CN103615322B - Trt机组超速控制***及其超速控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TRT机组超速控制***，发电机负荷三相电流信号比较单元接收发电机负荷三相电流信号，将发电机负荷三相电流信号与比较设定值进行比较，比较结果作为发电机出线电流信号送入甩负荷逻辑判断单元；联络断路器位置信号输入单元用于接收发电机联络断路器位置信号，并发送到甩负荷逻辑判断单元；甩负荷逻辑判断单元用于比较发电机联络断路器位置信号与所述发电机出线电流信号，在满足动作条件时向所述透平机控制***发送动作信号；透平机控制***用于接收到所述动作信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作；透平机快切阀用于切断透平机煤气来源。本发明还公开了一种TRT机组超速控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机控制技术，具体说，涉及一种TRT机组超速控制***及其超速控制方法。
背景技术
高炉煤气透平余压发电***(简称TRT)，是利用高炉煤气产生的压力能及热能通过透平机膨胀做功驱动发电机发电的一种能量回收装置。发电机经联络断路器与上级变电所10.5KV***并网运行，当TRT运行时，发电机向电网输送电能。
目前，TRT***存在如下问题：
TRT透平发电机组一般并网于10.5KV***母线上，经变电所与工业电网相连，10.5KV网系冶金企业动力变网，故障率较高，跳电故障频繁。TRT透平发电机组***侧高压联络柜跳电后，机组出现甩负荷超速，当保安***机械飞锤达到临界动作值时，透平机煤气来源才被快切阀切断。透平机煤气切断后，其惯性能量仍没有完全释放完成，转速将继续上升，直至能量消耗掉。机组超速后会引起振动、转子叶片疲劳脱落、发电机出口电压升高等问题。透平发电机组曾由于供电变电所短期内多次出现***侧高压撤回引起机组超速停机事故，同时引发了运行中转子叶片脱落，造成透平主机、发电机、励磁机严重损坏，直接经济损失几百万元。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种TRT机组超速控制***，可有效提高TRT机组的单机发电量，延长TRT机组运行周期。
技术方案如下：
一种TRT机组超速控制***，包括发电机负荷三相电流信号比较单元、联络断路器位置信号输入单元、甩负荷逻辑判断单元、透平机控制***和透平机快切阀，其中
发电机负荷三相电流信号比较单元，接收发电机负荷三相电流信号，用于将所述发电机负荷三相电流信号与比较设定值进行比较，比较结果作为发电机出线电流信号送入所述甩负荷逻辑判断单元；
联络断路器位置信号输入单元，用于接收发电机联络断路器位置信号，并将所述发电机联络断路器位置信号发送到甩负荷逻辑判断单元；
甩负荷逻辑判断单元，用于比较所述发电机联络断路器位置信号与所述发电机出线电流信号，在所述发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号都满足动作条件时向所述透平机控制***发送动作信号；
透平机控制***，用于接收到所述动作信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作；
透平机快切阀，用于切断透平机煤气来源，防止了发电机组甩负荷故障引起的透平机的超速飞车事故。
进一步：所述发电机负荷三相电流信号比较单元包括发电机电流比较设定单元、A相电流输入单元、B相电流输入单元、C相电流输入单元、A相电流比较器、B相电流比较器、C相电流比较器、电流信号逻辑判断单元和电流信号比较输出单元；其中
发电机电流比较设定单元，用于存放比较设定值；
A相电流输入单元、B相电流输入单元、C相电流输入单元用于分别引入发电机负荷三相电流信号，所述A相电流输入单元将A相电流发送到所述A相电流比较器，B相电流输入单元将B相电流发送到所述B相电流比较器，C相电流输入单元将C相电流发送到所述C相电流比较器；
