CN210958214U - 一种发电机甩负荷控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电机甩负荷控制系统。该控制系统包括：并网状态采集模块、控制模块、开关模块和机组电磁阀；并网状态采集模块的一端连接发电机，并网状态采集模块的另一端连接控制模块，用于获取发电机的并网状态；控制模块还与开关模块连接；开关模块与机组电磁阀连接，机组电磁阀与发电机连接；控制模块用于根据发电机的并网状态控制开关模块的导通与关断，以控制机组电磁阀得电或断电；机组电磁阀得电时，控制发电机启动，机组电磁阀断电时，控制发电机关闭。在本实用新型实施例中，通过控制开关模块导通与关断直接控制机组电磁阀的得电与失电，减少了回路响应时间，避免了超速停机对电厂带来经济损失。

Description

一种发电机甩负荷控制系统

技术领域

本实用新型涉及火电厂自动控制技术领域，尤其涉及一种发电机甩负荷控制系统。

背景技术

随着电网容量的扩大，我国发电机建设趋势于单台大容量机器，对于这类发电机，如果终端用户用电负荷减小(例如大型用电设备故障或大面积区域线路故障断电等)，发电厂汽轮的发电量超过了用户需求的用电量，发电机转速快速升高，容易造成发电机超速停机，发电机能否快速响应调节并稳定在并网转速对电网安全至关重要。

甩负荷快速响应的核心在于能快速识别电网故障，并快速动作抑制转速飞升。之前引进的某种型号的发电机仅仅依靠布线式控制系统进行逻辑识别、逻辑判断后再经过控制器运算，最后根据运算结果去控制电磁阀汽门快速关闭来抑制发电机转速飞升。由于布线式控制系统扫描周期较慢，经过逻辑运算后控制电磁阀汽门快速关闭时间较长，造成了超速停机，给电厂带来经济损失。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种发电机甩负荷控制系统，通过减少发电机脱网后的控制器运算过程，直接驱动中间继电器动作关闭电磁阀，减少了回路响应时间。

本实用新型实施例提供了一种发电机甩负荷控制系统，包括：

并网状态采集模块、控制模块、开关模块和机组电磁阀；

所述并网状态采集模块的一端连接发电机，所述并网状态采集模块的另一端连接所述控制模块，用于获取所述发电机的并网状态；

所述控制模块还与所述开关模块连接；

所述开关模块与所述机组电磁阀连接，所述机组电磁阀与所述发电机连接；所述控制模块用于根据所述发电机的并网状态控制所述开关模块的导通与关断，以控制所述机组电磁阀得电或断电；所述机组电磁阀得电时，控制所述发电机启动，所述机组电磁阀断电时，控制所述发电机关闭。

可选的，所述的发电机甩负荷控制系统还包括发电机功率以及转速调节模块；

所述发电机功率以及转速调节模块分别与所述控制模块以及所述发电机连接；所述控制模块包括第一延时单元；所述控制模块在所述发电机的并网状态为脱网时，所述第一延时单元产生第一延时时间，控制所述开关模块在所述第一延时时间内导通，在所述第一延时时间后断开；

所述控制模块还用于在所述发电机的并网状态为脱网时，控制所述发电机功率以及转速调节模块在所述第一延时时间内调节所述发电机的转速；在所述发电机的并网状态为并网时，控制所述发电机功率以及转速调节模块调节所述发电机的功率。

可选的，所述的发电机甩负荷控制系统还包括发电机负荷采集模块；所述发电机负荷采集模块分别与所述发电机以及所述控制模块连接；

所述发电机负荷采集模块用于采集所述发电机的负荷；

所述控制模块用于根据所述发电机的并网状态以及所述发电机的负荷控制所述开关模块的导通与关断，以控制所述机组电磁阀得电或断电；所述机组电磁阀得电时，控制所述发电机启动，所述机组电磁阀断电时，控制所述发电机关闭。

