CN105044400A - 一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置及方法 - Google Patents

一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置及方法，装置包括4个接线端子和3个双极开关，针对不同的调速器涉网试验项目，根据切换逻辑，操作3个双极开关，以实现不同的接线形式。本发明能够实现在试验设备停电情况下一次完成接线，无须根据试验工况进行停机、拆线、接线等操作，能够实现水轮机调速器涉网试验无水工况与有水工况下任意试验项目接线的兼容与相互切换，能够简化现场试验接线、保障接线的安全性，对提高现场试验过程中接线效率、避免发生触电、保障水轮发电机组设备安全具有重要作用。

Description

一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置及方法
技术领域
本发明涉及一种试验接线方法，具体涉及一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置及方法。
背景技术
目前各水电厂在开展调速器涉网试验过程中，需要使用调速器综合测试仪与调速器配合完成试验。无水试验时，来自发电机机端电压互感器的发电机残压信号PT1和PT2拆除，调速器综合测试仪发频端子S3和S4与调速器测频端子G1和G2连接，调速器综合测试仪测频端子S1和S2与调速器测频端子G1和G2连接，调速器综合测试仪发送模拟频率信号给调速器，调速器综合测试仪测量自身发送的模拟频率信号。具体接线见图1。
该接线方式适用于：PID参数分环节校验项目、液压***参数测试试验、整机静特性试验等试验项目。
有水试验过程中需要模拟电网频率阶跃扰动时，调速器测频端子G1和G2连接调速器综合测试仪发频端子S3和S4，调速器综合测试仪测频端子S1和S2与发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2连接，调速器综合测试仪测量机频，调速器综合测试仪发送模拟频率信号给调速器。具体接线见图2。
该接线方式适用于：50％额定出力下频率扰动试验、80％额定出力下频率扰动试验、PID参数优化、功率响应试验、一次调频PID参数优化试验、一次调频功率响应试验、一次调频能力试验。
但有水试验中另一部分试验项目无须模拟电网频率扰动，调速器测频端子G1和G2与发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2连接，调速器综合测试仪测频端子S1和S2与调速器测频端子G1和G2连接，调速器与调速器综合测试仪均能测量发电机机端残压信号，具体接线见图3。
该接线方式适用于：无水工况现地开度给定扰动试验、开关机时间测试试验、有水工况现地开度给定扰动试验、甩负荷试验、负荷调节试验、功率永态差值系数ep测量试验、实际电网频率扰动调速器一次调频能力试验。
有水工况下发电机机端电压互感器为110V交流电压信号，从图1-图3可以看出，试验过程中存在反复拆线、接线的问题，这给试验人员人身安全、调速器及发电机机端电压互感器设备安全带来极大的危险，严重影响试验效率与进度。
因此，现场试验过程中急需一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置及方法，要求该方法能够在试验前停电情况下一次性完成接线，有水工况下无须根据试验项目反复拆线、接线。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置及方法，简化试验接线、提高试验效率、确保试验过程中人身与设备安全性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置，包括4对接线端子和3个双极开关；4对接线端子分别记为：第一端子(1)和第二端子(2)、第三端子(3)和第四端子(4)、第五端子(5)和第六端子(6)以及第七端子(7)和第八端子(8)；
4对接线端子的接线方式为：第一端子(1)和第二端子(2)分别通过信号线与发电机机端电压互感器的两个输出端子PT1和PT2连接；第三端子(3)和第四端子(4)分别通过信号线与调速器测频的两个测频端子G1和G2连接；第五端子(5)和第六端子(6)分别通过信号线与调速器综合测试仪的两个测频端子S1和S2连接；第七端子(7)和第八端子(8)分别通过信号线与调速器综合测试仪的两个发频端子S3和S4连接；
