DD244596B5 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Sicherung der Inselbetriebsfahrweise eines Kraftwerksblockes - Google Patents

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung der Inselbetriebsfahrweise von Kraftwerksblöcken, insbesondere großen Blöcken, bei Netzstörungen auf der Energieabführungsseite außerhalb der Erzeugereinheit, die mit einer Unterbrechung oder einer starken Verminderung der Energieabgabe in das Elektroenergieverbundsystem, jedoch nicht mit einer automatischen Netztrennung des Blockes über den Generatorleistungsschalter, Maschinenleistungsschalter o. ä. verbunden sind, sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei großen Entlastungen in elektrischen Energieübertragungssystemen kommt es zu einer Störung des Gleichgewichtes zwischen Energieerzeugung und Energieabnahme. Infolge der weiterhin hohen Energieerzeugung kann es deshalb zum Ansprechen von Blockschutzeinrichtungen kommen, die den Kraftwerksblock außer Betrieb setzen.

Seine Wiederinbetriebnahme ist stets mit großen Aufwendungen verbunden und die schnelle Leistungsbereitstellung wird erheblich verzögert.

Zur Erfassung plötzlicher Entlastungen von Kraftwerksblöcken sind bisher folgende Kriterien in Betracht gezogen worden: 1. Die Aus-Stellung des Generatorleistungsschalters {Autorenkollektiv: Fachkunde Dampferzeugerbetrieb, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1978, S. 302). Der Nachteil dieser Methode besteht darin, daß nur die Entlastungen erfaßt werden, bei denen durch Schutzanregung der dem Block zugehörige Generator oder Maschinenleistungsschalter ausgelöst wird. Bei allen anderen Entlastungsvorgängen versagt diese Methode.

2. Auswertung eines Leistungssprunges.

Bekannte Leistungssprunggeräte dienen zur Störgrößenaufschaltung bei Dampfturbinen und wirken auf die Turbinenregelung, um bei Lastabsenkungen ein größeres Überschwingen der Drehzahl zu verhindern. Nachteilig wirkt sich dabei aus, daß bei dieser Methode nur der Entlastungssprung entscheidend als Kriterium ausgewertet wird. Damit ist nicht auszuschließen, daß Netzstörungen erfaßt werden, die zu keiner bleibenden Entlastung führen. Dadurch werden Fehlwirkungen herbeigeführt, z. B. bei Kurzschlüssen und deren selektiver Abschaltung.

3. Erfassen der Beschleunigung des Turbosatzes (dn/dt). Geräte nach diesem Wirkprinzip sind in der Lage, die Entlastung des Blockes zu erfassen, können aber nicht unterscheiden, ob es sich dabei um eine kurzzeitige oder bleibende Entlastung handelt. Damit kommt es z. B. bei Nahkurzschlüssen zu Fehlwirkungen.

4. Bewertung des Frequenzanstieges mittels Frequenzrelais (DD 219 090; DE-OS 3 117 059). Nach diesem Kriterium ist ein bleibender Entlastungsvorgang durch einen damit verbundenen Frequenzanstieg erkennbar. Da die Ansprechfrequenz unabhängig von der Ausgangsfrequenz fest eingestellt ist, wäre die sinnvolle Anwendung dieses Kriteriums nur bei konstanter Ausgangsfrequenz denkbar. Diese ist auf Grund von Netzstörungen meist nicht gegeben. Darüber hinaus kann nach diesem Kriterium nicht mit Sicherheit erkannt werden, ob es sich um einen plötzlichen Entlastungsvorgang handelt. Um Dampfkessel von Kraftwerksblöcken bei Störungen im Verbundnetz, d. h. bei Entlastungsvorgängen der jeweils geforderten Dampfleistung anzupassen, ist ein Verfahren zur Anregung der Mindest- bzw. Halblaststeuerung dieser Kessel bekannt (DD 229 453). Dieses Verfahren ist nicht in der Lage, auf plötzliche Entlastungen schnell zu reagieren und damit nur für Blockanlagen geeignet, wo kein schnelles Reagieren auf den Entlastungsvorgang notwendig ist und die notwendigen steuerungstechnischen Maßnahmen auf den Dampfkessel beschränkt bleiben.