可选的，所述并网状态采集模块包括第一并网状态采集单元、第二并网状态采集单元以及第三并网状态采集单元；

所述第一并网状态采集单元、所述第二并网状态采集单元以及所述第三并网状态采集模块单元的所述发电机的并网状态中至少两个为脱网时，所述控制模块控制所述开关模块关断。

可选的，所述控制模块包括：

第一与门单元、第二与门单元、第三与门单元、或门单元、非门单元、第四与门单元；

所述第一与门单元的第一输入端连接所述第一并网采集单元，所述第一与门单元的第二输入端连接所述第三并网采集单元，所述第一与门单元的输出端连接所述或门单元的第一输入端；

所述第二与门单元的第一输入端连接所述第一并网采集单元，所述第二与门单元的第二输入端连接所述第二并网采集单元，所述第二与门单元的输出端连接所述或门单元的第二输入端；

所述第三与门单元的第一输入端连接所述第二并网采集单元，所述第三与门单元的第二输入端连接所述第三并网采集单元，所述第二与门单元的输出端连接所述或门单元的第三输入端；

所述或门单元的输出端分别连接所述第一延时单元的输入端和所述非门单元的输入端；

所述第四与门单元的第一输入端连接所述第一延时单元的输出端，所述第四与门单元的第二输入端连接所述非门单元的输出端。

可选的，所述控制模块还包括第二延时单元；

所述第二延时单元的输入端连接所述发电机负荷采集模块，所述第二延时单元的输出端连接所述第四与门单元的第三输入端；

用于在所述发电机的负荷小于预设负荷值时，所述第二延时单元产生第二延时时间，控制所述开关模块在所述第二延时时间内导通，在所述第二延时时间后断开。

可选的，所述控制模块用于根据所述发电机的并网状态为脱网以及所述发电机的负荷小于预设负荷值时，控制所述开关模块的导通，以控制所述机组电磁阀得电。

可选的，所述开关模块包括继电器；

所述继电器的线圈的一端连接所述控制模块和所述继电器的活动触头，所述继电器的线圈的另一端连接所述继电器的触点和所述机组电磁阀，所述继电器的活动触头连接直流电源，用于根据所述发电机的并网状态控制所述继电器的导通与关断。

可选的，所述继电器为常闭继电器。

可选的，所述第二延时时间等于所述第一延时时间。

本实用新型实施例中，通过控制模块获取发电机的并网状态，控制模块根据发电机的并网状态控制开关模块的导通与关断，以控制机组电磁阀得电或断电，当机组电磁阀得电时，发电机启动，当机组电磁阀断电时，发电机关闭，减少了回路响应时间，避免了超速停机对电厂带来经济损失。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中的发电机甩负荷控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二中的发电机甩负荷控制系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三中的发电机甩负荷控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的发电机甩负荷控制系统的结构示意图，如图1所示，发电机甩负荷控制系统包括：并网状态采集模块20、控制模块30、开关模块40和机组电磁阀50，并网状态采集模块20的一端连接发电机10，并网状态采集模块20的另一端连接控制模块30，用于获取发电机10的并网状态，控制模块30还与开关模块40连接，开关模块40与机组电磁阀50连接，机组电磁阀50与发电机10连接，控制模块30用于根据发电机10的并网状态控制开关模块40的导通与关断，以控制机组电磁阀50得电或断电，机组电磁阀50得电时，控制发电机10启动，机组电磁阀50断电时，控制发电机10关闭。

并网状态采集模块20的一端连接发电机10，并网状态采集模块20的另一端连接控制模块30，用于采集发电机10的并网状态信号，控制模块30根据并网状态采集模块20采集到的发电机10的并网状态信号，控制开关模块40的导通与关闭，机组电磁阀50根据开关模块40的导通与关闭状态会处于得电或失电，进而调节机组电磁阀50的汽轮机调节汽门关闭与开启。