A相电流比较器、B相电流比较器和C相电流比较器用于分别将A相电流、B相电流、C相电流分别和所述比较设定值进行比较，比较结果发送到所述电流信号逻辑判断单元；
电流信号逻辑判断单元，用于判断发电机各相负荷电流水平是否在正常范围内，并将比较结果作为所述发电机出线电流信号通过所述电流信号比较输出单元发送到所述甩负荷逻辑判断单元。
进一步：所述比较设定值按发电机额定电流5～10％进行设定。
进一步：当所述A相电流、B相电流和C相电流分别大于所述比较设定值时，判断发电机各相负荷电流水平在正常范围内，表明联络断路器闭合，所述电流信号比较输出单元单独逻辑字为1，说明发电机正常运行；如果所述电流信号比较输出单元输出信号为0说明发电机电流消失，判断出现了甩负荷。
进一步：所述甩负荷逻辑判断单元的结构包括甩负荷判断比较器和逻辑输出单元，其中
甩负荷判断比较器，用于将所述发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号再次进行逻辑比较，比较后的动作信号送入逻辑输出单元；
逻辑输出单元，用于将所述动作信号生成控制信号，并将所述控制信号送入所述透平机控制***，所述透平机控制***接收到控制信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作。
本发明所解决的另一个技术问题是提供一种TRT机组超速控制方法，可有效提高TRT机组的单机发电量，延长TRT机组运行周期。
技术方案如下：
一种TRT机组超速控制方法，包括：
发电机负荷三相电流信号比较单元接收发电机负荷三相电流信号，用于将所述发电机负荷三相电流信号与比较设定值进行比较，比较结果作为发电机出线电流信号送入所述甩负荷逻辑判断单元；
联络断路器位置信号输入单元接收发电机联络断路器位置信号，并将所述发电机联络断路器位置信号发送到甩负荷逻辑判断单元；
甩负荷逻辑判断单元比较所述发电机联络断路器位置信号与所述发电机出线电流信号，在所述发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号都满足动作条件时向所述透平机控制***发送动作信号；
透平机控制***接收到所述动作信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作；
透平机快切阀切断透平机煤气来源，防止了发电机组甩负荷故障引起的透平机的超速飞车事故。
进一步：发电机电流比较设定单元存放比较设定值，A相电流输入单元、B相电流输入单元、C相电流输入单元引入发电机负荷三相电流信号，所述A相电流输入单元将A相电流发送到所述A相电流比较器，B相电流输入单元将B相电流发送到所述B相电流比较器，C相电流输入单元将C相电流发送到所述C相电流比较器；
A相电流比较器、B相电流比较器和C相电流比较器分别将A相电流、B相电流、C相电流分别和所述比较设定值进行比较，比较结果发送到所述电流信号逻辑判断单元；
电流信号逻辑判断单元判断发电机各相负荷电流水平是否在正常范围内，并将判断结果作为所述发电机出线电流信号通过所述电流信号比较输出单元发送到所述甩负荷逻辑判断单元。
进一步：所述比较设定值按发电机额定电流5～10％进行设定。
进一步：当所述A相电流、B相电流和C相电流分别大于所述比较设定值时，判断发电机各相负荷电流水平在正常范围内，表明联络断路器闭合，所述电流信号比较输出单元单独逻辑字为1，说明发电机正常运行；如果所述电流信号比较输出单元输出信号为0说明发电机电流消失，判断出现了甩负荷。
进一步：甩负荷判断比较器将所述发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号再次进行逻辑比较，比较后的动作信号送入逻辑输出单元；逻辑输出单元将所述动作信号生成控制信号，并将所述控制信号送入所述透平机控制***，所述透平机控制***接收到控制信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明有效的避免了TRT机组透平机的超速飞车事故的发生，避免造成机毁人亡的重大事故，仅设备费用一项就可创造经济效益二百多万元。
本发明在TRT机组运行中，解决由于供电***故障引起的发电机超速，可有效提高TRT机组的单机发电量，延长TRT机组运行周期。