Um das Außertrittfallen von Turbogeneratoren auf Grund von Netzstörungen zu vermeiden, ist ein Verfahren zur Bildung minimal verzögerter Schließbefehle für Turbinenventile bekannt, bei dem zur Erfassung des Entlastungsvorganges die Absenkung der Generatorspannung benutzt wird, um die minimal verzögerten Schließbefehle auszugeben. Durch nachträgliche Auswertung der Beschleunigung wird die Sinnfälligkeit der ausgegebenen Schließbefehle überprüft und gegebenenfalls rückgängig gemacht (DE-PS 2 431 773). Diese Methode ist auf die Turbinenregelung beschränkt. Da die Regelung des Dampfkessels an diesen schnellen Änderungen nicht anpaßbar ist, besteht die Gefahr des Ansprechens des Blockschutzes.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist,Kraftwerksblöcke bei plötzlichen bleibenden Entlastungen unter Vermeidung des Ansprechens des Blockschutzes in kürzester Zeit in einen Betriebszustand zu versetzen, der eine schnelle Leistungsbereitstellung nach der Störungsbeseitigung im Energiesystem ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugehen, mit denen die Entlastung des Kraftwerksblockes erfaßt und entschieden werden kann, ob es sich um eine kurzzeitige durch Wirkung des Netzschutzes wieder aufgehobene oder bleibende Entlastung handelt, und die sichern, daß der Kraftwerksblock bei bleibender Entlastung vom Netz getrennt und in den Eigenbedarfs-Inselbetrieb überführt wird. Zur Erfassung der plötzlichen Entlastung wird dabei die beim Entlastungsvorgang auftretende Beschleunigung des Turbosatzes herangezogen. Erfindungsgemäß wird das aus der Beschleunigung abgeleitete Signal mit einem Zusatzsignal verknüpft, das beim Überschreiten eines Grenzwertes des Stromes des Generatorspannungsreglers oder einer äquivalenten Größe gebildet wird. Das Ausgangssignal dieser Verknüpfung, das das Signal für eine plötzliche bleibende Entlastung darstellt (Lastabwurfsignal), wird derart auf am Kraftswerksblock vorhandene Steuerungen gegeben, daß dieser in den Eigenbedarfs-Inselbetrieb überführt wird.

Zweckmäßig wird das Zusatzsignal als Folge der beim Entlastungsvorgang im Generatorspannungsregler auftretenden Regelabweichung direkt aus dem Regler abgeleitet. Dabei wird nur eine positive Regelabweichung (Generatorspannung > Sollspannung) verwendet.

Um im Inselbetrieb einen eindeutigen Schaltzustand zu haben, wird das Lastabwurfsignal zusätzlich für die Auslösung des dem Block zugehörigen Generator- bzw. Maschinenleistungsschalters herangezogen. Das Lastabwurfsignal wird unwirksam gemacht, sofern gleichzeitig eine Anregung des Turbinenschnellschlusses erfolgt.

Weiterhin ist zur Sicherung und Kontrollierbarkeit des Betriebsablaufs die Speicherung der auftretenden Lastabwurfsignale vorgesehen. Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Schaltungsanordnung, die zur Erfassung der Drehzahl des Turbosatzes eine Meßeinrichtung aufweist, die über ein Differenzierglied mit einem Grenzwertbildner verbunden ist, dessen Ausgang an den einen Eingang eines UND-Gliedes liegt, während der zweite Eingang mit einem weiteren Grenzwertbildner für das Zusatzsignal gekoppelt ist. Der Ausgang des UND-Gliedes liegt über ein ODER-Glied, das bei Auslösung des Generator- bzw. Maschinenleistungsschalters mit einem weiteren Signal beaufschlagt wird, an einem weiteren UND-Glied das außerdem mit der Schalteinrichtung für den Turbinenschnellschluß gekoppelt ist. Der Ausgang dieses UND-Gliedes der das Lastabwurfsignal liefert, ist mit den Steuerungen des Kraftwerksblockes, wozu auch die Blockschutzeinrichtungen gehören, der Einrichtung zur Betätigung des Generator- bzw. Maschinenleistungsschalters und einer Speichereinrichtung verbunden.

