平均缸温是否小于660°C或降到某温度值，如果否，分闸，声光报警并关闭K30流量阀，紧急停机；如果是，则气体机发动机监控装置收回降功率信号，恢复正常运行；单列增压空气压力多20KPa时，本列的单缸缸温高于本列的平均缸温100°C以上，延时5s，气体机发动机安全保护装置发出降功率信号，功率降到功率管理装置设定值后，延时10s，再次判断单缸排温是否高于单列平均缸温100°C及以上，如果是，分闸，发出声光报警并关闭K30流量阀，紧急停机；如果否，则气体机发动机监控装置收回降功率信号，恢复正常运行；单列增压空气压力多20KPa时，本列的单缸缸温低于本列的平均缸温100°C时，单缸点火可能失败，其他缸点火能量发生变化，易引起爆震，此时发出声光报警信号，提示巡检人员尽快排除故障； (3、对气体机发动机控制的方法； ⑴、在点火系统中，处理模块根据发动起动、空载、部分负载、满载运行工况对点火提前角进行实时调整，控制燃气机组的起动、运行稳定性； ⑵、处理模块通过测量空气和混合气的流量来计算出空燃比值，通过外部设定固定空燃比设定值，实时针对燃气热值、燃气浓度变化以及燃气机组转速，负载等运行工况变化自动进行精确补偿，控制当前发动机的空燃比值以满足机器对空燃比实际的需求； ⑶、处理模块通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整，完成对气体机的调速； ⑷、处理模块监测气体机内的非控制燃烧过程，在燃烧室内产生高频压力震荡，输出爆震严重等级信息开关量信号，用于气体机报警或控制停车； (5)、爆震的控制，是从四个阶段进行保护控制: 普通报警，当爆震控制器检测到敲缸频率出现异常时，达到设定的普通报警阶段时，控制器会发出报警信号，提醒巡检人员尽快采取有效措施，防止爆震级别进一步的上升； 轻微爆震，若爆震程度由普通报警阶段升至轻微爆震阶段时，爆震控制器，发出声光报警，同时通过CAN总线与点火控制器进行联动，调整点火提前角，爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度，形成闭环保护；若爆震程度降低，则继续调整点火提前角，直到爆震消失，停止调整； 若爆震程度上升，则进入降低负荷保护阶段；降低负荷，若爆震程度由轻微爆震阶段升至降低负荷阶段时，爆震控制器，发出声光报警，同时通过CAN总线与点空燃比控制器、气体机发动机安全保护装置进行联动，空燃比控制器会根据标定的MAP及PID对空燃比进行调整，气体机发动机安全保护装置发出降功率信号，爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度，形成闭环保护，若爆震程度降低，则继续调整空燃比、继续降功率直到爆震消失，停止调整；若爆震程度上升，则进入紧急停机保护阶段； 紧急停机，若爆震程度经过点火提前角的调整、空燃比的调整、负荷的降载一系列保护动作后，无明显降低时，爆震控制器给气体机发动机安全保护装置发出紧急停机信号，气体机发动机安全保护装置会立即控制机组分闸、紧急停机，防止爆震对发动机的严重破坏；(4、气体机发动机辅助控制方法，分为垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制和冷却水系统温度自动控制； A.对垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制: ⑴、在气体发动机停机备用状态下，该装置自动定时控制电动滑油输送栗运转，为气体发动机主轴瓦、汽缸套运动部件注入润滑油对其进行预润滑； ⑵、在气体发动机由运行状态转为停止状态后，该装置自动控制电动滑油输送栗运转，对滑油进行强制循环，起到对机体内部主要运动部件降温的功能； ⑶、在气体发动机运行状态下，对该装置的自动滑油脱硫置换工作进行初始化，通过监控装置定时器自动投入运行，使滑油脱硫置换按照所需时间间隔断续的投入运行；当滑油脱硫置换投入运行的同时自动控制电动三通阀全部打开，使滑油全部经过滑油脱硫装置再回入气体发动机油底壳的气体机润滑油存储部位，滑油脱硫置换退出同时自动控制电动三通阀全部关闭，即滑油不经过滑油脱硫装置； ⑷、在气体发动机油底壳安装滑油液位低检测装置，判断滑油脱硫置换投入自动运行逻辑时滑油液位是否过低，如果滑入口油液位低则停止，滑油脱硫置换，直到滑油液位恢复正常后，再投入滑油脱硫置换； (5)、通过测量气体发动机入口滑油压力:进入气体发动机油底壳前的管路处压力，若气体发动机入口滑油压力低于压力第一设定值，延时后，暂停滑油脱硫置换，气体发动机入口滑油压力低报警并通讯至远端提示操作人员，当气体发动机入口滑油压力高于压力第二设定值，延时后，恢复滑油脱硫置换功能； (6)、过测量气体发动机入口滑油流量即进入气体发动机油底壳前的管路处流量，如果入口滑油流量低则停止，滑油脱硫置换，直到入口滑油流量恢复正常后，再投入滑油脱硫置换； B、对冷却水系统温度自动控制，采用启闭气体发动机电动三通阀的角度、冷却风机的数量，控制气体发动机的冷却水温度； 气体发动机冷却水温度上升过程的控制: 机组运行成功后，自动控制开启冷却水循环栗； 气体发动机冷却水温度检测装置实时检测气体发动机冷却水温度； ⑶、气体发动机冷却水温度低于温度第一设定值，保持电动三通阀处于关闭状态，使发动机冷却水全部处于内循环状态，保证气体发动机冷却水温度可快速达到气体发动机高效运行所需温度； ⑷、若气体发动机冷却水温度高于温度第一设定值，自动开启电动三通阀的开启角度至总行程的30% ; (5)、若气体发动机冷却水温度高于温度第二设定值，自动增大电动三通阀的开启角度至总行程的60% ； (6)、若气体发动机冷却水温度高于温度第三设定值，自动增大电动三通阀的开启角度至总行程的100% ； (7)、若气体发动机冷却水温度高于温度第四设定值，自动起动一组冷却风机； (8)、若气体发动机冷却水温度高于温度第五设定值，自动再起动一组冷却风机； (9)、若气体发动机冷却水温度高于温度第六设定值，气体发动机冷却水温度高报警通讯至远端提示操作人员检查，同时降低机组50%的功率，延时后，若气体发动机冷却水温度仍高于温度第六设定值，机组自动卸载所有功率并停机； 