3个双极开关，分别记为双极开关A、双极开关B和双极开关C：双极开关A用于控制第一端子(1)与第五端子(5)，及第二端子(2)与第六端子(6)之间线路的通断；双极开关B用于控制第五端子(5)与第三端子(3)，及第六端子(6)与第四端子(4)之间线路的通断；双极开关C用于控制第三端子(3)与第七端子(7)，及第四端子(4)与第八端子(8)之间线路的通断；3个双极开关的接线方式为：
双极开关A的A1和A2端子分别与第一端子(1)和第二端子(2)连接；双极开关A的A3和A4端子分别与第五端子(5)和第六端子(6)连接；
双极开关B的B1和B2端子分别与双极开关A的A3和A4端子连接；双极开关B的B3和B4端子分别与双极开关C的C1和C2端子连接；
双极开关C的C1和C2端子分别与第三端子(3)和第四端子(4)连接；双极开关C的C3和C4端子分别与第七端子(7)和第八端子(8)连接；
所述3个双极开关与4对接线端子之间的接线封装在盒体内部，3个双极开关和4对接线端子集成于盒体外；即接线切换装置内部接线通过盒子对外封装，对外提供第一端子(1)和第二端子(2)、第三端子(3)和第四端子(4)、第五端子(5)和第六端子(6)、第七端子(7)和第八端子(8)四对接线端子。
所述3个双极开关均为带电流限制的空气开关。
针对不同的调速器涉网试验项目，根据表1中的切换逻辑，操作3个双极开关，以实现不同的接线形式：
表1逻辑切换表
双极开关A 双极开关B 双极开关C
无水工况下调速器涉网试验项目 分 合 合
有水工况模拟频率扰动试验项目 合 分 合
无水及有水工况无频率扰动试验项目 合 合 分
注：操作过程中双极开关按照“先分后合”的原则进行操作
由于发电机机端残压信号幅值较大，为防止发电机机端电压互感器的两个输出端子PT1和PT2测得的发电机机端残压与调速器测试仪发频端子S3和S4连接、损坏调速器综合测试仪，要求任意双极开关切换过程遵循“先断后合”的操作要求。
一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换方法，采用上述的水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置；
试验开始前，完成所述4对接线端子与发电机机端电压互感器、调速器及调速器综合测试仪的连接；
试验过程中，针对不同的调速器涉网试验项目，根据表1中的切换逻辑，操作3个双极开关，以实现不同的接线需要：
表1逻辑切换表
双极开关A 双极开关B 双极开关C
无水工况下调速器涉网试验项目 分 合 合
有水工况模拟频率扰动试验项目 合 分 合
无水及有水工况无频率扰动试验项目 合 合 分
所述无水工况下调速器涉网试验项目包括：PID参数分环节校验项目、液压***参数测试试验、接力器响应试验和整机静特性试验等试验项目。
所述有水工况模拟频率扰动试验项目包括：50％额定出力下频率扰动试验、80％额定出力下频率扰动试验、PID参数优化、功率响应试验、一次调频PID参数优化试验、一次调频功率响应试验和一次调频能力试验。
无水及有水工况无频率扰动试验项目包括：无水工况现地开度给定扰动试验、开关机时间测试试验、有水工况现地开度给定扰动试验、甩负荷试验、负荷调节试验、功率永态差值系数ep测量试验和实际电网频率扰动调速器一次调频能力试验。
有益效果：
本发明提供的水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置及方法，能够在试验前停电情况下一次性完成调速器涉网试验任意试验项目所需接线，简化了调速器涉网试验接线，试验过程中无须由于频率信号接线原因停机、拆线、开机、接线等工序，提高了现场试验效率，提高了试验过程中人身与设备安全性。
基于本发明能够进行的调速器涉网试验项目包括：PID参数分环节校验项目、无水工况现地开度给定扰动试验、开关机时间测试试验、液压***参数测试试验、50％额定出力下频率扰动试验、80％额定出力下频率扰动试验、有水工况现地开度给定扰动试验、甩负荷试验、负荷调节试验、整机静特性试验、接力器响应试验、功率永态差值系数ep测量试验、一次调频PID参数优化试验、一次调频功率响应试验、一次调频能力试验等项目。本发明的双极开关切换逻辑操作简便。且采用空气开关具有电流限制保护，操作安全。
本发明的3个双极开关与4对接线端子之间的接线封装在盒体内部，3个双极开关和4对接线端子集成于盒体外；即接线切换装置内部接线通过盒子对外封装，对外提供第一端子1和第二端子2、第三端子3和第四端子4、第五端子5和第六端子6、第七端子7和第八端子8四对接线端子；结构紧凑，简洁，操作方便。
附图说明
图1不使用本发明的无水工况下调速器涉网试验接线图
图2不使用本发明的有水工况模拟频率扰动试验接线图
图3不使用本发明的无水及有水工况无频率扰动试验接线图
图4使用本发明的调速器涉网试验接线图
