一种用于汽轮发电机自动并网方法及系统与流程

1.本发明属于工业自动化系统领域，尤其涉及一种用于汽轮发电机自动并网方法及系统。


背景技术：

2.在火电厂汽轮发电机并网过程中，需要统筹汽轮发电机、灭磁保护装置、励磁装置、同期装置的协同，才能完成并网过程，其中人员操作流程复杂，且容易忽略部分前提条件误操作。
3.现有技术中，采用控制模块和发电机本体，控制模块包括控制器以及控制器连接的检测单元、灭磁开关、励磁装置和同期装置，还包括过载保护装置，过载保护装置包括保护电路，保护电路上设有第一电流传感器、过流保护器和直流变换器，过载保护装置还包括手动切断控制装置，手动切断控制装置包括连接于保护电路上的固定触点和活动触点，保护电路在固定触电与活动触点之间断开。
4.因此现有技术存在以下缺点：只是简单地将并网相关灭磁、励磁、同期装置作了自动化改造，未实现真正意义上的一键并网功能，且未包含并网后的初负荷调节以及无功功率调节。


技术实现要素：

5.本发明的技术目的是提供一种用于汽轮发电机自动并网方法及系统，以实现一键并网及无功功率调节，提高发电效益，减少人员操作，缩短并网耗时，降低误操作可能的技术效果。
6.为解决上述问题，本发明的技术方案为：
7.一种用于汽轮发电机自动并网方法，包括如下步骤：
8.判断启动条件，若满足则开启并网；
9.依次启动励磁装置、灭磁装置和同期装置进入工作状态；
10.若均正常工作，则通过同期装置向deh模块发送同期允许指令，进而自动调整汽轮发电机转速以适应电网频率，待达到同期条件后，将汽轮发电机并入电网；
11.提高高调门预设的阀位，判断有功功率，若未达到预定初负荷则继续提高阀位，拉升有功功率，直至达到预定初负荷；
12.判断汽轮发电机的无功功率，若为负数，则发送脉冲指令至励磁装置增磁，直至无功功率为正数，完成自动并网。
13.具体地，启动条件包括汽轮发电机转速位于额定转速内，灭磁装置的保护压板处于断开状态，同期装置处于自动准同期模式，励磁装置处于自动模式和恒定功率因素状态，灭磁装置、同期装置和励磁装置均无报警。
14.其中，额定转速为2993至3007转。
15.具体地，启动励磁装置进入工作状态具体包括如下步骤，
16.启动励磁装置投入励磁，若15秒后励磁装置无报警，且三相电压在10-10.5kv范围内，则进入启动灭磁装置步骤，否则暂停并检查励磁装置。
17.具体地，启动灭磁装置进入工作状态具体包括如下步骤，
18.闭合灭磁装置的保护压板，并接收保护压板闭合指令后，对灭磁装置的报警信号进行自动清除，若无法清除则暂停并检查灭磁装置，直至所有报警信号清除后进入启动同期装置步骤。
19.具体地，启动同期装置进入工作状态具体包括如下步骤，
20.对同期装置的报警信号进行自动清除，若无法清除则暂停并检查同期装置，直至所有报警信号清除后，通过同期装置向deh模块发送同期允许指令。
21.其中，脉冲指令为300ms。
22.一种用于汽轮发电机自动并网系统，包括
23.控制模块、励磁装置、灭磁装置、同期装置和deh模块；
24.控制模块分别与励磁装置、灭磁装置、同期装置和deh模块信号连接，用于依次启动励磁装置、灭磁装置和同期装置进入工作状态；若均正常工作，则通过同期装置向deh模块发送同期允许指令，进而自动调整汽轮发电机转速以适应电网频率，待达到同期条件后，将汽轮发电机并入电网；提高高调门预设的阀位，判断有功功率，若未达到预定初负荷则继续提高阀位，拉升有功功率，直至达到预定初负荷；判断汽轮发电机的无功功率，若为负数，则发送脉冲指令至励磁装置增磁，直至无功功率为正数，完成自动并网；
25.励磁装置受控于控制模块用于为汽轮发电机提供工作磁场；
26.灭磁装置受控于控制模块用于保护汽轮发电机；
27.同期装置受控于控制模块用于检测并网点两侧的电网频率、电压幅值和电压相位，以实现并网；
28.deh模块受控于控制模块用于调整汽轮发电机转速。
