CN212744202U - 一种防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种防止水电站机组机械制动高转速加闸控制系统，设有机械制动投退控制回路及高转速加闸保护控制逻辑；控制回路中设有电磁阀YV、监控系统LCU机械制动投退令信号输出板块和继电器，回路中还设有导叶位置信号接点、低转速信号接点、GCB在分位信号接点。高转速加闸保护控制逻辑用于当高转速加闸事故发生时投退机械制动，逻辑设计为：机组在调速器测速装置测速有效时，转速大于20％额定转速，监控监测到有机械制动投入信号则延时投退机械制动，并闭锁机械制动，防止事故的发生。本控制系统适用于水电站出现监控系统瘫痪、误发机械制动投入信号、机组测速异常等情况下，可防止水电站机组高转速加闸事故的发生。

Description

一种防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，具体地说是在原水电站机组的大控制系统中，增设一种防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，用于当水电站出现监控系统瘫痪，或监控系统误发机械制动投入信号，或机组转速测量异常等情况时，可防止水电站机组高转速加闸事故发生的控制系统。
背景技术
目前水电站机组停机过程中制动方式多采用联合制动方式，正常停机过程中投入电气制动的转速为额定转速的50％-60％，投入机械制动的转速一般为额定转速的5％-10％，一般大于20％额定转速投入机械制动即判定为高转速加闸，发电机高转速加闸将产生巨大的危害，引发发电机火灾、机械制动闸板损坏等设备损坏事件，同时高转速加闸产生大量粉尘，粉尘附着于发电机定转子上，清扫困难，会严重影响发电机绝缘水平。为防止高转速加闸事故的发生，必须在水电站的大控制系统中增设一种防止水电站机组机械制动高转速加闸控制系统，用于有效地防止高转速加闸事故的发生，保证水电站机组安全运行。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷,而提供一种结构简单，能通过增设一种硬接线的机械制动投退控制回路闭锁与软设计的监控逻辑相结合的防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，用于对水电站机组的安全运行起到了双重保护功能的，能有效地防止了机组高转速加闸事件的发生的控制系统。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：提供一种防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，设有机械制动投退控制回路和高转速加闸保护控制逻辑；
所述的机械制动投退控制回路由电磁阀YV、监控系统LCU机械制动投退令信号输出板块和继电器串接构成回路；所述的电磁阀YV采用220V DC供电，电磁阀YV的正极与LCU机械制动投退令信号输出板块、导叶全关位置继电器、转速小于20％继电器和GCB在分位继电器顺序连接，GCB在分位继电器与电磁阀YV的负极连接，形成闭环控制回路；
所述的机械制动投退控制回路中的LCU机械制动投退令信号输出板块采用常开接点；导叶全关位置继电器、转速小于20％继电器、GCB在分位继电器均为常开接点；
所述的机械制动投退控制回路中设有信号接点；其中有导叶位置信号取自导叶全关位置继电器的常开接点；调速器测速装置检测机组低转速信号取自转速小于20％继电器的常开接点,在分位信号取自GCB在分位继电器的常开接点；
所述的高转速加闸保护控制逻辑设在水电站机组的监控系统中，用于当高转速加闸事故发生时投退机械制动。
所述的机械制动投退控制回路中的电磁阀YV安装在机械制动控制柜中，LCU机械制动投退令信号输出板块安装在机组LCU控制柜中，导叶全关位置继电器安装在球阀控制柜中，转速小于20％继电器和GCB在分位继电器安装在调速器控制柜中。
所述的机械制动投退控制回路中当电磁阀YV得电时，机械制动闸板投入，用于实现机组快速制动，防止机组长期低转速运行磨损机组上导、推导及下导轴承，同时缩短机组停机时间。
所述的机械制动投退控制回路中当导叶全关时，导叶全关位置继电器励磁，其常开接点接通；当调速器测速装置检测到机组转速小于20％额定转速信号时，转速小于20％继电器励磁，其常开接点接通；当GCB在分位时，GCB在分位继电器励磁，其常开接点接通。
本实用新型的防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统与现有的技术相比具有的优点是：
