一种大型水电站调速器大故障判断系统及方法与流程

本发明涉及水电站调速器，尤其涉及一种大型水电站调速器大故障判断系统及方法。

背景技术：

1、大型水轮机调速器是调节水轮机转速的设备，是水轮发电机组重要附属设备之一，能使机组转速保持恒定并承担开机、正常停机、紧急停机、增减负荷等任务。目前，大型水轮发电机组的自动控制系统采用可编程逻辑控制器等数字设备组成现地控制单元来实现。调速器控制器是水轮机调速器控制系统的核心设备，对被控设备各个环节故障定位和判断至关重要，一旦故障定位和判断方法不科学或不完备，将会对大型水轮机组本身操作较大伤害，电网的安全稳定造成极大威胁，严重时可能导致系统低频振荡，甚至可能造成机组非计划停运，当调速器失控时可能造成机组转速飞逸，甚至存在水淹厂房的风险。目前调速器大故障判断策略不完善或未充分考虑调速器大故障出现的情况可能导致此类事故的发生，存在较大的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种大型水电站调速器大故障判断系统及方法，本发明可以有效防范水淹厂房事故的发生、重大人员伤亡和设备设施的损坏，提高了电网的安全稳定性。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种大型水电站调速器大故障判断方法，包括以下步骤：

4、包括以下步骤：

5、步骤1：大型水轮发电机组运行中，导叶接力器反馈故障模块检测到导叶接力器反馈故障信号动作，导叶接力器反馈故障模块输出动作信号与或门模块一输入相连；

6、步骤2：大型水轮发电机组运行中，导叶中位传感器故障模块检测到导叶中位传感器故障信号动作，导叶中位传感器故障模块输出动作信号与或门模块一输入相连；

7、步骤3：大型水轮发电机组运行中，液压系统故障模块检测到液压系统故障动作信号，液压系统故障模块输出动作信号与或门模块一输入相连；

8、步骤4：大型水轮发电机组运行中，主接跟随故障模块检测到主接跟随故障动作信号，主接跟随故障模块输出动作信号与或门模块一输入相连；

9、步骤5：大型水轮发电机组运行中，辅接跟随故障模块检测到辅接跟随故障动作信号，辅接跟随故障模块输出动作信号与或门模块一输入相连；

10、步骤6：大型水轮发电机组运行中，比例阀反馈故障模块检测到比例阀反馈故障信号动作，比例阀反馈故障模块输出动作信号与或门模块一输入相连；

11、步骤7：大型水轮发电机组运行中，切换阀故障模块检测到切换阀故障信号动作，切换阀故障模块输出动作信号与或门模块一输入相连；

12、步骤8：步骤1、步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6和步骤7的七个输出条件分别与或门模块一输入相连，任一条件满足动作后输出，或门模块一的输出与导叶大故障模块的输入相连，导叶大故障模块输出信号为导叶大故障动作信号，导叶大故障模块输出与或门模块二输入相连；

13、步骤9：调速器控制器运行中，调速器控制器心跳检测模块检测到调速器控制器cpu心跳故障信号动作，调速器控制器心跳检测模块输出动作信号与或门模块二输入相连；

14、步骤10：调速器控制器运行中，一号开关量输入模块检测到调速器控制器开关量输入模块1正常动作信号复归，一号开关量输入模块输出复归信号取非后再与或门模块三输入相连；

15、步骤11：调速器控制器运行中，n号开关量输入模块检测到调速器控制器开关量输入模块n正常动作信号复归，n号开关量输入模块输出复归信号取非后再与或门模块三输入相连；

16、步骤12：调速器控制器运行中，一号模拟量混合量模块检测到调速器控制器模拟量混合量模块1正常动作信号复归，一号模拟量混合量模块输出复归信号取非后再与或门模块三输入相连；

17、步骤13：调速器控制器运行中，n号模拟量混合量模块检测到调速器控制器模拟量混合量模块n正常动作信号复归，n号模拟量混合量模块输出复归信号取非后再与或门模块三输入相连；

18、步骤14：步骤10、步骤11、步骤12和步骤13的4个输出条件相或后输出，其中或门模块三输出与模块故障输入相连，模块故障输出信号为模块故障动作信号，模块故障输出与或门模块二输入相连；

