[发明专利]汽机运行控制系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种计算机控制系统，特别涉及一种用于电厂的汽机控制系统。

背景技术：

随着计算机系统的不断发展，汽机控制系统已基本被电液控制系统DEH取代最初的纯液压控制系统的方式，由于DEH控制系统的灵活性和先进性，对于功频控制的方式也在逐渐地改变，纯液压系统的不等率是通过机械部套调整实现，而现有的DEH控制系统可以通过函数方便地实现不等率的设置，以满足不同工况的需求。

如图1所示，DEH控制系统主要用于控制汽机启动及带负荷，实现各项调节试验功能，并在机组出现甩负荷的情况下自动稳定3000rpm以便继续并网，DEH控制系统通过接收来自现场的转速，功率等信号经过逻辑控制后通过控制汽机的各阀门来实现对汽机转速及功率的控制。

液压系统的调频是通过一次调频也即比例调节方式来调节，当系统出现甩负荷时转速上升的同时调节汽门成比例关小，最终稳定时的转速一般不在同期转速，DEH控制系统在一次调频方面沿袭液压系统的原理，同样是比例调节，也不能消除转速的余差。由于一次调频是纯比例调节，所以很难满足精度的要求，通常会引起机组在这种工况下不能满足用电设备所要求的频率范围，甚至可能引起超出周波要求范围而跳机。

机组在实际运行中，由于诸多原因，可能遇到孤网或局域网运行的现象，有的是因为电气回路的不完善，发电机出口母线等原因，或是该电厂处在电网的末端，或特殊情况下出现电网故障等等。当出现机组在孤网或局域网运行的工况下，很难稳定转速3000rpm，因无法满足用电设备频率的要求而引起被迫停机，特别是当电网瘫痪的时候就要面临“黑启动”。

目前的DEH控制系统当机组处于大网运行并出现正常甩负荷时，即发电机出口油开关解裂时，DEH自动接收发电机解裂信号后、转入转速控制、自动稳定转速为3000rpm，待发电机故障恢复后重新并网。如图2所示，在发电机出口电气回路中，当发电机油BR开关未断开而出口到电网母线的开关BR1或BR2断开时，机组实际还是在带负荷运行，只是在故障的瞬间，机组带的负荷发生突然的变化而超速，而DEH接收到的还是机组并网运行。

发明内容：

本发明针对现有汽机控制系统在机组处于孤网或局域网这种特殊的运行工况时所存在的问题，需要解决的技术问题如下：1)尽量避免超速信号的提前动作；2)确保汽机的安全，超速到一定值后DEH需要输出超速保护动作信号来抑制汽机的继续超速；3)在汽机转速稳定的过程中需要满足用电设备稳定运行的频率范围要求49.5～50.5Hz，需要通过无差的调节方式来稳定用户频率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

汽机运行控制系统，其包括一DEH控制系统，所述DEH控制系统中设置三块冗余的测速及超速保护模块SDP，所述三块测速及超速保护模块SDP通过三选二继电器输出OPC信号至控制现场OPC电磁阀，并通过相应的站控制卡受控于DEH控制系统中的DPU；所述每块测速及超速保护模块SDP中设置超速限制模块，所述超速限制模块通过超速保护动作定值限制、发电机和汽轮机负荷不平衡保护两种方式同时来限制汽机的超速；所述DPU中设置有二次调频模块，所述二次调频模块通过PI无差调节的方式实现机组进入局域网运行时满足用电频率为50Hz、即3000rpm的要求。

所述超速限制模块中的超速保护动作定值限制方式为当汽机转速到达超速保护动作定值后，输出超速保护动作节点来进行限制。

所述超速保护动作定值为汽轮机额定转速的103％。

所述超速限制模块中发电机和汽轮机负荷不平衡保护方式为当代表发电机和汽轮机负荷的功率的不平衡量＞60％时，输出OPC信号控制现场OPC电磁阀。

所述DPU中设置有二次调频模块通过如下步骤实现二次调频：

(1)判断机组进入小网状态，自动根据转速的变化情况判断机组是否进入小网运行状态，当转速大于3030rpm时，判断机组处于小网或局域网运行；

(2)快速减负荷调节，在汽机转速上升引起OPC动作或PLU动作时，启动RUNBACK信号来减少DEH控制系统的功率给定值以满足实际功率的需求。当转速波动上限减少到OPC动作值时，进行二次调频；

(3)频率调节(转速调节)，将转速的给定值设定为3000rpm，即频率为50Hz，将设定转速与实际转速进行比较并进入PI无差调节，最终满足实际转速为3000rpm；