本实施例的技术方案，控制模块根据并网状态采集模块获取的发电机的并网状态信号，控制开关模块的导通与关断，以控制机组电磁阀得电或断电，当机组电磁阀得电时，发电机启动，当机组电磁阀断电时，发电机关闭，减少了回路响应时间，避免了超速停机对电厂带来经济损失。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的发电机甩负荷控制系统的结构示意图，如图2所示，发电机甩负荷控制系统还包括发电机功率以及转速调节模块60，发电机功率以及转速调节模块60分别与控制模块30以及发电机10连接。控制模块30包括第一延时单元35，参见图3，控制模块30在发电机10的并网状态为脱网时，第一延时单元35产生第一延时时间，控制开关模块40在第一延时时间内导通，在第一延时时间后断开。

控制模块30还用于在发电机的并网状态为脱网时，控制发电机功率以及转速调节模块60在第一延时时间内调节发电机10的转速，在发电机的并网状态为并网时，控制发电机功率以及转速调节模块60调节发电机10的功率。

需要说明的是，当并网状态采集模块20采集的发电机10的并网状态为脱网时，控制模块30接收并网状态采集模块20采集的脱网状态信号，控制模块30中的第一延时单元35会产生第一延时时间，控制模块30控制开关模块40在第一延时时间内导通，当控制模块30控制开关模块40在第一延时时间内导通，发电机功率以及转速调节模块60在第一延时时间内调节发电机10的转速，当控制模块30控制开关模块40在第一延时时间后断开，发电机功率以及转速调节模块60调节发电机10的功率。

当并网状态采集模块20采集的发电机10的并网状态为并网时，控制模块30接收并网状态采集模块20采集的并网状态信号，控制模块30控制开关模块40正常导通，发电机功率以及转速调节模块60正常调节发电机10的功率。

实施例三

图3为本实用新型实施例三提供的发电机甩负荷控制系统的结构示意图，如图3所示，发电机甩负荷控制系统还包括发电机负荷采集模块70，发电机负荷采集模块70分别与发电机10以及控制模块30连接，发电机负荷采集模块70用于采集发电机10的负荷，控制模块30用于根据发电机10的并网状态以及发电机10的负荷控制开关模块40的导通与关断，以控制机组电磁阀50得电或断电，机组电磁阀50得电时，汽轮机调节汽门开启，控制发电机10启动，机组电磁阀50断电时，汽轮机调节汽门关闭，控制发电机10关闭。

需要说明的是，控制模块30用于根据发电机10的并网状态以及发电机10的负荷控制开关模块40的导通与关断，当并网状态采集模块20采集发电机10处于并网状态，发电机负荷采集模块70采集发电机10的负荷大于15％，发电机处于并网状态，控制模块30控制开关模块40的导通，机组电磁阀50正常得电，发电机功率以及转速调节模块60正常调节发电机10的功率。当并网状态采集模块20采集发电机10处于脱网状态，由于发电机10处于脱网状态，发电机10负荷为零，发电机负荷采集模块70采集发电机10的负荷小于15％，发电机处于脱网状态，控制模块30在第一延时单元35产生的第一延时时间控制开关模块40的断开，与此同时，在第一延时时间内机组电磁阀50失电，机组电磁阀50的汽轮机调节汽门快速关闭，控制发电机10转速快速上升，发电机功率以及转速调节模块60在第一延时时间内调节发电机10的转速，当第一延时时间结束后，控制模块30控制开关模块40的导通，机组电磁阀50正常得电，汽轮机调节汽门正常开启，发电机功率以及转速调节模块60正常调节发电机10的功率。

可选的，并网状态采集模块20包括第一并网状态采集单元210、第二并网状态采集单元220以及第三并网状态采集单元230，第一并网状态采集单元210、第二并网状态采集单元220以及第三并网状态采集单元230采集的发电机10的并网状态中至少两个为脱网时，控制模块30控制开关模块40关断。

并网状态采集模块20根据第一并网状态采集单元210、第二并网状态采集单元220以及第三并网状态采集单元230采集的发电机10的并网状态信息，输出并网状态信息至控制模块30，控制模块30根据并网状态信息控制开关模块40。当第一并网状态采集单元210、第二并网状态采集单元220以及第三并网状态采集单元230采集到的发电机10的状态均为并网状态，控制模块30控制开关模块40导通，当第一并网状态采集单元210、第二并网状态采集单元220以及第三并网状态采集单元230采集到的发电机10的状态中至少两个为脱网时，控制模块30控制开关模块40关闭。

