一种抽水蓄能机组sfc的启动控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路，该启动控制电路的电路结构简单，SFC启动抽水蓄能机组的整个过程也较为简单，因此控制流程也较为简单，在发生突发事故时易于及时快速的做出处理。包括：抽水蓄能机组、LCU5、SFC、励磁系统和监控系统；SFC与LCU5电连接，抽水蓄能机组与LCU5电连接，SFC与抽水蓄能机组电连接，SFC与励磁系统电连接，SFC与监控系统电连接，励磁系统与监控系统电连接，LCU5与监控系统电连接，抽水蓄能机组与监控系统电连接，抽水蓄能机组与励磁系统电连接。本实用新型主要用在抽水蓄能机组启动技术中。
【专利说明】一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及抽水蓄能机组启动【技术领域】，尤其涉及一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路。
【背景技术】
[0002]现有抽水蓄能电站一般采用背靠背、全压或降压等方式来拖动抽水蓄能机组的启动。全压和降压启动方式是机组直接(全压)或经阻抗或变压器(半压)并入电网，全压和降压启动方式适用于中小容量的机组，如果机组容量大，则并网时对电网和机组自身的冲击都较大。背靠背启动方式的电路结构较为复杂，使得顺控流程也较为复杂，如若发生突发事故时较难及时快速的做出处理。如果机组容量大，则必须采取减少冲击的“软”启动方式，目前最常用的是采用SFC(即静止启动变频器)来启动大容量的抽水蓄能机组，但目前SFC启动大容量抽水蓄能机组的控制过程比较复杂，如若发生突发事故时较难及时快速的做出处理。
实用新型内容
[0003]本实用新型是为了解决现有SFC启动大容量抽水蓄能机组的控制过程比较复杂，在发生突发事故较难及时快速做出处理的不足，提供一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路，该启动控制电路的电路结构简单，SFC启动抽水蓄能机组的整个过程也较为简单，因此控制流程也较为简单，在发生突发事故时易于及时快速的做出处理。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路，包括:抽水蓄能机组、IXU5、SFC、励磁系统和监控系统；SFC与IXU5电连接，抽水蓄能机组与IXU5电连接，SFC与抽水蓄能机组电连接，SFC与励磁系统电连接，SFC与监控系统电连接，励磁系统与监控系统电连接，LCU5与监控系统电连接，抽水蓄能机组与监控系统电连接，抽水蓄能机组与励磁系统电连接。
[0006]本方案中，SFC为静止启动变频器，IXU5为现地控制单元。本方案启动控制电路的电路结构简单，SFC启动抽水蓄能机组的整个过程也较为简单，因此控制流程也较为简单，在发生突发事故时易于及时快速的做出处理。本方案启动控制电路的启动控制电路为:
[0007](I)由监控系统给抽水蓄能机组的辅助设备发出启动的指令来启动抽水蓄能机组的辅助设备，所述抽水蓄能机组的辅助设备包括:推力轴承的高压注油泵、供水泵和传导轴承的油盆排油雾泵；
[0008](2)由监控系统给抽水蓄能机组的换相刀发出合刀指令，将换相刀合于抽水蓄能机组的电动机方向；由监控系统给抽水蓄能机组的机械制动器发出退出指令，让抽水蓄能机组机械制动器退出；由监控系统给LCU5的母线闸刀发出合闸指令，将母线闸刀合上；
[0009](3)由监控系统向IXU5发出SFC启动准备的指令，由IXU5和SFC共同完成抽水蓄能机组由SFC启动前的准备工作,所述抽水蓄能机组启动前的准备工作包括:
[0010](3.1)由IXU5打开SFC的输入变、输出变和功率柜的冷却水电动阀；
[0011](3.2)由IXU5给SFC发出上电指令，SFC的控制逻辑会自动合上SFC的谐波滤波器开关，并启动SFC的辅助设备；所述SFC的辅助设备包括:输入输出变油泵、去离子水泵、冷却风扇和外部冷却水电动阀；SFC的辅助设备启动后，SFC给LCU5发送SFC的辅助设备启动成功的信号；
[0012](3.3) SFC请求IXU5根据抽水蓄能电站的主变压器的运行状况来判断SFC合上的是哪一路输入开关，输入开关合上后，SFC便进入了热备用状态；
[0013](3.4) SFC向IXU5发出合上SFC输出开关的指令，然后通过IXU5向抽水蓄能机组发送SFC启动准备完成的信号；