附图标记说明：
1—第一端子、2—第二端子、3—第三端子、4—第四端子、5—第五端子、6—第六端子、7—第七端子、8—第八端子。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步具体说明。
图1为不使用本发明的无水工况下调速器涉网试验接线图，包括：调速器综合测试仪发频端子S3和S4、调速器综合测试仪测频端子S1和S2、调速器测频端子G1和G2。
所述调速器综合测试仪发频端子S3和S4、及调速器综合测试仪测频端子S1和S2均分别与调速器测频端子G1和G2连接。调速器与调速器综合测试均能获取来自调速器综合测试仪的模拟机频信号，所述试验接线适用于无水工况下整机静特性试验、接力器响应试验等项目。
图2为不使用本发明的有水工况模拟频率扰动试验接线图，包括：调速器综合测试仪发频端子S3和S4、调速器综合测试仪测频端子S1和S2、调速器测频端子G1和G2、发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2。
所述发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2连接调速器综合测试仪测频端子S1和S2，调速器综合测试仪发频端子S3和S4与调速器测频端子G1和G2连接，调速器综合测试仪根据测量的来自发电机端电压互感器的残压信号的机频信号，发出模拟机频阶跃扰动信号。
图3为不使用本发明的无水及有水工况无频率扰动试验接线图，包括：调速器测频端子G1和G2、发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2、调速器综合测试仪测频端子S1和S2。所述发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2输出发电机机端残压信号给调速器综合测试仪和调速器。
图4为使用本发明的调速器涉网试验接线图，包括：调速器、调速器综合测试仪、发电机机端电压互感器。发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2分别与水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置的第一端子1和第二端子2连接，提供发电机机端残压信号；调速器测频端子G1和G2分别与第三端子3和第四端子4连接；调速器综合测试仪测频端子S1和S2分别与第五端子5和第六端子6连接，调速器综合测试仪发频端子S3和S4分别与第七端子7和第八端子8连接。第五端子5和第六端子6根据不同的切换逻辑可以分别连接发电机机端残压(第一端子1和第二端子2)、或者第三端子3和第四端子4(相当于与调速器测频端子G1和G2连接)。
试验前根据图4制作好水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置，根据图4所示的接线示意图完成试验接线。当根据试验需要按照图1所述接线方式进行试验时，所述频率接线切换装置的双极开关A处于“分”位置，双极开关B处于“合”位置，双极开关C处于“合”位置。此时，发电机机端残压信号PT1和PT2被切除，水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置的第五端子5和第六端子6分别与第三端子3和第四端子4连接，从而使得调速器综合测试仪测频端子S1和S2与其发频端子S3和S4连接，实现频率信号的自发自测。
当根据试验需要按照图2所述接线方式进行试验时，所述频率接线切换装置的双极开关A处于“合”位置，双极开关B处于“分”位置，双极开关C处于“合”位置。此时，发电机机端残压信号PT1和PT2接入水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置的第一端子1和第二端子2，第一端子1和第二端子2分别与第五端子5和第六端子6连接，从而使得调速器综合测试仪测频端子S1和S2与发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2相连接，获取发电机机端残压；水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置的第三端子3和第四端子4分别与第七端子7和第八端子8端子连接，使得调速器综合测试仪发频端子S3和S4与调速器测频端子G1和G2连接，实现在调速器综合测试仪中施加频率阶跃扰动。
