CN2866857Y - 燃气轮机发电机组控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气轮机发电机组控制装置。主要是燃机控制器主控板内保存有起动曲线，上位机通过通讯转换器与燃机控制器主控板相连，燃机控制器主控板由模拟量输出板输出电流信号至燃气调节执行机构。其优点是燃机控制器和燃气调节执行机构实现机组的起动控制、升速控制、励磁控制、发电控制，燃料要求低，无需自动准同期装置，同时采用可编程序逻辑控制器实现机组重要参数的冗余保护，自动同期采用燃机控制器直接采集电压参数和频率参数，由燃机控制器自动捕捉同期，反应速度快，起动成功率高，适应燃料性广，控制可靠、性能稳定。

Description

燃气轮机发电机组控制装置

技术领域

本实用新型涉及以燃气轮机为动力的发电机组控制装置。

背景技术

燃气轮机发电机组是燃气轮机的主要用途之一，以往燃气轮机的控制***由于采用机械液压式燃料调节机构，存在控制功能单一，自动化程度低，对操作员经验要求高等缺陷。有些燃机虽然采用了可电控的燃料调节阀门，但往往对燃料洁净度、热值要求较高，存在一定的局限性。另外，在并网控制时，自动同期一般采用自动准同期装置来捕捉同期，由自动准同期装置发出并网指令，这就需要在控制***外增加自动准同期装置。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术存在的缺陷，提出了一种燃料要求低，自动化程度高，无需自动准同期装置的燃气轮机发电机组控制装置。

本实用新型采用以下措施来实现上述目的。

主要包含有上位计算机，燃机控制器主控板，燃机控制器I/O扩展板，可编程序逻辑控制器(PLC)，通讯转换器，频率输入板，转速输入板，模拟量输出板，燃气调节执行机构，压力仪表，温度变送器和仪表，电量变送器，频率变送器，超转保护仪表，航空转速表，超温保护仪表，压力信号，温度信号，发电机电网电压互感器，燃机转速信号，排气温度信号等。其主要特点是：所述的燃机控制器主控板内存有起动曲线，以保证机组在不同燃料、不同环境条件下都能成功起动，上位计算机通过通讯转换器与燃机控制器主控板相连，通过上位计算机实时选择不同起动曲线进行起动；所述的燃机控制器主控板通过模拟量输出板输出电流信号至燃气调节执行机构。所述的压力信号，温度信号，排气温度信号经温度变送器或仪表变换为4～20mA电流信号后输入到燃机控制器主控板，同时由仪表输出报警或紧停开关信号到可编程序逻辑控制器；所述的燃机转速信号经转速输入板输入到燃机控制器主控板，同时还输入到超转保护仪表和航空转速表，超转保护仪表输出紧停信号到可编程序逻辑控制器。

发电机电网电压互感器二次侧的发电机频率和电网频率的交流信号经频率变送器变换为5V左右的频率信号后再输入到频率输入板，燃机控制器在检查同期时就是根据这两个信号来判断发电机和电网电压频率是否相等，相位是否相同。

本实用新型采用燃机控制器和燃气调节执行机构实现机组的起动控制、升速控制、励磁控制、发电控制，燃料要求低，无需自动准同期装置，同时采用可编程序逻辑控制器实现机组重要参数的冗余保护，自动同期采用燃机控制器直接采集电压参数和频率参数，由燃机控制器自动捕捉同期，反应速度快，成功率高。设计合理，功能全，起动成功率高，适应燃料性广，环境适应性好，控制可靠、性能稳定。

附图说明

图1为本实用新型控制装置结构示意图。

图中：1上位计算机，2燃机控制器主控板，3燃机控制器I/O扩展板，4可编程序逻辑控制器，5转换器，6频率输入板，7转速输入板，8模拟量输出板，9燃气调节执行机构，10压力仪表，11温度变送器和仪表，12电量变送器，13频率变送器，14超转保护仪表，15航空转速表，16超温保护仪表，17压力信号，18温度信号，19电量参数，20发电机电网电压互感器，21燃机转速信号，22气门位置信号，23排气温度信号，24报警信号，25紧停信号，26其他信号，27蜂鸣器，28报警和紧停显示光字牌，29紧停继电器，30操纵台按钮和开关信号，31高压保护开关信号，32其他开关信号，33起动供气电磁阀，34工作供气电磁阀，35防火电磁阀，36点火控制继电器，37起动柜，38励磁柜，39低压柜，40高压柜。

具体实施方式

燃机控制器主控板2采集4～20mA电流信号，频率输入板6采集频率信号，转速输入板7采集转速信号，模拟量输出板8输出电流信号控制燃气调节执行机构9。燃机控制器I/O扩展板3采集操纵台按钮和开关信号30、高压保护开关信号31和其他开关信号32，并输出开关信号控制起动供气电磁阀33、工作供气电磁阀34、防火电磁阀35、点火控制继电器36以及通过起动柜37控制起动机的起动或停止、通过低压柜39控制各个泵的起动或停止、通过励磁柜38控制灭磁开关以及增减励磁、通过高压柜40控制主断路器的合闸与分闸。