[0014](4))由监控系统给抽水蓄能机组的被拖动闸刀发出合上指令，让抽水蓄能机组的被拖动闸刀合上，并开启抽水蓄能机组的迷宫环冷却水阀；
[0015](5)由监控系统向励磁系统发令使励磁系统进入SFC启动模式,励磁系统自动执行所述SFC启动模式的逻辑，并合上励磁变低压侧开关和灭磁开关，把励磁系统切换到恒励磁电流调节工作方式，同时把恒励磁电流设定值变为SFC启动所需的励磁电流值，然后向抽水蓄能机组发送励磁准备完成的信号；
[0016](6)抽水蓄能机组向SFC发出SFC启动的指令，SFC接到SFC发出的SFC启动的指令后立即向励磁系统发出释放令，此时励磁系统启动，给抽水蓄能机组加上励磁电流，同时给SFC发出励磁模式已释放的反馈信号，SFC收到该反馈信号后立即测量抽水蓄能机组的转子的初始位置，进而将抽水蓄能机组拖动起来；
[0017](7)当抽水蓄能机组转速大于抽水蓄能机组额定运行转速的10%时，则启动抽水蓄能机组调相压水控制逻辑，用高压气体将转轮室水位压低，使抽水蓄能机组在空气中旋转，减轻SFC的启动负荷；
[0018](8)当抽水蓄能机组转速大于抽水蓄能机组额定运行转速的90%，并且抽水蓄能机组的电压大于抽水蓄能机组额定运行电压的90%时，则使抽水蓄能机组进入自动准同期运行状态；抽水蓄能机组同时向调速器发送调相运行指令，使抽水蓄能机组的出口开关合上后进入抽水调相工况运行状态，抽水蓄能机组将SFC启动指令复归，SFC将闭锁输出电流后跳开输出开关，让SFC返回到热备用状态；如果在启动之前设定了 SFC启动抽水蓄能机组后转为冷备用状态，则SFC将发令LCU5跳开输入开关，并延时停止SFC的辅助设备，关闭外部冷却水电动阀；
[0019](9)由监控系统向IXU5发令拉开抽水蓄能机组的被拖动闸刀，由监控系统向励磁系统发出工作于无功调节模式的指令，并且向LCU5发令拉开启动母线闸刀的指令，至此完成SFC启动抽水蓄能机组的整个过程。
[0020]作为优选，还包括输入开关、输出开关和驱动母线，SFC和监控系统分别与输入开关电连接，输出开关与SFC电连接，驱动母线与输出开关电连接。这种电路结构简单，SFC启动抽水蓄能机组的整个过程也较为简单，因此控制流程也较为简单，在发生突发事故时易于及时快速的做出处理。
[0021]作为优选，还包括滤波器，输入开关和监控系统分别与滤波器电连接。滤波器为各次谐波滤波的电流速断和过电流保护，稳定性高。
[0022]作为优选，SFC包括:输入变、网桥、直流电抗器、机桥、隔离刀闸和输出变，输入开关、网桥分别与输入变电连接，机桥和网桥分别与直流电抗器电连接，机桥和输出开关分别与隔离刀闸电连接，输入变、网桥、直流电抗器、机桥、隔离刀闸和输出变分别与监控系统电连接。这种电路结构，连接关系简单，使得SFC启动抽水蓄能机组的整个过程也较为简单，因此控制流程也较为简单，在发生突发事故时易于及时快速的做出处理。
[0023]本实用新型能够达到如下效果:
[0024]1、本方案启动控制电路的电路结构简单，SFC启动抽水蓄能机组的整个过程也较为简单，因此控制流程也较为简单，在发生突发事故时易于及时快速的做出处理。
[0025]2、本方案的电路结构简单，使得该方案的电路安全性高，可靠性强、防护性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的一种电路原理连接结构示意框图。
[0027]图2是本实用新型的SFC的外部接口示意图。
[0028]图3是本实用新型的SFC、监控系统、励磁系统的相互联系示意图。
[0029]图4是本实用新型SFC、输入开关、滤波器、驱动母线和监控系统的一种电路原理连接结构示意框图。
【具体实施方式】
[0030]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0031]实施例一:本实施例的一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路，如图1所示，包括:抽水蓄能机组(100)、LCU5(200)、SFC(300)、励磁系统(400)和监控系统(500) ;SFC与LCU5电连接，抽水蓄能机组与LCU5电连接，SFC与抽水蓄能机组电连接，SFC与励磁系统电连接，SFC与监控系统电连接，励磁系统与监控系统电连接，LCU5与监控系统电连接，抽水蓄能机组与监控系统电连接，抽水蓄能机组与励磁系统电连接。参见图4所示，还包括输入开关