冷却水温度下降过程的控制: ⑴、机组正常运行，若气体发动机冷却水温度低于温度设定值5，自动停止一组冷却风机； ⑵、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值4，自动再停止一组冷却风机； ⑶、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值3，自动将电动三通阀的开启角度由总行程的100%降至60% ； ⑷、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值2，自动将电动三通阀的开启角度由总行程的60%降至30% ； (5)、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值1，自动关闭电动三通阀； (6)、当发动机停止运行，延时冷却，关闭循环水栗； (7)、通过测量气体发动机冷却水压力，若气体发动机冷却水压力低于压力设定值1，延时后，气体发动机冷却水压力低报警并通讯至远端提示操作人员； ⑶、若气体发动机冷却水压力低于压力设定值2，延时后，气体发动机冷却水压力过低报警并通讯至远端提示操作人员，同时自动卸载机组所有功率并停机； 3)所述的垃圾填埋气体发电机配电管理控制，包括:高压输配电、低压输配电、辅助低压输配电、功率管理、电量综合保护、发电机机组配电保护； I)、高压输配电对机组一次系统进行的监测； 对机组进线装置一次系统进行的监测； (1)在高压输配电装置内，分别在发电机内部和中性点各安装一组差动保护用互感器，根据“电路中流入节点电流的总和等于零”的原理，当监测两者之间的电流出现不平衡，差动继电器动作测量互感器要求精度等级为0.5 ; (2)在发电机出口端安装一组电压互感器PT，将1KV高压转换成二次回路供电的工作电源，电压互感器要求满足继电保护和仪表运行需要，精度等级为0.2 ; 对机组高压PT部分一次系统进行的监测； (1)电压互感器按照星形接法连接，一次侧中性点接地，用于电压数据采集并起到继电保护的作用； (2)以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，设置母排带电指示灯，提示安全设置； (3)设置避雷装置，用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值； 对机组总出线和用户侧进线部分一次系统进行的监测； (1)在总出线和用户侧进线端设置一组零序电流互感器，用于零序电流的监测，当各相电流矢量和不等于零接地故障报警； (2)在总出线和用户侧进线端设置一接地刀闸开关，送电前拉开，检修时投入，避免误操作和出现“带地线送电”的恶性事故； (3)为在总出线和用户侧进线端设置防雷装置，避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值； (4)在总出线和用户侧进线端设置母排带电指示灯，以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，是提示性安全设置； (5)在总出线和用户侧进线端设置测量互感器，实时监测本段母线上的电流值；设置保护互感器，用于保护装置对电流监测； 2)低压输配电装置对总出线和用户侧进线进行的工作； 总出线通过零序、测量和保护电流互感器，经低压空气断路器总分至用户各用电回路，用户侧进线通过测量和保护互感器，经低压空气断路器为电缆室、仪表室提供照明电源和温控器、手车室加热器、电缆室加热器、避雷器设备提供工作电源； 3)、辅助低压输配电:包括机组设备低压配电电源供电控制，根据需求进行手动、自动控制至处理模块，对控制模块进行对应设备控制及运行、故障、报警指示；机组设备低压配电电源供电控制可手动和遥控控制打开或关闭； 4)、功率管理，包括:发电机组功率输出控制的设定恒定功率和功率均分的方法； 设定恒定功率方法: ⑴机组功率管理装置选择处于设定恒定功率模式； ⑵功率管理控制器根据需要，通过远端计算机监控系统软件对应功率设定栏，填写输出功率目标值，计算机通过通讯传送给功率管理控制器； ⑶功率管理控制器根据功率目标值，监测发电机与负载端的电压，电流变化值，反馈计算当前功率值，通过实时对比，通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制； ⑷气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制，气体机组升速即发电输出功率增加；降速即发电输出功率减小；控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值； 功率均分方法: ⑴机组功率管理装置选择处于功率均分模式； (2)功率管理控制器根据负载管理分配的机组应发出的功率额度； ⑶功率管理控制器进行在线电站数量识别且实时核实对比，将机组预发功率额度进行在线机组功率均分，将均分的功率目标值分别共享给在线机组功率管理控制器； ⑷功率管理控制器根据功率目标值，监测发电机与负载端的电压，电流变化值，反馈计算当前功率值，通过实时对比，通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制； (5)气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制，气体机组升速即发电输出功率增加；降速即发电输出功率减小；控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值； 