可选的，控制模块30包括第一与门单元31、第二与门单元32、第三与门单元33、或门单元34、非门单元36、第四与门单元37。第一与门单元31的第一输入端11连接第一并网采集单元210，第一与门单元31的第二输入端12连接第三并网采集单元230，第一与门单元31的输出端连接或门单元34的第一输入端17。第二与门单元32的第一输入端13连接第一并网采集单元210，第二与门单元32的第二输入端14连接第二并网采集单元220，第二与门单元32的输出端连接或门单元34的第二输入端18。第三与门单元33的第一输入端15连接第二并网采集单元220，第三与门单元33的第二输入端16连接第三并网采集单元230，第二与门单元33的输出端连接或门单元34的第三输入端19。或门单元34的输出端分别连接第一延时单元35的输入端和非门单元36的输入端。第四与门单元37的第一输入端21连接第一延时单元35的输出端，第四与门单元37的第二输入端22连接非门单元36的输出端。

可选的，还包括第二延时单元38，第二延时单元38的输入端连接发电机负荷采集模块70，第二延时单元38的输出端连接第四与门单元37的第三输入端23，用于在发电机10的负荷小于预设负荷值时，第二延时单元38产生第二延时时间，控制开关模块40在第二延时时间内导通，在第二延时时间后断开。

当第一并网采集单元210采集到的发电机10的状态为并网状态，第二并网采集单元220采集到的发电机10的状态为并网状态，第三并网采集单元230采集到的发电机10的状态为并网状态，第一与门单元31、第二与门单元32和第三与门单元33均输出高电平信号，高电平信号经过或门单元34输出高电平信号，第一延时单元35输出高电平信号，非门单元输出低电平信号，第二延时单元38输出高电平信号，第四与门单元根据第一延时单元35输出高电平信号，非门单元输出低电平信号和第二延时单元38输出高电平信号输出低电平控制信号，控制开关单元40不动作，即开关单元40导通，机组电磁阀50正常得电，发电机功率以及转速调节模块60正常调节发电机10的功率。

当第一并网采集单元210、第二并网采集单元220和第三并网采集单元230中只有1个采集单元采集的并网状态为脱网时，经过或门单元、第一延时单元和非门单元的电平信号与并网状态一样，第四与门单元根据第一延时单元35输出高电平信号，非门单元输出低电平信号和第二延时单元38输出高电平信号输出低电平控制信号，控制开关单元40不动作，即开关单元40导通，机组电磁阀50正常得电，发电机功率以及转速调节模块60正常调节发电机10的功率。

当发电机负荷采集模块70采集的发电机负荷小于预设负荷，第一并网采集单元210、第二并网采集单元220和第三并网采集单元230的并网状态为并网时，第二延时单元输出低电平信号，第四与门单元根据第一延时单元35输出高电平信号，非门单元输出低电平信号和第二延时单元38输出低电平信号输出低电平控制信号，控制开关单元40不动作，即开关单元40导通，机组电磁阀50正常得电，发电机功率以及转速调节模块60正常调节发电机10的功率。

当发电机负荷采集模块70采集的发电机负荷小于预设负荷，第一并网采集单元210、第二并网采集单元220和第三并网采集单元230的并网状态中至少两个为脱网时，第一与门单元31、第二与门单元32和第三与门单元33均输出低电平信号，低电平信号经过或门单元34输出低电平信号，第一延时单元35在第一延时时间内输出高电平信号，第二延时单元输出低电平信号，或门单元34输出低电平控制信号，第四与门单元输出低电平控制信号，控制开关单元40不动作，即开关单元40导通，机组电磁阀50正常得电，发电机功率以及转速调节模块60正常调节发电机10的功率，保证发电机10在低负荷状态下不触发开关模块40动作。

