一种实时监视发电机运行点的在线监视装置

技术领域

本发明属于电厂监控技术领域，具体涉及一种实时监视发电机运行点的在线监视装置。

背景技术

在当前已投产和新建的发电厂中，集中控制室内均没有可以直观的监视发电机运行点的装置，仅在励磁系统可以查看到当前机组的出力位于发电机P-Q曲线的位置。需要运行人员定期巡检查看，而且励磁系统往往远离控制室，并且往往需要穿过高压管道层或者运行设备旁边，存在一定的安全隐患。另外巡检的周期较长，通常一个值在交接班前后会安排巡检一次，也就是8小时内巡检两次，因此不能及时的发现发电机运行点的偏移，也就不能通过人工干预的手段提前调整发电机出力，保证发电机出力在要求的范围之内。因此设计一种可简单快捷的安装于集控室操作台或集控室监控大屏幕上等便于在线监视发电机实时运行点的情况的装置，具有重要的意义。

发明内容

本发明公开了一种实时监视发电机运行点的在线监视装置，通过简单参数设定来生成发电机的P-Q曲线，并通过少量的输入量来计算发电机的实时运行点，方便运行人员在线监控发电机的运行点在P-Q图中的位置，对保证机组的安全运行有积极的指导作用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种实时监视发电机运行点的在线监视装置，包括：

模拟量采集板，用以采集发电机的二次负荷电流值和二次电压值；

其中，所述模拟量采集板与中央处理器、电源板及外部CT/VT二次侧相连；所述模拟量采集板具有对采集到的电流、电压量进行波形整形、滤波以及模数转换功能，用以将采集到的模拟量转换成中央处理单元所需要的数字量进行计算；

模拟量输入板所采集的数据包括：发电机机端电压U

本发明进一步的改进在于，所述装置还包括：开关量采集板，用于采集外部数字量信号；

其中，所述开关量采集板与中央处理器、电源板及外部开关量信号相连；所述开关量采集板输入通道为有源通道，外部开关量信号为无源接点。

本发明进一步的改进在于，所述开关量采集板具有光电隔离电路，以隔离外部电源误接入损坏板卡。

本发明进一步的改进在于，所述装置还包括：报警输出板，用于输出报警信号和警示音；

其中，所述报警输出板与中央处理器、电源板及外部声光报警设备相连；所述报警输出板具有输出开关量信号和模拟量警示音的功能，用于连接外部音箱设备和报警灯。

本发明进一步的改进在于，所述装置还包括：显示器，用于显示中央处理器所计算的结果和生成的发电机运行曲线、以及发电机实时运行点；

其中，所述显示器与中央处理器、模拟量输入板及电源板相连；所述显示器能够接收并显示模拟量采集板所采集的模拟量；所述显示器能接收并显示中央处理的计算结果和生成的发电机稳定运行曲线；

所述显示器为尺寸可定制、非触摸式且便于安装的液晶显示器；显示内容包括：发电机机端电压U

本发明进一步的改进在于，所述装置还包括：同步时钟板和人机接口板；

其中，所述同步时钟板与中央处理器及外部时钟相连；所述同步时钟板能够同时接收GPS和北斗时钟信号，用于为中央处理器提供时钟基准；

所述人机接口板与中央处理器和外部个人电脑相连；所述人机接口板能够通过网线与外部电脑相连，用于读取中央处理器的配置文件和写入发电机参数、开关量采集板通道的配置信息。

本发明进一步的改进在于，所述电源板与中央处理器、报警输出板、显示器、模拟量采集板、开关量采集板、同步时钟板及人机接口板相连，用于给装置中各个模块提供所需的工作电压；

所述电源板用于给装置中各个模块提供所需的工作电压；所述电源板能够适用于输入交流220V或直流220V，并将之转换为各个功能板卡所需要的电压等级。

本发明进一步的改进在于，中央处理器，用于接收模拟量采集板和开关量采集板所采集到的信号并对所采集到的信号进行逻辑运算，输出运行点和运行曲线，并能根据运算结果实时发出声光报警信号；