5)、电量综合保护，包括:对垃圾填埋气体机组配电保护装置差动保护、接地保护、过流保护、过负荷保护、欠压保护； 对垃圾填埋气体机组配电保护装置差动保护 (I )、米集模块米集发电机电流； (2)、处理模块对采集数据进行处理； (3)、当任一相发电机端保护电流与同相中性测保护电流矢量和不为零时，处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块，垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块，垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机停机装置实现停机；处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置； 垃圾填埋气体机组配电保护装置接地保护: (1)、机组运行状态下，采集模块对发电机零序电流进行监测； (2)、处理模块对采集数据进行处理； (3)、当零序电流大于零序保护动作电流整定值且通过时间大于零序保护动作时间整定值时，处理模块输出报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置； 垃圾填埋气体机组配电保护装置过流保护: (1)、机组运行状态下，采集模块对发电机端电流进行采集； (2)、处理模块对采集数据进行处理； (3)、当电流大于过流保护动作电流整定值且通过时间大于过流保护动作时间整定值时，处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置； 垃圾填埋气体机组配电保护装置过负荷保护； (1)、机组运行状态下，米集模块对机端电流进行米集； (2)、处理模块对采集数据进行处理； (3)、当最大电流大于过负荷护动作电流整定值且通过时间大于过负荷保护动作时间整定值时，处理模块输出过负荷信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块，垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出降速信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块，垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机调速装置实现降速；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置； 垃圾填埋气体机组配电保护装置欠压保护； (1)、机组运行状态下，采集模块对母线电压进行采集； (2)、处理模块对采集数据进行处理； (3)、当母线电压小于过欠压护动作电压整定值且通过时间大于欠压保护动作时间整定值，处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置； 4)所述的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控方法:采用的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置4，是通过通信管理机把电站多台机组的机旁监控系统通过通信协议连接起来，即采用通信管理机作为机组数据集中采集管理，配置每一个端口 Modbus RTU主从通信协议与垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置一一对应通信，将垃圾填埋气体发电机组电站中多台机组的垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置与通信管理机连接构成数据采集；配置通信管理机的以太网口为Modbus TCP sever模式，把都到的数据通过Modbus TCPsever协议格式发送到局域网或是互联网中，即以数据采集模块、数据显示模块、数据后台处理模块、系统配置模块设计模式，实现多台机组运行数据实时采集、显示、记录存储检索、互联网或局域网网络共享，以及运行状态反馈控制的功能。
【专利摘要】本发明涉及垃圾填埋气发电机组电站技术领域，公开一种垃圾填埋气体发电机组监控系统及方法，采用的垃圾填埋气体发电机组监控系统包括垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置、垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置。本发明能够实现对电站各组成系统进行实时监测并作出合理的电气控制，将电站的各系统工作状态，实时通过通讯传送至远端计算机监控装置，进行远程监控及工作状态数据记录等。
【IPC分类】H02J13/00, H02H7/06, H02H7/22, G05B19/042, F02D19/02, F02B43/10, G05B19/048
【公开号】CN105226613
【申请号】CN201510691976
【发明人】徐大伟, 程胜革, 杨斌, 李刚, 杨迅
【申请人】河南柴油机重工有限责任公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月23日