附图说明
图1是本发明中TRT机组超速控制***的电路图。
具体实施方式
在TRT发电机组控制***中引入发电机联络断路器位置信号及发电机出线电流信号，在发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号都满足动作条件时，通过透平机控制***(DCS)触发透平机危急保安器油路控制，驱动透平机快切阀动作快切，在透平机超速初期就切断透平机煤气来源，避免了透平机的超速飞车现象的出现。
本发明中，利用发电机的继电保护单元来判断上级变电所的发电机联络断路器是否故障异常断开，可实现对上级变电所高压跳闸进行判断检测，即将发电机联络断路器状态引入TRT机组超速控制***。同时，通过发电机出线电流信号，将发电机正常运行时负荷电流状态也通过电流检测装置引入TRT机组超速控制***。
当检测到联络断路器状态(控制字52A＝1)且发电机各相负荷电流水平(50LP)在正常范围内，则表明断路器闭合，机组运行正常。设定动作值(50LP)的定值可按发电机额定电流5～10％(避开CT检测死区)设定。继电保护单元输出接入透平机控制***(DCS)的重故障控制程序中，用以实现上级供电变电所的发电机联络断路器出现甩负荷断开时的重故障触发条件。
如果发电机联络断路器断开，发电机联络断路器位置信号送入逻辑控制继电器(控制字52A＝0)，检测到发电机各相负荷电流低于设定动作值(50LP)时，TRT机组处于并网运行状态，那么保护继电器出口状态为真，可判定变电所高压撤回，发电机组运行中出现了甩负荷，继电保护单元触发DCS，进而驱动透平机快切阀快切，及时断绝透平机煤气来源。
在没有采用改进控制方法前，***侧高压撤回后机组发生甩负荷时，只有转速上升至跳车值(危机保安器动作)时，透平机快切阀才会快切，在加入本发明的改进控制后，可以在机组甩负荷时保护装置立即发出重故障信号，透平机快切阀快切，机组迅速惯性停机，避免了机组飞车的出现。
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，是本发明中TRT机组超速控制***的电路图。
TRT机组超速控制***包括：发电机负荷三相电流信号比较单元10、联络断路器位置信号输入单元20、甩负荷逻辑判断单元30、透平机控制***40、透平机快切阀50。
发电机负荷三相电流信号比较单元10，接收发电机的出线断路器内的CT(电流检测原件)提供的发电机负荷三相电流信号，用于将发电机负荷三相电流信号与比较设定值进行比较，比较结果信号作为发电机是否正常运行的判断依据之一送入甩负荷逻辑判断单元30。
发电机负荷三相电流信号比较单元10包括：发电机电流比较设定单元101、A相电流输入单元102、B相电流输入单元103、C相电流输入单元104、A相电流比较器105、B相电流比较器106、C相电流比较器107、电流信号逻辑判断单元108、电流信号比较输出单元109。
发电机电流比较设定单元101用于存放比较设定值，比较设定值可按发电机额定电流5～10％(避开CT检测死区)进行设定，防止出现信号取样错误引发机组误动作。
A相电流输入单元102、B相电流输入单元103、C相电流输入单元104用于引入发电机出线断路器内的CT提供的发电机负荷三相电流信号，A相电流输入单元102将A相电流信号发送到A相电流比较器105，B相电流输入单元103将B相电流信号发送到B相电流比较器106，C相电流输入单元104将C相电流信号发送到C相电流比较器107。
A相电流比较器105、B相电流比较器106、C相电流比较器107将A相电流、B相电流、C相电流分别和比较设定值进行比较，比较结果发送到电流信号逻辑判断单元108。
电流信号逻辑判断单元108用于判断发电机各相负荷电流水平是否在正常范围内，并将比较结果作为发电机出线电流信号通过电流信号比较输出单元109发送到甩负荷逻辑判断单元30。当A相电流、B相电流、C相电流分别大于比较设定值时，判断发电机各相负荷电流水平在正常范围内，表明断路器闭合，机组运行正常，电流信号逻辑判断单元108输出为1，即电流信号比较输出单元109单独逻辑字为1(50L＝1)，说明发电机正常运行；如果电流信号比较输出单元109输出为信号为0说明发电机电流消失，可能出现了甩负荷。