当第一并网采集单元210、第二并网采集单元220和第三并网采集单元230中至少两个为脱网时，第一与门单元31、第二与门单元32和第三与门单元33均输出低电平信号，低电平信号经过或门单元34输出低电平信号，第一延时单元35在第一延时时间内输出高电平信号，第二延时单元38在第二延时时间内输出高电平信号，非门单元输出高电平信号，第四与门单元根据第一延时单元35在第一延时时间输出的高电平信号，非门单元输出高电平信号和第二延时单元38在第二延时时间输出的高电平信号输出低电平控制信号，控制开关单元40动作，即开关单元40断开，机组电磁阀50失电，机组电磁阀50的汽轮机调节汽门快速关闭，控制发电机10转速快速上升，发电机功率以及转速调节模块60在第一延时时间和第二延时时间较短的时间内调节发电机10的转速，为为发电机再次并网创造条件。当第一延时单元35在第一延时时间结束后输出低电平信号，当第二延时单元38在第二延时时间结束后输出低电平信号，第四与门单元输出低电平控制信号，控制开关单元40不动作，即开关单元40导通，机组电磁阀50正常得电，机组电磁阀50的汽轮机调节汽门开启，发电机功率以及转速调节模块60正常调节发电机10的功率。

需要说明的是，并网状态采集模块20包括第一并网状态采集单元210、第二并网状态采集单元220以及第三并网状态采集单元230，通过设置三个并网采集单元，控制模块30的第一与门单元31、第二与门单元32、第三与门单元33分别获取两个采集单元的并网信号进行判断，增加发电机10并网状态信号的可靠性。

优选的，第二延时时间等于第一延时时间。

当第一延时单元35的第一延时时间与第二延时单元38的第二延时时间相等，开关单元40会在第一延时单元35与第二延时单元38延时时间结束后同时导通开关单元，避免对第一延时时间和第二延时时间的逻辑判断，保证开关单元40的快速动作，有效防止发电机10超速停机，减小转速飞升对发电机寿命的影响，提高了发电机甩负荷控制系统的动态特性。

可选的，开关模块40包括继电器，继电器的线圈的一端连接控制模块30和继电器的活动触头，继电器的线圈的另一端连接继电器的触点和机组电磁阀50，继电器的活动触头连接直流电源，用于根据发电机10的并网状态控制继电器的导通与关断。

优选的，继电器为常闭继电器。

选取继电器为常闭继电器，用于在发电机10处于并网状态下，继电器活动触头与触点电连接，继电器导通，24v交流电通过继电器为机组电磁阀50供电，机组电磁阀50正常得电，机组电磁阀50的汽轮机调节汽门开启，发电机正常工作。当发电机10处于断网状态下，控制模块30在第一延时单元35的第一延时时间和第二延时单元38的第二延时时间内快速控制继电器断开，机组电磁阀50失电，机组电磁阀50的汽轮机调节汽门快速关闭，控制发电机10转速快速上升，即常闭继电器在发电机并网状态下正常工作，在发电机断网状态下，在延时时间内迅速断开，继电器快速动作，有效防止发电机10超速停机，减小转速飞升对发电机寿命的影响。

需要说明的是，本发明不对继电器的型号进行限定，任何可以实现本实用新型实施例的继电器的类型均是本实用新型的保护范围。

本实施例的技术方案，控制模块根据并网状态采集模块和发电机负荷采集模块采集的发电机的并网状态信息控制继电器的导通与关断，进而控制机组电磁阀和发电机功率以及转速调节模块的协同作用实现发电机甩负荷控制系统的快速动作，有效防止了发电机超速停机，减小转速飞升对发电机命的影响。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种发电机甩负荷控制系统，其特征在于，包括：

