DD244596B5

DD244596B5 - Method and circuit arrangement for securing the island operating mode of a power plant block

Info

Publication number: DD244596B5
Application number: DD28478785A
Authority: DD
Inventors: Klaus Cunert; Dieter Muenzeberg; Gerd Rudolph; Bernd Schuchardt
Original assignee: Ver Energiewerke Ag
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1996-05-02
Also published as: DD244596A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

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.The invention relates to a method for securing the Inselbetriebsfahrweise of power plant blocks, especially large blocks, in power disturbances on the energy removal side outside the generator unit, with an interruption or a strong reduction in the energy output in the electrical power system, but not with an automatic network separation of the block via the generator circuit breaker , Machine circuit breaker o. Ä. Are connected, and a circuit arrangement for carrying out the method.

Characteristic of the known technical solutions

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.With large discharges in electrical energy transmission systems, there is a disruption of the balance between energy production and energy consumption. As a result of the continued high energy production, it may therefore come to the response of block protection devices that put the power plant block out of operation.

Seine Wiederinbetriebnahme ist stets mit großen Aufwendungen verbunden und die schnelle Leistungsbereitstellung wird erheblich verzögert.Its re-commissioning is always associated with great expenses and the rapid provision of services is considerably delayed.

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.For the detection of sudden relief of power plant blocks, the following criteria have been considered so far: 1. The off-position of the generator circuit breaker {Author Collective: Fachkunde steam generator operation, VEB German publishing house for primary industry, Leipzig 1978, P. 302). The disadvantage of this method is that only the reliefs are detected in which triggered by the protective excitation of the block associated generator or machine circuit breaker. For all other relief operations, this method fails.

2. Auswertung eines Leistungssprunges.2. Evaluation of a performance leap.

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.Known power jump devices are used to feed forward disturbances in steam turbines and act on the turbine control to prevent a greater overshoot of the speed at load decreases. A disadvantage is that in this method only the discharge jump is critically evaluated as a criterion. This can not be ruled out that network disturbances are detected, which lead to no lasting relief. This causes errors, z. B. in case of short circuits and their selective shutdown.

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.3. Detecting the acceleration of the turbo set (dn / dt). Devices operating according to this principle are able to detect the discharge of the block, but can not distinguish whether this is a short-term or lasting relief. This is z. B. in Nahkurzschlüssen to errors.

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.4. Assessment of the frequency increase by means of a frequency relay (DD 219 090, DE-OS 3 117 059). According to this criterion, a permanent discharge process is recognizable by an associated increase in frequency. Since the response frequency is fixed regardless of the output frequency, the meaningful application of this criterion would be conceivable only at a constant output frequency. This is usually not given due to network disturbances. In addition, according to this criterion, it can not be determined with certainty whether this is a sudden discharge process. To steam boilers of power plant blocks in case of disturbances in the grid, d. H. to adapt to the respectively required steam output at discharge operations, a method for exciting the minimum or half-load control of these boilers is known (DD 229 453). This method is incapable of reacting quickly to sudden discharges and is therefore only suitable for block plants, where no quick reaction to the discharge process is necessary and the necessary control measures are limited to the boiler.

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.In order to avoid the fall-out of turbo generators due to grid disturbances, a method of forming minimally delayed turbine valve closing commands is known wherein the generator voltage drop is used to detect the unloading operation to output the minimum delayed closing commands. By subsequent evaluation of the acceleration of the meaning of the issued closing commands is checked and possibly reversed (DE-PS 2 431 773). This method is limited to the turbine control. Since the control of the boiler is not adaptable to these rapid changes, there is a danger of the response of the block protection.

Object of the invention

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.The aim of the invention is to put power plant blocks at sudden permanent discharges while avoiding the response of the block protection in a very short time in an operating condition that allows fast power delivery after the elimination of interference in the energy system.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to address a method and a circuit arrangement for carrying out the method by which the discharge of the power plant block can be detected and decided whether it is a brief by the effect of the network protection canceled or lasting relief, and secure in that the power plant block is disconnected from the grid with permanent discharge and transferred to the stand-alone island operation. To detect the sudden relief while occurring in the relief process acceleration of the turbo set is used. According to the invention, the signal derived from the acceleration is associated with an additional signal which is formed when a limit value of the current of the generator voltage regulator or an equivalent variable is exceeded. The output of this link, which represents the signal for a sudden permanent discharge (load shedding signal), is given in such a way existing on the power plant block controls that this is transferred to the own-demand island operation.

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.The additional signal is expediently derived directly from the controller as a result of the control deviation occurring in the generator voltage regulator during the discharge process. Only one positive control deviation (generator voltage> setpoint voltage) is used.