机组的压力信号17、温度信号18、排气温度信号23、转速信号21除输入到燃机控制器主控板2，由燃机控制器主控板2进行保护控制外，另外由与之相连的仪表输出报警信号24和紧停信号25，该信号输入到可编程序逻辑控制器4，由可编程序逻辑控制器4实现冗余保护。

发电机电网电压互感器20二次侧的发电机频率和电网频率的交流信号经频率变送器13输入到频率输入板6。

在燃机控制器主控板2内存有起动曲线，起动曲线是在机组安装完成后针对机组当前使用的燃料特性及当地的环境特性在现场反复调试获得，当条件改变时，只需更换不同的起动曲线便可确保起动成功。上位计算机1通过通讯转换器5与燃机控制器主控板2相连，操作员可随时通过上位计算机1选择不同的起动曲线。另外，在操纵台上设有燃料增和燃料减控制按钮，机组起动时，操作员可通过操作这两个按钮来干预燃料的供给，人工干预值直接施加在当前阀位开度上，这样，就能保证机组一次起动成功。

当操作员按下起动按钮，燃机控制器I/O扩展板3输出信号控制低压柜39打开各个泵，进入自动起动程序，向起动柜37发出起动命令，起动柜37供给起动机电源，起动机带动机组开始运转，燃机控制器接通防火电磁阀35、起动供气电磁阀33、点火控制继电器36，机组运转到一定转速，燃机控制器接通工作供气电磁阀34，燃气轮机开始做功，此时燃机控制器主控板2开始按照给定的起动曲线通过模拟量输出板8自动控制燃气调节执行机构9调节燃料调节阀开度，机组转速稳步上升，在起动点火后的升速过程中，操作人员按下燃料增和燃料减按钮均可增加或减少燃气供气量，帮助控制***保证机组转速稳步上升，与此同时燃机控制器主控板2监测燃机排气温度信号23，对排气温度进行闭环控制，确保燃机排气不超温。机组到达慢车转速后，暖机3分钟，然后燃机控制器主控板2控制燃气调节执行机构9调节燃料调节阀开度，机组自动升速，在机组转速到达发电转速后，燃机控制器I/O扩展板3向励磁柜38发出励磁合闸命令，开始励磁，燃机控制器I/O扩展板3输出增减励磁信号控制励磁柜38将发电机电压升至与电网电压相同，此时也可通过手动增减励磁，调节发电机电压与电网电压相同后即可进入并网操作。并网过程可由燃机控制器主控板2自动完成，也可由人工手动合闸。在自动合闸方式下，燃机控制器主控板2自动监测发电机电压和电网电压信号，寻找同期点，当找到同期点后，燃机控制器I/O扩展板3向高压柜40发出合闸命令，合闸成功后机组开始向电网馈电。在手动合闸方式下，由操作员监视同期表，当满足同期要求时，由操作员扳动合闸旋钮，合闸成功后机组开始向电网馈电。正常停机时，操作员只需扳动停机旋钮，燃机控制器主控板2将自动完成降功率、分闸、跳励、降速、暖车、切断燃料等一系列操作，此时若人工干预则停机过程转换由人工控制。在机组运行过程中，如有报警信号24出现，可编程序逻辑控制器4则输出信号控制蜂鸣器27、报警和紧停显示光字牌28发出声光报警，如有紧停信号25，则实施紧急停车，紧急停车时可由燃机控制器I/O扩展板3输出信号完成跳闸、跳励、切断燃料等动作，同时可编程序逻辑控制器4控制紧停继电器29也同步完成上述动作。

Claims (4)

1.一种燃气轮机发电机组控制装置，包含有上位计算机(1)，燃机控制器主控板(2)，燃机控制器I/O扩展板(3)，可编程序逻辑控制器(4)，通讯转换器(5)，频率输入板(6)，转速输入板(7)，模拟量输出板(8)，燃气调节执行机构(9)，压力仪表(10)，温度变送器和仪表(11)，电量变送器(12)，频率变送器(13)，超转保护仪表(14)，航空转速表(15)，超温保护仪表(16)，压力信号(17)，温度信号(18)，发电机电网电压互感器(20)，燃机转速信号(21)，排气温度信号(23)，其特征在于：所述的燃机控制器主控板(2)内存有起动曲线，上位计算机(1)通过通讯转换器(5)与燃机控制器主控板(2)相连，燃机控制器主控板(2)由模拟量输出板(8)输出电流信号至燃气调节执行机构(9)。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组控制装置，其特征在于：压力信号(17)，温度信号(18)，排气温度信号(23)经压力仪表(10)，温度变送器和仪表(11)，超温保护仪表(16)变换为4～20mA电流信号后输入到燃机控制器主控板(2)，同时由压力仪表(10)，温度变送器和仪表(11)和超温保护仪表(16)输出报警信号(24)和紧停信号(25)到可编程序逻辑控制器(4)。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组控制装置，其特征在于：燃机转速信号(21)经转速输入板(7)输入到燃机控制器主控板(2)，同时还输入到超转保护仪表(14)和航空转速表(15)，超转保护仪表(14)输出紧停信号(25)到可编程序逻辑控制器(4)。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组控制装置，其特征在于：发电机电网电压互感器(20)二次侧的发电机频率和电网频率的交流信号经频率变送器(13)输入到频率输入板(6)。

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