联络断路器位置信号输入单元20用于接收发电机联络断路器位置信号，并将发电机联络断路器位置信号发送到甩负荷逻辑判断单元30。联络断路器位置信号输入单元20将发电机的联络断路器位置信号引入，如果***高压联络柜的发电机联络断路器的位置在开位，联络断路器位置信号输入单元20送出0信号，反之为1信号。
甩负荷逻辑判断单元30的结构包括：甩负荷判断比较器301、逻辑输出单元302。甩负荷逻辑判断单元30用于比较发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号，在发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号都满足动作条件时，向透平机控制***40发送控制信号。
甩负荷判断比较器301将发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号再次进行逻辑比较，比较后的动作信号送入逻辑输出单元302。当发电机联络断路器的位置信号为开位时，联络断路器位置信号输入单元20得到信号0，发电机的联络断路器位置信号与电流信号比较输出单元109送入的三项电流信号进行比较，如果电流信号比较输出单元109的输出也为0时，比较后的控制信号在甩负荷判断比较器301内取反后为1，判断发电机组出现了事故甩负荷现象。
逻辑输出单元302用于将动作信号生成控制信号，并将控制信号送入透平机控制***40。
透平机控制***40接收到控制信号后触发透平机危急保安器油路，驱动透平机快切阀50动作。
透平机快切阀50用于切断透平机煤气来源，防止了发电机的甩负荷超速。由于在透平机超速初期就切断透平机煤气来源，避免了透平机的超速飞车现象的出现。
在输电***侧发电机联络断路器跳闸后造成TRT发电机组发生甩负荷故障时，改进的控制逻辑可以在机组甩负荷时初期发出检测信息，透平机控制***40立即发出重故障信号，驱动透平机快切阀50快切，切断透平机煤气来源，机组迅速惯性停机，有效的避免了透平机的超速飞车事故的发生。
Claims (10)
1.一种TRT机组超速控制***，其特征在于：包括发电机负荷三相电流信号比较单元、联络断路器位置信号输入单元、甩负荷逻辑判断单元、透平机控制***和透平机快切阀，其中
发电机负荷三相电流信号比较单元，接收发电机负荷三相电流信号，用于将所述发电机负荷三相电流信号与比较设定值进行比较，比较结果作为发电机出线电流信号送入所述甩负荷逻辑判断单元；
联络断路器位置信号输入单元，用于接收发电机联络断路器位置信号，并将所述发电机联络断路器位置信号发送到甩负荷逻辑判断单元；
甩负荷逻辑判断单元，用于比较所述发电机联络断路器位置信号与所述发电机出线电流信号，在所述发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号都满足动作条件时向所述透平机控制***发送动作信号；
透平机控制***，用于接收到所述动作信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作；
透平机快切阀，用于切断透平机煤气来源，防止了发电机组甩负荷故障引起的透平机的超速飞车事故。
2.如权利要求1所述TRT机组超速控制***，其特征在于：所述发电机负荷三相电流信号比较单元包括发电机电流比较设定单元、A相电流输入单元、B相电流输入单元、C相电流输入单元、A相电流比较器、B相电流比较器、C相电流比较器、电流信号逻辑判断单元和电流信号比较输出单元；其中
发电机电流比较设定单元，用于存放比较设定值；
A相电流输入单元、B相电流输入单元、C相电流输入单元用于分别引入发电机负荷三相电流信号，所述A相电流输入单元将A相电流发送到所述A相电流比较器，B相电流输入单元将B相电流发送到所述B相电流比较器，C相电流输入单元将C相电流发送到所述C相电流比较器；
A相电流比较器、B相电流比较器和C相电流比较器用于分别将A相电流、B相电流、C相电流分别和所述比较设定值进行比较，比较结果发送到所述电流信号逻辑判断单元；