29.具体地，启动条件包括汽轮发电机转速位于额定转速内，灭磁装置的保护压板处于断开状态，同期装置处于自动准同期模式，励磁装置处于自动模式和恒定功率因素状态，灭磁装置、同期装置和励磁装置均无报警。
30.具体地，控制模块向励磁装置发出指令，启动励磁装置投入励磁，若15秒后励磁装置无报警，且三相电压在10-10.5kv范围内，则进入启动灭磁装置步骤，否则暂停并检查励磁装置；
31.控制模块向灭磁装置发出指令，闭合灭磁装置的保护压板，控制模块接收到保护压板闭合指令后，对灭磁装置的报警信号进行自动清除，若无法清除则暂停并检查灭磁装置，直至所有报警信号清除后进入启动同期装置步骤；
32.控制模块向同期装置发出指令，对同期装置的报警信号进行自动清除，若无法清除则暂停并检查同期装置，直至所有报警信号清除后，通过同期装置向deh模块发送同期允许指令。
33.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
34.本发明用于解决汽轮发电机在并网和功率调整过程中的繁琐人工操作，可以在最快的时间内安全有效的完成并网发电目标。且自动完成无功功率调整，增加有功功率输出，
提高发电效率。该流程包括一键并网控制系统，以此为核心协调控制励磁、灭磁、同期、deh系统完成并网流程。
35.本发明在一键并网流程中还包括初负荷和自动调整无功功率，比现有其它技术更先进；自动调整初负荷，减少逆功率情况发生；自动调整无功功率，减少线路损耗，提高发电机有功功率输出，增加发电效益。
附图说明
36.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
37.图1为本发明的一种用于汽轮发电机自动并网方法的流程图；
38.图2为本发明的一种用于汽轮发电机自动并网方法的整体流程图；
39.图3为本发明的一种用于汽轮发电机自动并网系统的显示界面图。
具体实施方式
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
41.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
42.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种用于汽轮发电机自动并网方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
43.实施例1
44.参看图1和图2，本实施例提供一种用于汽轮发电机自动并网方法，包括如下步骤：
45.首先在步骤s1中，判断是否满足启动条件，只有当所有启动条件均满足后才允许开启并网，即点击一键并网按钮。具体地，启动条件包括汽轮发电机转速位于额定转速内，额定转速为3000正负7转范围内。灭磁装置的保护压板处于断开状态，同期装置处于自动准同期模式，励磁装置在自动模式并处于恒定功率因素状态，灭磁装置、同期装置和励磁装置均无报警。
46.然后在步骤s2通过控制模块发出开关指令，依次启动励磁装置、灭磁装置和同期装置使之进入工作状态。启动励磁装置投入励磁，若15秒后励磁装置无报警，且三相电压在10-10.5kv范围内，则进入下一步骤，否则暂停下一步的操作，发出报警并指引人工对励磁装置进行检查。闭合灭磁装置的保护压板，并接收保护压板闭合指令后，则进入下一步骤，否则暂停下一步的操作，发出报警并指引人工对灭磁装置进行检查。然后对灭磁装置的报警信号进行自动清除，若无法清除则暂停程序并请求人工检查灭磁装置，直至所有报警信号清除后进入下一步骤。对同期装置的报警信号进行自动清除，若无法清除则暂停程序并
请求人工检查同期装置，直至所有报警信号清除后，进入下一步。
47.接着，在步骤s3中，通过同期装置向deh模块发送同期允许指令。若上述各装置皆无报警，且deh模块收到同期允许指令，则进入下一步，否则暂停并人工进行检测原因。进而deh模块进入同期模式，同期装置开启同期增减模式，自动调整汽轮发电机转速以适应电网频率，待达到同期条件后，将汽轮发电机并入电网。一般这个过程在20秒内完成，完成后进入步骤s4.