并网状态采集模块、控制模块、开关模块和机组电磁阀；

所述并网状态采集模块的一端连接发电机，所述并网状态采集模块的另一端连接所述控制模块，用于获取所述发电机的并网状态；

所述控制模块还与所述开关模块连接；

所述开关模块与所述机组电磁阀连接，所述机组电磁阀与所述发电机连接；所述控制模块用于根据所述发电机的并网状态控制所述开关模块的导通与关断，以控制所述机组电磁阀得电或断电；所述机组电磁阀得电时，控制所述发电机启动，所述机组电磁阀断电时，控制所述发电机关闭。

2.根据权利要求1所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，还包括发电机功率以及转速调节模块；

所述发电机功率以及转速调节模块分别与所述控制模块以及所述发电机连接；所述控制模块包括第一延时单元；所述控制模块在所述发电机的并网状态为脱网时，所述第一延时单元产生第一延时时间，控制所述开关模块在所述第一延时时间内导通，在所述第一延时时间后断开；

所述控制模块还用于在所述发电机的并网状态为脱网时，控制所述发电机功率以及转速调节模块在所述第一延时时间内调节所述发电机的转速；在所述发电机的并网状态为并网时，控制所述发电机功率以及转速调节模块调节所述发电机的功率。

3.根据权利要求2所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，还包括发电机负荷采集模块；所述发电机负荷采集模块分别与所述发电机以及所述控制模块连接；

所述发电机负荷采集模块用于采集所述发电机的负荷；

所述控制模块用于根据所述发电机的并网状态以及所述发电机的负荷控制所述开关模块的导通与关断，以控制所述机组电磁阀得电或断电；所述机组电磁阀得电时，控制所述发电机启动，所述机组电磁阀断电时，控制所述发电机关闭。

4.根据权利要求3所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，所述并网状态采集模块包括第一并网状态采集单元、第二并网状态采集单元以及第三并网状态采集单元；

所述第一并网状态采集单元、所述第二并网状态采集单元以及所述第三并网状态采集单元采集的所述发电机的并网状态中至少两个为脱网时，所述控制模块控制所述开关模块关断。

5.根据权利要求4所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：

第一与门单元、第二与门单元、第三与门单元、或门单元、非门单元、第四与门单元；

所述第一与门单元的第一输入端连接所述第一并网状态采集单元，所述第一与门单元的第二输入端连接所述第三并网状态采集单元，所述第一与门单元的输出端连接所述或门单元的第一输入端；

所述第二与门单元的第一输入端连接所述第一并网状态采集单元，所述第二与门单元的第二输入端连接所述第二并网状态采集单元，所述第二与门单元的输出端连接所述或门单元的第二输入端；

所述第三与门单元的第一输入端连接所述第二并网状态采集单元，所述第三与门单元的第二输入端连接所述第三并网状态采集单元，所述第二与门单元的输出端连接所述或门单元的第三输入端；

所述或门单元的输出端分别连接所述第一延时单元的输入端和所述非门单元的输入端；

所述第四与门单元的第一输入端连接所述第一延时单元的输出端，所述第四与门单元的第二输入端连接所述非门单元的输出端。

6.根据权利要求5所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，还包括第二延时单元；

所述第二延时单元的输入端连接所述发电机负荷采集模块，所述第二延时单元的输出端连接所述第四与门单元的第三输入端；

用于在所述发电机的负荷小于预设负荷值时，所述第二延时单元产生第二延时时间，控制所述开关模块在所述第二延时时间内导通，在所述第二延时时间后断开。

7.根据权利要求3所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，所述控制模块用于根据所述发电机的并网状态为脱网以及所述发电机的负荷小于预设负荷值时，控制所述开关模块的导通，以控制所述机组电磁阀得电。

8.根据权利要求1所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，所述开关模块包括继电器；

所述继电器的线圈的一端连接所述控制模块和所述继电器的活动触头，所述继电器的线圈的另一端连接所述继电器的触点和所述机组电磁阀，所述继电器的活动触头连接直流电源，用于根据所述发电机的并网状态控制所述继电器的导通与关断。

9.根据权利要求8所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，所述继电器为常闭继电器。

10.根据权利要求6所述的发电机甩负荷控制系统，其特征在于，所述第二延时时间等于所述第一延时时间。

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