19、步骤15：大型水轮发电机组运行中，测频通道故障模块检测到测频通道故障动作信号，测频通道故障模块输出动作信号与与门模块输入相连；

20、步骤16：机组并网态模块检测到机组并网态信号复归，即非并网态，机组并网态模块输出复归信号取非后与门模块输入相连；

21、步骤17：步骤15和步骤16的2个输出条件相与后输出，其中与门模块输出与或门模块二输入相连；

22、步骤18：步骤8、步骤9、步骤14和步骤17相或后输出，或门模块二输出与调速器大故障模块输入相连后输出，输出为调速器大故障动作信号。

23、进一步方案为，所述步骤1中，若连续5次扫描周期采样值大于越高限值或采样值小于越低限值且累计故障次数超过5次时则报导叶传感器断线故障，否则导叶传感器采样正常；同时通过当前导叶开度采样值与上一周期采样值差的绝对值大于第一设定值，满足时则开始计数，若连续5次扫描周期与上一周期导叶开度采样值差的绝对值大于第一设定值且累计故障次数超过5次时则报导叶传感器跳变故障，否则导叶传感器采样正常；当导叶传感器断线故障或导叶传感器跳变故障动作时均为导叶接力器反馈故障信号动作；第一设定值为导叶开度的1％。

24、进一步方案为，所述步骤2中，若连续5次扫描周期采样值大于越高限值或采样值小于越低限值且累计故障次数超过5次时则报导叶中位传感器断线故障，否则导叶中位传感器采样正常；同时通过当前导叶中位传感器采样值与上一周期采样值差的绝对值大于第二设定值，满足时则开始计数，若连续5次扫描周期与上一周期导叶中位传感器采样值差的绝对值大于第二设定值且累计故障次数超过5次时则报导叶中位传感器跳变故障，否则导叶中位传感器采样正常；当导叶中位传感器断线故障或导叶中位传感器跳变故障动作时均为导叶中位传感器故障信号动作；第二设定值为导叶中位行程的30％。

25、进一步方案为，所述步骤3中，当处于比例阀控制模式下比例阀给定值与比例阀反馈值差值的绝对值大于第三设定值时延时500毫秒输出液压系统故障动作信号；当处于步进电机控制模式下驱动器报警动作输出液压系统故障动作信号，驱动器报警信号为步进电机的现地驱动器元器件输出，通过硬接线的方式上送调速器控制器采集模块；第三设定值为比例阀行程的5％。

26、进一步方案为，所述步骤6中，若连续5次扫描周期采样值大于越高限值或采样值小于越低限值且累计故障次数超过5次时则报比例阀传感器断线故障，否则比例阀传感器采样正常；同时通过当前比例阀反馈采样值与上一周期采样值差的绝对值大于第四设定值，满足时则开始计数，若连续5次扫描周期与上一周期比例阀反馈采样值差的绝对值大于第四设定值且累计故障次数超过5次时则报比例阀传感器跳变故障，否则比例阀传感器采样正常；当比例阀传感器断线故障或比例阀传感器跳变故障动作时均为比例阀反馈故障信号动作；第四设定值为比例阀行程的5％。

27、本发明另一方面还提供了一种大型水电站调速器大故障判断系统，包括或门模块一，或门模块一的输入端与导叶接力器反馈故障模块检、导叶中位传感器故障模块、液压系统故障模块、主接跟随故障模块、辅接跟随故障模块、比例阀反馈故障模块、切换阀故障模块连接，或门模块一的输出与导叶大故障模块的输入相连，导叶大故障模块输出信号为导叶大故障动作信号，导叶大故障模块输出与或门模块二输入相连；

28、还包括或门模块三，或门模块三的输入端与开关量输入模块及模拟量混合量模块连接，开关量输入模块及模拟量混合量模块各设有若干个，或门模块三的输出与模块故障输入相连，模块故障输出信号为模块故障动作信号，模块故障输出与或门模块二输入相连；

29、还包括测频通道故障模块及机组并网态模块，测频通道故障模块及机组并网态模块与与门模块输入相连，与门模块输出与或门模块二输入相连；

30、或门模块二输出与调速器大故障模块输入连接。

31、本发明的有益效果在于：

32、本发明的一种大型水电站调速器大故障判断系统及方法，通过利用现有调速器控制器采集的模拟量、开关量等信号、适当增加程序条件判断、合理的流程来执行大型水电站调速器大故障判断逻辑，同时充分考虑调速器在运行过程中可能发生的大故障情况，避免出现策略不完善导致调速器控制器不能立即切换备用控制器或机手动运行方式下，进一步完善机组非停的风险策略，调速系统的安全性、经济性、实用性均得到了大幅提升，有效防范水淹厂房事故的发生、重大人员伤亡和设备设施的损坏，提高了电网的安全稳定性。