48.进而，在步骤s4中，自动提高高调门预设的阀位(一般为6％，该值根据实际情况调整)，并带初负荷。判断有功功率，若未达到预定初负荷则继续提高阀位，拉升有功功率，直至达到预定初负荷后进入下一步骤。
49.最后，在步骤s5中，判断汽轮发电机的无功功率，若为负数，则发送300ms脉冲指令至励磁装置进行增磁，直至无功功率为正数，至此完成自动并网。
50.实施例2
51.参看图3，本实施例提供一种用于汽轮发电机自动并网系统，搭载并执行如实施例1所述的用于汽轮发电机自动并网方法，包括控制模块、励磁装置、灭磁装置、同期装置和deh模块。
52.控制模块分别与励磁装置、灭磁装置、同期装置和deh模块信号连接，用于对上述装置以及模块进行控制以完成自动并网。在控制模块实施自动并网之前需要判断启动条件，若满足则开启一键自动并网，启动条件是否符合可从与控制模块关联的前端控制板清楚看到。具体地，启动条件包括汽轮发电机转速位于额定转速内，灭磁装置的保护压板处于断开状态，同期装置处于自动准同期模式，励磁装置处于自动模式和恒定功率因素状态，灭磁装置、同期装置和励磁装置均无报警。
53.具体实施过程如下，控制模块发出开关量指令至励磁装置，励磁装置投入励磁。控制模块还会对励磁装置进行监控，若15秒后励磁装置无报警，且三相电压在10-10.5kv范围内，则继续，否则暂停并指引人工检查励磁装置。其中，励磁装置用于向发电机定子提供定子电源，为发电机提供工作磁场的装置。
54.接着，控制模块向灭磁装置发出开关量指令，使灭磁装置的保护压板闭合。成功闭合后，会对控制模块反馈保护压板闭合指令，若控制模块成功接收到则继续，否则暂停并请求检查。接着，控制模块向灭磁装置发出清除指令，使灭磁装置的报警信号进行自动清除，若无法清除则暂停并检查灭磁装置，直至所有报警信号清除后继续。其中，灭磁装置为灭磁保护装置，把发电机转子励磁绕组中的磁场储能迅速消耗掉以保护发电机的装置。
55.然后，控制模块向同期装置发出清除指令，对同期装置的报警信号进行自动清除。若存在无法清除的报警信号则暂停并检查同期装置，直至所有报警信号清除后，转至下一步。其中，同期装置用于检测并网点两侧的电网频率、电压幅值、电压相位是否达到条件，以辅助手动并网或实现自动并网的装置。自动准同期模式为同期装置自动监视电压差、频率差，分析计算出合适的同期时刻并提前一个导前时间发出合闸命令确保在理想的角度完成同期并网，区别于手动同期模式。
56.在控制模块的控制下，同期装置发送同期允许信号给deh模块。若此时励磁、同期、灭磁装置皆无报警，且deh模块收到同期允许指令则继续，否则暂停并人工检查报警原因。deh模块进入同期模式，同期装置开启同期增减模式。此时deh模块将自动调整汽轮发电机
转速以适应电网频率，当达到同期条件后，同期装置将发电机接入电网。一般这个过程在20秒内完成，控制系统将接收到发电机出口开关已并网的信号。若未完成，则需要人工检查同期装置和deh模块。然后，控制模块向deh模块发出指令，使其自动提高一定高调门的阀位(一般为6％，该值根据实际情况调整)，并带初负荷。若发电机有功功率未达到预定初负荷，则继续发出指令使得deh模块继续提高阀位，拉升有功功率，直至达到预定初负荷后转入下一步。控制模块检查发电机的无功功率，若为负数，则发出300ms脉冲指令给励磁系统，使其增磁，直到检测出来的无功功率为正数。当控制系统的前端控制板显示成功并网带有初负荷，说明调整无功功率完成，至此一键并网功能完成。
57.其中，deh模块为汽轮机数字电液控制模块，在并网时具有根据同期指令调整汽轮机转速功能。高调门为汽轮发电机的进汽调节门，通过对该调门的控制实现对机组发电负荷的控制。
58.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。