⑴、本实用新型的控制系统中机械制动投退控制回路所串接的LCU机械制动投退令信号输出板块054UI、118XR导叶全关位置继电器、R19转速小于20％继电器、R1 GCB在分位继电器均采用常开接点，使用常开接点优势是能防止机械制动控制回路中各继电器失电时保持接点常开，避免使用常闭接点存在的在系统失电时接点处闭合状态，进而易导致机械制动误投入。
⑵、本实用新型的控制系统中的机械制动投退控制回路是根据水电站机组运行特点设计的，当GCB在分位、机组转速小于20％、导叶全关时，机组均运作在低速阶段，既能有助于保证电站机组正常投入机械制动，又能有效防止机组高转速加闸机械制动。
⑶、本实用新型的机械制动投退控制回路设计科学合理，高转速加闸保护控制逻辑明确。只要监控系统监测到机械制动投退回路中任一信号未到位，如出现导叶未在全关位置或者R1 GCB在分位继电器在合位，或者机组运行在高转速阶段中任意一个信号，均不能投入机械制动。在机组调速器测速装置测速有效时，机组转速大于20％额定转速(模拟量或开关量)时，一旦监控监测到有机械制动投入信号即通过(N选2，其中N表示机械制动投入位置开关个数)延时0.2S(0.2秒)投退机械制动，同时闭锁机械制动(转速大于20％额定转速闭锁)，触发报警和水力机械事故停机。
⑷、本实用新型的控制系统通过机械制动投退控制回路(硬接线回路)闭锁、加上在监控系统建立高转速加闸保护控制逻辑(软设计的监控系统逻辑)，对机组起到了双重保护功能，且所述的逻辑作为最后的一道保护防线，当高转速加闸事件发生时，立刻退出机械制动，可有效地防止了机组高转速加闸事件的发生，减少设备损失。
⑸、本实用新型的控制系统中硬接线回路结构简单，操作方便。使用本控制系统可从根本上杜绝机组高转速加闸事件的发生，施工成本低，能确保了水力发电机组的安全可靠运行，具有较高的推广价值。
附图说明
图1为本实用新型控制系统中机械制动投退控制回路结构示意图。
图中：1-机械制动控制柜；2-机组LCU控制柜；5-球阀控制柜；6-调速器控制柜；11-电磁阀YV；21-LCU机械制动投退令信号输出板块054UI；51-118XR导叶全关位置继电器；61-R19转速小于20％继电器；62-R1 GCB在分位继电器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统作进一步详细的描述，但本实用新型的实施不限于此。
实施例1：本实用新型提供一种防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，控制系统设有机械制动投退控制回路和高转速加闸保护控制逻辑。
所述的机械制动投退控制回路结构如图1所示,机械制动投退控制回路由电磁阀YV 11、监控系统LCU机械制动投退令信号输出板块054UI 21和继电器串接构成回路；所述的电磁阀YV 11采用220V DC供电，电磁阀YV 11的正极与LCU机械制动投退令信号输出板块054UI 21、118XR导叶全关位置继电器51、R19转速小于20％继电器61和R1 GCB在分位继电器62顺序连接，R1 GCB在分位继电器62与电磁阀YV的负极连接，形成闭环控制回路。
所述的机械制动投退控制回路中的LCU机械制动投退令信号输出板块054UI采用常开接点；118XR导叶全关位置继电器、R19转速小于20％继电器、R1 GCB在分位继电器均为常开接点。
所述的机械制动投退控制回路中设有信号接点，其中有；
导叶位置信号取自118XR导叶全关位置继电器51的常开接点44、41，即回路中的端子排001BN:17、001BN:18；
调速器测速装置检测机组低转速(转速小于20％额定转速)信号取自R19转速小于20％继电器61的常开接点34、31,即回路中的端子排X1:30；
GCB在分位信号取自R1 GCB在分位继电器62的常开接点31、34，即回路中的端子排X1:52；
所述的002BN:31位于机组LCU控制柜2，002BN:32、02BN:170为信号转接端子排。
所述的机械制动投退控制回路中的电磁阀YV 11安装在机械制动控制柜1中，LCU机械制动投退令信号输出板块054UI 21安装在机组LCU控制柜2中，118XR导叶全关位置继电器51安装在球阀控制柜5中，R19转速小于20％继电器61和R1 GCB在分位继电器62安装在调速器控制柜6中。
所述的机械制动投退控制回路中当电磁阀YV 11得电时，机械制动闸板投入，用于实现机组快速制动，防止机组长期低转速运行磨损机组上导、推导及下导轴承，同时缩短机组停机时间。
机械制动投退控制回路中当导叶全关时，118XR导叶全关位置继电器51励磁，其常开接点44、41接通；当调速器测速装置检测到机组转速小于20％额定转速信号时，R19转速小于20％继电器61励磁，其常开接点34、31接通；当GCB在分位时，R1 GCB在分位继电器62励磁，其常开接点31、34接通。