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.In order to have a clear switching state in isolated operation, the load shedding signal is additionally used for triggering the generator or machine circuit breaker associated with the block. The load shedding signal is made ineffective, provided that at the same time an excitation of the turbine quick-closing occurs.

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.Furthermore, the storage of the occurring load shedding signals is provided for securing and controllability of the operation. To carry out the method, a circuit arrangement is used which comprises a measuring device for detecting the rotational speed of the turbo set, which is connected via a differentiator to a limit value generator whose output is connected to one input of an AND gate, while the second input with a further limit value generator for the additional signal is coupled. The output of the AND gate is connected via an OR gate, which is acted upon triggering of the generator or machine circuit breaker with a further signal at a further AND gate which is also coupled to the switching device for the turbine quick-closing. The output of this AND gate which provides the load shedding signal is connected to the power plant block controls, including the block guards, the means for operating the generator circuit breaker and a storage means.

exemplary

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 desThe detailed explanation is made with reference to the drawing, which is a block diagram of a circuit arrangement for carrying out the method, in conjunction with the mode of action. With the measuring device 1, the turbine speed is detected. The downstream differentiating element 2 is a function of the acceleration occurring in the event of an event (discharge)

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.Turbogenerators and thus increasing the speed of a signal that is evaluated in the threshold value 3 in its size, which outputs an L signal when exceeding the set limit. The L signal acts on the AND gate 4. On the second input of this AND gate 4, the signal of the threshold value generator 5, which evaluates the current of the generator voltage regulator 6 acts. When the set limit value is exceeded, the threshold value generator 5 outputs an L signal to the AND gate 4. When the AND gate 4 at both inputs is occupied by L signals, it supplies an L signal to the OR gate 7. Im Downstream AND gate 8 is the query whether no triggering of the turbo set is activated via a quick-closing (SS) -Anregung 9. If this condition is not met, an L signal appears at the output of AND gate 8. This clearly indicates the sudden permanent discharge process (load shedding signal). In order to avoid uncontrolled mains switching states, the associated generator or machine circuit breaker 11 is triggered with the unloading signal. The feedback "switch case" acts on the OR gate 7. The discharge signal is further fed to the memory device 10.

List of used reference numbers

11 Meßeinrichtungmeasuring device 22 DifferenziergliedDifferentiator 33 GrenzwertbildnerGrenzwertbildner 44 UND-GliedAND gate 55 GrenzwertbildnerGrenzwertbildner 66 GeneratorspannungsreglerGenerator voltage regulator 77 ODER-GliedOR gate 88th UND-GliedAND gate 99 TurbinenschnellschlußTurbine trip 1010 Speichereinrichtungmemory device 1111 Schalteinrichtungswitching device

Claims

1. A method for securing the Inselbetriebsfahrweise a power plant block, which feeds into an electric power system in which the sudden acceleration due to disturbances on the energy discharge side outside the generator unit, the occurring acceleration of the turbo set is detected and serves as a load shedding signal for reversing the block in the island mode, characterized in that the signal derived from the acceleration is first associated with an additional signal which is formed when exceeding a predetermined size of the current of the generator voltage regulator or an equivalent size, and the output signal of this link is used as a load shedding signal.

2. The method according to item 1, characterized in that the additional signal is derived directly from the controller as a result of the control deviation occurring during the discharge process in the generator voltage regulator.

3. The method according to item 2, characterized in that only the positive control deviation is used for the formation of the additional signal.

4. The method according to item 1, characterized in that the load shedding signal is used in addition to the triggering of the block associated generator or machine circuit breaker.

5. The method according to item 1 and 4, characterized in that the load shedding signal is rendered ineffective with simultaneous excitation of the turbine quick-closing.

6. The method according to item 1, characterized in that the load shedding signal is stored.

7. Circuit arrangement for carrying out the method according to item 1 and 4, characterized in that for detecting the rotational speed of the turbo set, a measuring device (1) is provided, which is connected via a differentiating element (2) with a limit value generator (3) whose output to the one input of an AND gate (4), while the second input coupled to another Grenzwertbildner (5) for the additional signal and the output of the AND gate (4) via an OR gate (7), further with the Trigger signal of the generator or machine circuit breaker can be acted upon, to another AND gate (8) is guided, the input side also on the switching device for the turbine quick-closing (9) and the output side with the control devices of the power plant block and the switching device (11) for actuation the generator or machine circuit breaker is connected.

8. Circuit arrangement according to item 7, characterized in that the output of the load shedding signal supplied AND gate (8) to a memory device (10) is guided.