(11)、输出开关(17)和驱动母线(18)，SFC和监控系统分别与输入开关电连接，输出开关与SFC电连接，驱动母线与输出开关电连接。还包括滤波器(19)，输入开关和监控系统分别与滤波器电连接。SFC包括:输入变(12)、网桥(13)、直流电抗器(14)、机桥(15)、隔离刀闸
(16)和输出变(20),输入开关、网桥分别与输入变电连接,机桥和网桥分别与直流电抗器电连接，机桥和输出开关分别与隔离刀闸电连接，输入变、网桥、直流电抗器、机桥、隔离刀闸和输出变分别与监控系统电连接。
[0032]参见图3所示,该启动控制电路的启动控制方法包括如下步骤:
[0033](I)由监控系统给抽水蓄能机组的辅助设备发出启动的指令来启动抽水蓄能机组的辅助设备，所述抽水蓄能机组的辅助设备包括:推力轴承的高压注油泵、供水泵和传导轴承的油盆排油雾泵；
[0034](2)由监控系统给抽水蓄能机组的换相刀发出合刀指令，将换相刀合于抽水蓄能机组的电动机方向；由监控系统给抽水蓄能机组的机械制动器发出退出指令，让抽水蓄能机组机械制动器退出；由监控系统给LCU5的母线闸刀发出合闸指令，将母线闸刀合上；
[0035](3)由监控系统向IXU5发出SFC启动准备的指令，由IXU5和SFC共同完成抽水蓄能机组由SFC启动前的准备工作,所述抽水蓄能机组启动前的准备工作包括:
[0036](3.1)由IXU5打开SFC的输入变、输出变和功率柜的冷却水电动阀；
[0037](3.2)由IXU5给SFC发出上电指令，SFC的控制逻辑会自动合上SFC的谐波滤波器开关，并启动SFC的辅助设备；所述SFC的辅助设备包括:输入输出变油泵、去离子水泵、冷却风扇和外部冷却水电动阀；SFC的辅助设备启动后，SFC给LCU5发送SFC的辅助设备启动成功的信号；
[0038](3.3) SFC请求IXU5根据抽水蓄能电站的主变压器的运行状况来判断SFC合上的是哪一路输入开关，输入开关合上后，SFC便进入了热备用状态；
[0039](3.4) SFC向IXU5发出合上SFC输出开关的指令，然后通过IXU5向抽水蓄能机组发送SFC启动准备完成的信号；
[0040](4))由监控系统给抽水蓄能机组的被拖动闸刀发出合上指令，让抽水蓄能机组的被拖动闸刀合上，并开启抽水蓄能机组的迷宫环冷却水阀；
[0041](5)由监控系统向励磁系统发令使励磁系统进入SFC启动模式,励磁系统自动执行所述SFC启动模式的逻辑，并合上励磁变低压侧开关和灭磁开关，把励磁系统切换到恒励磁电流调节工作方式，同时把恒励磁电流设定值变为SFC启动所需的励磁电流值，然后向抽水蓄能机组发送励磁准备完成的信号；
[0042](6)抽水蓄能机组向SFC发出SFC启动的指令，SFC接到SFC发出的SFC启动的指令后立即向励磁系统发出释放令，此时励磁系统启动，给抽水蓄能机组加上励磁电流，同时给SFC发出励磁模式已释放的反馈信号，SFC收到该反馈信号后立即测量抽水蓄能机组的转子的初始位置，进而将抽水蓄能机组拖动起来。如果抽水蓄能机组转速在40秒钟之后还是小于抽水蓄能机组额定运行转速的I %时，则让抽水蓄能机组发出跳机指令，停止SFC对抽水蓄能机组的拖动。由IXU5给SFC发出上电的指令，当SFC收到IXU5发来的上电指令后，抽水蓄能机组就进入辅助设备起动过程和准备过程阶段；当辅助设备起动过程和准备过程结束后，SFC便处于热备用状态；当SFC收到被启动的抽水蓄能机组发来的SFC运行命令后，由SFC发出励磁释放指令，请求励磁系统加上励磁电流；收到励磁系统的励磁电流已经加入的信号时，SFC进入启动过程阶段，开始测量转子初始位置，并慢慢拖动抽水蓄能机组转动。
[0043](7)当抽水蓄能机组转速大于抽水蓄能机组额定运行转速的10%时，则启动抽水蓄能机组调相压水控制逻辑，用高压气体将转轮室水位压低，使抽水蓄能机组在空气中旋转，减轻SFC的启动负荷；
[0044](8)当抽水蓄能机组转速大于抽水蓄能机组额定运行转速的90%，并且抽水蓄能机组的电压大于抽水蓄能机组额定运行电压的90%时，则使抽水蓄能机组进入自动准同期运行状态；抽水蓄能机组同时向调速器发送调相运行指令，使抽水蓄能机组的出口开关合上后进入抽水调相工况运行状态，抽水蓄能机组将SFC启动指令复归，SFC将闭锁输出电流后跳开输出开关，让SFC返回到热备用状态；如果在启动之前设定了 SFC启动抽水蓄能机组后转为冷备用状态，则SFC将发令IXU5跳开输入开关，并延时停止SFC的辅助设备，关闭外部冷却水电动阀。