所述的高转速加闸保护控制逻辑设在水电站机组的监控系统中。高转速加闸保护控制逻辑设计为：若机组在调速器测速装置测速有效时，机组转速大于20％额定转速时，只要监控系统监测到机械制动投退回路中任一信号未到位，如出现导叶未在全关位置或者R1GCB在分位继电器在合位，或者机组运行在高转速阶段中任意一个信号，均不能投入机械制动。
当监控系统监测到有机械制动投入信号，投入信号采用N选2判断逻辑，N选2判断逻辑为只要当监控系统检测到两个及两个以上位置信号投入时，判定为机械制动已投入，出现两个及两个以上位置信号则延时0.2S退投机械制动，同时闭锁机械制动，立刻退出机械制动，触发报警和机组水力机械事故停机。
所述的高转速加闸保护控制逻辑中继电器励磁及失磁动作逻辑为，当导叶在全关时，导叶全关位置继电器励磁，其常开接点接通；当调速器测速装置检测到机组转速小于20％额定转速信号时，转速小于20％继电器励磁，其常开接点接通；当GCB在分位时，GCB在分位继电器励磁，其常开接点接通；
当高转速加闸保护控制逻辑触发通过监控系统中顺控流程综合判断，在监控系统检测到需要投入机械制动时，LCU机械制动投退令信号输出板块的信号开关接点闭合，即当机组导叶在全关位置、机组转速小于20％且GCB在分位时，则允许机械制动投入。
高转速加闸保护控制逻辑既用于保证机组运行过程中机械制动的正常投入，又用于防止机械制动误投入。
机组正常运行过程中以下三种情况需要投入机械制动：
①机组启动过程中，在开启导叶前，机组转速为零时，机组需投入机械制动；
②机组停机备用工况下，机组发生蠕动时，需投入机械制动；
③机组在停机过程中，转速低于5％后，需投入机械制动。
而当机组导叶未在全关位置或者在分位继电器在合位，或者机组在高速运行阶段时,在这3种状态下，均不能投入机械制动。
本实用新型的防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，通过设置的硬接线回路闭锁与监控系统中的逻辑设计起到了对水电站机组机械制动高转速加闸的双重保护功能，使用本控制系统可从根本上杜绝机组高转速加闸事件的发生，能确保了水力发电机组的安全可靠运行，具有较高的推广价值。

Claims (4)

1.一种防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，其特征在于：设有机械制动投退控制回路和高转速加闸保护控制逻辑；
所述的机械制动投退控制回路由电磁阀YV、监控系统LCU机械制动投退令信号输出板块和继电器串接构成回路；所述的电磁阀YV采用220V DC供电，电磁阀YV的正极与LCU机械制动投退令信号输出板块、导叶全关位置继电器、转速小于20％继电器和GCB在分位继电器顺序连接，GCB在分位继电器与电磁阀YV的负极连接，形成闭环控制回路；
所述的机械制动投退控制回路中的LCU机械制动投退令信号输出板块采用常开接点；导叶全关位置继电器、转速小于20％继电器、GCB在分位继电器均为常开接点；
所述的机械制动投退控制回路中设有信号接点；其中有导叶位置信号取自导叶全关位置继电器的常开接点；调速器测速装置检测机组低转速信号取自转速小于20％继电器的常开接点,在分位信号取自GCB在分位继电器的常开接点；
所述的高转速加闸保护控制逻辑设在水电站机组的监控系统中，用于当高转速加闸事故发生时投退机械制动。
2.根据权利要求1所述的防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，其特征在于：所述的机械制动投退控制回路中的电磁阀YV安装在机械制动控制柜中，LCU机械制动投退令信号输出板块安装在机组LCU控制柜中，导叶全关位置继电器安装在球阀控制柜中，转速小于20％继电器和GCB在分位继电器安装在调速器控制柜中。
3.根据权利要求1所述的防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，其特征在于：所述的机械制动投退控制回路中当电磁阀YV得电时，机械制动闸板投入，用于实现机组快速制动，防止机组长期低转速运行磨损机组上导、推导及下导轴承，同时缩短机组停机时间。
4.根据权利要求1所述的防止水电站机组机械制动高转速加闸的控制系统，其特征在于：所述的机械制动投退控制回路中当导叶全关时，导叶全关位置继电器励磁，其常开接点接通；当调速器测速装置检测到机组转速小于20％额定转速信号时，转速小于20％继电器励磁，其常开接点接通；当GCB在分位时，GCB在分位继电器励磁，其常开接点接通。
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