R2、电阻R4和电阻R5，所述运算放大器A2的同相输入端接电容C2的另一端，所述运算放大器A2的反相输入端分别接电阻R4的一端以及电阻R5的一端，所述电阻R4的另一端接地；所述电阻R5的另一端电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电容C2的一端，所述运算放大器A2的输出端接到电阻R5的另一端与电阻R2的一端的接线上，测速板的端子接所述运算放大器A2的输出端。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：转速信号经过转速信号异常判断模块判断以后，属于异常波动的信号经隔离变压器T转换，抑制高频杂波传入控制回路，再通过低通模块、高通模块以及同相比例放大电路将转换后的转速信号进行带通滤波处理，使得信号频率限定在一定范围之内，从而转速控制在一定范围之内，对汽轮机实现可靠准确的超速保护，保证机组正常安全稳定运行。
附图说明
图1是本实用新型实施例所公开的一种用于提高汽轮机超速保护的电路的结构框图；
图2是本实用新型实施例所公开的一种用于提高汽轮机超速保护的电路的转速信号异常判断模块的电路原理图；
图3是本实用新型实施例所公开的一种用于提高汽轮机超速保护的电路的转速信号异常判断模块的隔离变压器T、低通模块、高通模块、同相比例放大电路以及测速板的电路原理图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种用于提高汽轮机超速保护的电路，包括转速信号异常判断模块、隔离变压器T、低通模块、高通模块、同相比例放大电路以及测速板，所述转速信号异常判断模块输入端与汽轮机电连接，所述转速信号异常判断模块输出端与隔离变压器T输入端连接，所述隔离变压器T、低通模块、高通模块、同相比例放大电路以及测速板顺次连接；
如图2所示，所述转速信号异常判断模块为包括放大器A1、电阻RA、电阻RB、电池UB以及二极管D，所述放大器A1的同相输入端接电阻RB的一端，电阻RB的另一端接电池UB的正极，电池UB的负极接地；所述放大器A1的反相输入端接电阻RA的一端，电阻RA的另一端接汽轮机的转速信号输出端；所述放大器A1的正电源端接电源UCC，所述放大器A1的负电源端接电源-UCC；所述放大器A1的输出端接二极管D的阳极。电压比较器的功能是对两个输入电压的大小进行比较，并根据比较结果分别输出高、低电平。UB为实时转速信号变化率所对应的电压值，电阻RA的另一端为系统设置升速率所对应的电压值(Ua)的两倍，记为UA，即UA＝2*Ua。当UB≥UA时，确定该时刻转速为异常波动，输出为正值，此时利用二极管D单向导通功能，转速信号得以输入。
如图3所示，所述隔离变压器T包括原边线圈和副边线圈，所述二极管的阴极接所述隔离变压器T的原边线圈的两端。
所述低通模块包括电阻R1和电容C1，所述隔离变压器T的副边线圈的一端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接副边线圈的另一端，副边线圈的另一端接地。
所述高通模块包括电阻R3和电容C2，所述电容C2的一端接电阻R1的另一端，电容C2的另一端接所述电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地。
所述用于提高汽轮机超速保护的电路还包括同相比例放大电路，所述同相比例放大电路包括运算放大器A2、电阻R2、电阻R4和电阻R5，所述运算放大器A2的同相输入端接电容C2的另一端，所述运算放大器A2的反相输入端分别接电阻R4的一端以及电阻R5的一端，所述电阻R4的另一端接地；所述电阻R5的另一端电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电容C2的一端，所述运算放大器A2的输出端接到电阻R5的另一端与电阻R2的一端的接线上，测速板的端子接所述运算放大器A2的输出端。低通模块、高通模块以及同相比例放大电路组成了具有放大作用的二阶有源带通滤波器，让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减，本实用新型中是将汽轮机频率限制在49HZ～51HZ之间，从而转速控制在一定范围以内。为了将频率限制在49HZ～51HZ之间，通过计算获得各器件应该选取的值的大小，其中电容C1和电容C2的值为1uf，电阻R1和电阻R2的值均为3.184KΩ，电阻R3的值为6.368KΩ，电阻R4的值为9.619KΩ，电阻R5的值为18.853KΩ。
本实用新型的工作过程和工作原理为：转速信号异常判断模块判断汽轮机某时刻的转速是否为异常波动，如果为异常波动，该异常波动信号的电压值输入隔离变压器T，隔离变压器T属于安全电源，起保护、防雷、滤波作用，另外用其铁芯的高频损耗大的特点抑制高频杂波传入控制回路。低通模块、高通模块的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰，最后测速板接收到的信号为稳定的信号，汽轮机机组安全稳定运行。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于提高汽轮机超速保护的电路，其特征在于，包括转速信号异常判断模块、隔离变压器T、低通模块、高通模块以及测速板，所述转速信号异常判断模块输入端与汽轮机电连接，所述转速信号异常判断模块输出端与隔离变压器T输入端连接，所述隔离变压器T、低通模块、高通模块以及测速板顺次连接；
所述转速信号异常判断模块为包括放大器A1、电阻RA、电阻RB、电池UB以及二极管D，所述放大器A1的同相输入端接电阻RB的一端，电阻RB的另一端接电池UB的正极，电池UB的负极接地；所述放大器A1的反相输入端接电阻RA的一端，电阻RA的另一端接汽轮机的转速信号输出端；所述放大器A1的正电源端接电源UCC，所述放大器A1的负电源端接电源-UCC；所述放大器A1的输出端接二极管D的阳极。
2.根据权利要求1所述的一种用于提高汽轮机超速保护的电路，其特征在于，所述隔离变压器T包括原边线圈和副边线圈，所述二极管的阴极接所述隔离变压器T的原边线圈的两端。
3.根据权利要求2所述的一种用于提高汽轮机超速保护的电路，其特征在于，所述低通模块包括电阻R1和电容C1，所述隔离变压器T的副边线圈的一端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电容C1的一端，电容C1的另一端接副边线圈的另一端，副边线圈的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的一种用于提高汽轮机超速保护的电路，其特征在于，所述高通模块包括电阻R3和电容C2，所述电容C2的一端接电阻R1的另一端，电容C2的另一端接所述电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的一种用于提高汽轮机超速保护的电路，其特征在于，还包括同相比例放大电路，所述同相比例放大电路包括运算放大器A2、电阻R2、电阻R4和电阻R5，所述运算放大器A2的同相输入端接电容C2的另一端，所述运算放大器A2的反相输入端分别接电阻R4的一端以及电阻R5的一端，所述电阻R4的另一端接地；所述电阻R5的另一端电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电容C2的一端，所述运算放大器A2的输出端接到电阻R5的另一端与电阻R2的一端的接线上，测速板的端子接所述运算放大器A2的输出端。
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