电流信号逻辑判断单元，用于判断发电机各相负荷电流水平是否在正常范围内，并将比较结果作为所述发电机出线电流信号通过所述电流信号比较输出单元发送到所述甩负荷逻辑判断单元。
3.如权利要求2所述TRT机组超速控制***，其特征在于：所述比较设定值按发电机额定电流5～10％进行设定。
4.如权利要求3所述TRT机组超速控制***，其特征在于：当所述A相电流、B相电流和C相电流分别大于所述比较设定值时，判断发电机各相负荷电流水平在正常范围内，表明联络断路器闭合，所述电流信号比较输出单元单独逻辑字为1，说明发电机正常运行；如果所述电流信号比较输出单元输出信号为0说明发电机电流消失，判断出现了甩负荷。
5.如权利要求1所述TRT机组超速控制***，其特征在于：所述甩负荷逻辑判断单元的结构包括甩负荷判断比较器和逻辑输出单元，其中
甩负荷判断比较器，用于将所述发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号再次进行逻辑比较，比较后的动作信号送入逻辑输出单元；
逻辑输出单元，用于将所述动作信号生成控制信号，并将所述控制信号送入所述透平机控制***，所述透平机控制***接收到控制信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作。
6.一种TRT机组超速控制方法，包括：
发电机负荷三相电流信号比较单元接收发电机负荷三相电流信号，用于将所述发电机负荷三相电流信号与比较设定值进行比较，比较结果作为发电机出线电流信号送入所述甩负荷逻辑判断单元；
联络断路器位置信号输入单元接收发电机联络断路器位置信号，并将所述发电机联络断路器位置信号发送到甩负荷逻辑判断单元；
甩负荷逻辑判断单元比较所述发电机联络断路器位置信号与所述发电机出线电流信号，在所述发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号都满足动作条件时向所述透平机控制***发送动作信号；
透平机控制***接收到所述动作信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作；
透平机快切阀切断透平机煤气来源，防止了发电机组甩负荷故障引起的透平机的超速飞车事故。
7.如权利要求6所述TRT机组超速控制方法，其特征在于：
发电机电流比较设定单元存放比较设定值，A相电流输入单元、B相电流输入单元、C相电流输入单元引入发电机负荷三相电流信号，所述A相电流输入单元将A相电流发送到所述A相电流比较器，B相电流输入单元将B相电流发送到所述B相电流比较器，C相电流输入单元将C相电流发送到所述C相电流比较器；
A相电流比较器、B相电流比较器和C相电流比较器分别将A相电流、B相电流、C相电流分别和所述比较设定值进行比较，比较结果发送到所述电流信号逻辑判断单元；
电流信号逻辑判断单元判断发电机各相负荷电流水平是否在正常范围内，并将判断结果作为所述发电机出线电流信号通过所述电流信号比较输出单元发送到所述甩负荷逻辑判断单元。
8.如权利要求7所述TRT机组超速控制方法，其特征在于：所述比较设定值按发电机额定电流5～10％进行设定。
9.如权利要求8所述TRT机组超速控制方法，其特征在于：当所述A相电流、B相电流和C相电流分别大于所述比较设定值时，判断发电机各相负荷电流水平在正常范围内，表明联络断路器闭合，所述电流信号比较输出单元单独逻辑字为1，说明发电机正常运行；如果所述电流信号比较输出单元输出信号为0说明发电机电流消失，判断出现了甩负荷。
10.如权利要求6所述TRT机组超速控制方法，其特征在于：甩负荷判断比较器将所述发电机联络断路器位置信号与发电机出线电流信号再次进行逻辑比较，比较后的动作信号送入逻辑输出单元；逻辑输出单元将所述动作信号生成控制信号，并将所述控制信号送入所述透平机控制***，所述透平机控制***接收到控制信号后触发透平机危急保安器油路，驱动所述透平机快切阀动作。
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| GR01 | Patent grant |