其中，所述中央处理器与模拟量采集板、开关量采集板、显示器、报警输出板、电源板相连；所述中央处理器能够对采集到的电流电压信号进行向量及数量运算，并生成发电机实时运行点；所述中央处理器还具有参数整定功能，以便根据输入的参数生成发电机稳定运行曲线，即P-Q图，能够根据需要对开关量采集板输入通道进行配置；所述中央处理器具有逻辑判断功能，用以判断计算出的发电机实时运行点是否在发电机稳定运行范围内；所述中央处理单元具备报警输出功能，将逻辑判断结果输出至报警输出板，形成所需的报警信号。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明提供一种在线监视装置，该装置可简单快捷的安装于集控室操作台，也可以安装于集控室监控大屏幕上，以方便电厂运行人员在线监视发电机实时运行点的情况。此外，还具有以下优点：

1)功能明确，接线简单，输入输出量少，并且体积小安装方便，成本不高。

2)通过预先设置的限制曲线，生成发电机完整的P-Q运行曲线，再通过采集发电机的实时数据以计算发电机的运行点，仅需查看运行点是否在安全区域内即可，简单明了，且计算简单成熟，可方便的通过编程实现。

3)可在线直观的对发电机运行情况进行监视，无需安排定期巡检，大大降低值班人员的劳动量。

4)由于该装置安装与操作台或者是大屏幕上，运行期间可无时无刻的进行监视，能第一时间发现发电机运行点的偏离，可通过人为干预避免不必要的停机，减少损失。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实例为一种集显示器、模拟量采集、开关量输入/输出、中央处理器、电源等各功能模块为一体的智能监视装置，仅为本发明的一种表现形式，并非全部实例。基于本发明的实例而无其他创新思想的集装式、显示器与机箱分体式的其他所有实例，都应当属于本发明保护的范围。

图1是本发明实例的逻辑框图，该监视装置至少应包括的功能插件有：模拟量采集板1、开关量采集板2、同步时钟板3、人机交互接口板4、中央处理器5、显示器6、报警输出板7和电源板8。

本发明通过模拟量采集板1、开关量采集板2以及人机接口4与中央处理器5相连，收集发电机运行参数和设定发电机技术参数，经过中央处理器的向量运算，计算出发电机实时运行点的坐标，如图2中坐标(P,Q)，并进一步判断该点是否在安全运行区间内，若超出运行区间，则将报警信息传输至与之相连的报警输出板7，报警输出板通过外部连接的声光报警设备及时发出警示音以警示值班人员采取相应的补救措施。

其中显示器为非触摸屏、尺寸可定制的液晶显示器。显示内容如图2所示，其中ABCDEO所围成的阴影区域即为发电机的运行区域，发电机实时运行点为(P，Q)，只要该点在阴影区域内，发电机的运行即为安全和稳定的。显示内容至少包括：发电机机端电压U

其中模拟量采集板用以采集发电机实时运行数据，这些数据至少应包括：发电机机端电压U

其中开关量采集板用以采集所需要的开关量信号，所采集的开关量为无源接点，如并网断路器辅助接点、灭磁断路器辅助接点等；

其中电源板为装置中各个功能插件提供所需的稳定的电源。电源板应能自适应输入AC220V或DC220V，并能通过整流/逆变、稳压、变压、滤波等电路提供多种电压等级的输出。

其中人机接口板，即人机通讯模块，专业人员可利用个人电脑通过网线与装置进行通讯，以便进行参数的设定、I/O通道的配置、系统设置等工作；

其中同步时钟板用以为中央处理器的计算提供时钟基准，该同步时钟板应能适应至少两种不同的时钟，如北斗和GPS，相互校准，一用一备。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。