SFC启动抽水蓄能机组分为低速运行阶段和高速运行阶段，使抽水蓄能机组平稳地产生从零到额定频率值的变频电源，同步拖动抽水蓄能机组进入抽水调相工况；由抽水蓄能机组调速器产生的5Hz测速信号来实现抽水蓄能机组低速运行阶段和高速运行阶段这两个阶段的切换，当抽水蓄能机组转速小于5Hz时，SFC工作于脉冲耦合阶段，当抽水蓄能机组转速大于5Hz时SFC工作于同步运行阶段；当抽水蓄能机组转速大于抽水蓄能机组额定运行转速的90%时，由监控系统启动抽水蓄能机组的同期装置，SFC进入同期调节模式阶段，SFC接收抽水蓄能机组的同期装置发来的频率增减信号，由SFC调节抽水蓄能机组转速直至并网；当SFC收到抽水蓄能机组开关合闸位置接点或者合闸继电器接点的信号后，SFC将闭锁输出电流，然后SFC跳开输出开关，SFC进入热备用状态，此时可以继续启动另外一台抽水蓄能机组；如果不需要启动另外一台抽水蓄能机组，LCU5则根据操作员的要求向SFC发令继续保持热备用状态或者进入冷备用状态。
[0045](9)由监控系统向IXU5发令拉开抽水蓄能机组的被拖动闸刀，由监控系统向励磁系统发出工作于无功调节模式的指令，并且向LCU5发令拉开启动母线闸刀的指令，至此完成SFC启动抽水蓄能机组的整个过程。
[0046]如图2所示，如果抽水蓄能机组共有四台发电机，其中I?4号机的发电机开关合闸位置接点或合闸继电器接点分别与SFC装置外部送入端的用于停止SFC的端口连接。I?4号机发出的SFC运行命令及励磁电流已经加入信号的接口端和IXU5发出的SFC上电令的接口端分别与用于启动SFC，当任一命令丢失时停止SFC的端口连接。4台机的同期装置发出的转速增减令的接口端和SFC输入、输出开关的分合闸位置接点分别与SFC装置外部送入端的对应接口连接。抽水蓄能机组的机组频率大于或小于5Hz信号的接口端与SFC装置外部送入端的用于切换SFC的工作阶段的端口连接。SFC装置的SFC送出端上的I?4号机励磁释放令接口分别与抽水蓄能机组I?4号机的励磁端连接。在SFC装置的SFC送出端上设有I?4号机励磁释放令的接口，SFC可用的接口，SFC准备好的接口，SFC报警的接口，SFC跳闸的接口，输入开关合闸令的接口，输入开关分闸令的接口，输出开关合闸令的接口，输出开关分闸令的接口。这些接口分别与抽水蓄能机组上对应的接口连接。
[0047]本实施例启动控制电路的电路结构简单，SFC启动抽水蓄能机组的整个过程也较为简单，因此控制流程也较为简单，在发生突发事故时易于及时快速的做出处理。该实施例的电路结构简单，使得该方案的电路安全性高，可靠性强、防护性好。
[0048]上面结合附图描述了本实用新型的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。
【权利要求】
1.一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路，其特征在于，包括:抽水蓄能机组、IXU5、SFC、励磁系统和监控系统；SFC与IXU5电连接，抽水蓄能机组与IXU5电连接，SFC与抽水蓄能机组电连接，SFC与励磁系统电连接，SFC与监控系统电连接，励磁系统与监控系统电连接，LCU5与监控系统电连接，抽水蓄能机组与监控系统电连接，抽水蓄能机组与励磁系统电连接。
2.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路，其特征在于，还包括输入开关、输出开关和驱动母线，SFC和监控系统分别与输入开关电连接,输出开关与SFC电连接，驱动母线与输出开关电连接。
3.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路，其特征在于，还包括滤波器，输入开关和监控系统分别与滤波器电连接。
4.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组SFC的启动控制电路，其特征在于，SFC包括:输入变、网桥、直流电抗器、机桥、隔离刀闸和输出变，输入开关、网桥分别与输入变电连接，机桥和网桥分别与直流电抗器电连接，机桥和输出开关分别与隔尚刀闸电连接，输入变、网桥、直流电抗器、机桥、隔离刀闸和输出变分别与监控系统电连接。
【文档编号】H02P1/54GK203942470SQ201420311200
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】王青亚, 杨文道 申请人:国家电网公司, 国网新源控股有限公司, 华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司