当根据试验需要按照图3所述接线方式进行试验时，所述频率接线切换装置的双极开关A处于“合”位置，双极开关B处于“合”位置，双极开关C处于“分”位置。此时，发电机机端残压信号PT1和PT2接入水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置第一端子1和第二端子2，第一端子1和第二端子2分别与第五端子5和第六端子6端子连接，实现调速器综合测试仪获取机端残压信号；第三端子3和第四端子4分别与第七端子7和第八端子8断开连接，第三端子3和第四端子4与第五端子5和第六端子6连接，调速器测频端子G1和G2与发电机机端电压互感器输出端子PT1和PT2连接，直接测量发电机机端残压信号。

Claims (6)

1.一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置，其特征在于，包括4对接线端子和3个双极开关；4对接线端子分别记为：第一端子(1)和第二端子(2)、第三端子(3)和第四端子(4)、第五端子(5)和第六端子(6)以及第七端子(7)和第八端子(8)；
4对接线端子的接线方式为：第一端子(1)和第二端子(2)分别通过信号线与发电机机端电压互感器的两个输出端子PT1和PT2连接；第三端子(3)和第四端子(4)分别通过信号线与调速器测频的两个测频端子G1和G2连接；第五端子(5)和第六端子(6)分别通过信号线与调速器综合测试仪的两个测频端子S1和S2连接；第七端子(7)和第八端子(8)分别通过信号线与调速器综合测试仪的两个发频端子S3和S4连接；
3个双极开关，分别记为双极开关A、双极开关B和双极开关C；3个双极开关的接线方式为：
双极开关A的A1和A2端子分别与第一端子(1)和第二端子(2)连接；双极开关A的A3和A4端子分别与第五端子(5)和第六端子(6)连接；
双极开关B的B1和B2端子分别与双极开关A的A3和A4端子连接；双极开关B的B3和B4端子分别与双极开关C的C1和C2端子连接；
双极开关C的C1和C2端子分别与第三端子(3)和第四端子(4)连接；双极开关C的C3和C4端子分别与第七端子(7)和第八端子(8)连接。
2.根据权利要求1所述的水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置，其特征在于，所述3个双极开关与4对接线端子之间的接线封装在盒体内部，3个双极开关和4对接线端子集成于盒体外。
3.根据权利要求1所述的水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置，其特征在于，所述3个双极开关均为带电流限制的空气开关。
4.根据权利要求1所述的水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置，其特征在于，针对不同的调速器涉网试验项目，根据表1中的切换逻辑，操作3个双极开关，以实现不同的接线形式：
表1逻辑切换表
双极开关A 双极开关B 双极开关C 无水工况下调速器涉网试验项目 分 合 合 有水工况模拟频率扰动试验项目 合 分 合 无水及有水工况无频率扰动试验项目 合 合 分
5.一种水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换方法，其特征在于，采用权利要求1～4中任一项所述的水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换装置；
试验开始前，完成所述4对接线端子与发电机机端电压互感器、调速器及调速器综合测试仪的连接；
试验过程中，针对不同的调速器涉网试验项目，根据表1中的切换逻辑，操作3个双极开关，以实现不同的接线需要：
表1逻辑切换表
双极开关A 双极开关B 双极开关C 无水工况下调速器涉网试验项目 分 合 合 有水工况模拟频率扰动试验项目 合 分 合 无水及有水工况无频率扰动试验项目 合 合 分
任意双极开关切换过程遵循“先断后合”的操作要求。
6.根据权利要求4所述的水电机组调速器涉网试验频率信号接线切换方法，其特征在于，
所述无水工况下调速器涉网试验项目包括：PID参数分环节校验、液压***参数测试试验、接力器响应试验和整机静特性试验。
所述有水工况模拟频率扰动试验项目包括：50％额定出力下频率扰动试验、80％额定出力下频率扰动试验、PID参数优化、功率响应试验、一次调频PID参数优化试验、一次调频功率响应试验和一次调频能力试验。
有水工况无频率扰动试验项目包括：无水工况现地开度给定扰动试验、开关机时间测试试验、有水工况现地开度给定扰动试验、甩负荷试验、负荷调节试验、功率永态差值系数ep测量试验和实际电网频率扰动调速器一次调频能力试验。
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