AusfUhrungsbeispiel

Die nähere Erläuterung erfolgt an Hand der Zeichnung, die ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens darstellt, in Verbindung mit der Wirkungsweise. Mit der Meßeinrichtung 1 wird die Turbinendrehzahl erfaßt. Das nachgeschaltete Differenzierglied 2 gibt in Abhängigkeit der im Ereignisfall (Entlastung) auftretenden Beschleunigung des

Turbogenerators und damit Erhöhung der Drehzahl ein Signal aus, das im Grenzwertbildner 3 in seiner Größe bewertet wird, der bei Überschreitung des eingestellten Grenzwertes ein L-Signal ausgibt. Das L-Signal wirkt auf das UND-Glied 4. Auf den zweiten Eingang dieses UND-Gliedes 4 wirkt das Signal des Grenzwertbildners 5, der den Strom des Generatorspannungsreglers 6 bewertet. Bei Überschreitung des eingestellten Grenzwertes gibt der Grenzwertbildner 5 ein L-Signal auf das UND-Glied 4. Wenn das UND-Glied 4 an beiden Eingängen mit L-Signalen belegt ist, liefert es ein L-Signal an das ODER-Glied 7. Im nachgeschalteten UND-Glied 8 erfolgt die Abfrage, ob keine Auslösung des Turbosatzes über eine Schnellschluß-(SS)-Anregung 9 aktiviert wird. Bei Nichterfüllung dieser Bedingung erscheint am Ausgang des UND-Gliedes 8 L-Signal. Dieses kennzeichnet eindeutig den plötzlichen bleibenden Entlastungsvorgang (Lastabwurfsignal). Um unkontrollierte Netzschaltzustände zu vermeiden, wird mit dem Entlastungssignal der zugehörige Generator- bzw. Maschinenleistungsschalter 11 ausgelöst. Die Rückmeldung „Schalterfall" wirkt auf das ODER-Glied 7. Das Entlastungssignal ist ferner an die Speichereinrichtung 10 geführt.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1	Meßeinrichtung
2	Differenzierglied
3	Grenzwertbildner
4	UND-Glied
5	Grenzwertbildner
6	Generatorspannungsregler
7	ODER-Glied
8	UND-Glied
9	Turbinenschnellschluß
10	Speichereinrichtung
11	Schalteinrichtung

Claims (8)

1. Verfahren zur Sicherung der Inselbetriebsfahrweise eines Kraftwerksblockes, der in ein Elektroenergiesystem einspeist, bei dem bei plötzlichen Entlastungen auf Grund von Störungen auf der Energieabführungsseite außerhalb der Erzeugereinheit die auftretende Beschleunigung des Turbosatzes erfaßt wird und als Lastabwurfsignal zur Umsteuerung des Blockes in den Inselbetrieb dient, gekennzeichnet dadurch, daß das aus der Beschleunigung abgeleitete Signal zunächst mit einem Zusatzsignal verknüpft wird, das beim Überschreiten einer vorgegebenen Größe des Stromes des Generatorspannungsreglers oder einer äquivalenten Größe gebildet wird, und das Ausgangssignal dieser Verknüpfung als Lastabwurfsignal herangezogen wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Zusatzsignal als Folge der beim Entlastungsvorgang im Generatorspannungsregler auftretenden Regelabweichung direkt aus dem Regler abgeleitet wird.

3. Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß für die Bildung des Zusatzsignals nur die positive Regelabweichung herangezogen wird.

4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Lastabwurfsignal zusätzlich zur Auslösung des dem Block zugehörigen Generator- oder Maschinenleistungsschalters herangezogen wird.

5. Verfahren nach Punkt 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Lastabwurfsignal bei gleichzeitiger Anregung des Turbinenschnellschlusses unwirksam gemacht wird.

6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Lastabwurfsignal gespeichert wird.

7. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erfassung der Drehzahl des Turbosatzes eine Meßeinrichtung (1) vorgesehen ist, die über ein Differenzierglied (2) mit einem Grenzwertbildner (3) verbunden ist, dessen Ausgang an dem einen Eingang eines UND-Gliedes (4) liegt, während der zweite Eingang mit einem weiteren Grenzwertbildner (5) für das Zusatzsignal gekoppelt und der Ausgang des UND-Gliedes (4) über ein ODER-Glied (7), das ferner mit dem Auslösesignal des Generator- bzw. Maschinenleistungsschalters beaufschlagbar ist, an ein weiteres UND-Glied (8) geführt ist, das eingangsseitig außerdem an der Schalteinrichtung für den Turbinenschnellschluß (9) liegt und ausgangsseitig mit den Steuereinrichtungen des Kraftwerksblockes sowie der Schalteinrichtung (11) zur Betätigung des Generator- bzw. Maschinenleistungsschalters verbunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang des Lastabwurfsignal liefernden UND-Gliedes (8) an eine Speichereinrichtung (10) geführt ist.