巨型水电机组水机后备保护方法

技术领域

本发明属于水电机组水机后备保护技术领域，特别涉及一种巨型水电机组水机后备保护方法。

背景技术

目前，巨型水轮发电机组的自动控制系统均采用可编程逻辑控制器等数字设备组成现地控制单元来实现。当现地控制单元无法正常工作或在特定的事故情况下时，由水机后备保护系统来控制机组的事故停机，通常水机后备保护系统常规采用继电器回路来实现，水轮发电机组后备保护是巨型水电站安全运行最后一道重要保护屏障，减少重大设备设施故障的发生，降低水淹厂房的风险，水机后备保护的可靠性就至关重要，传统继电器回路的可扩展性差，误动、拒动的风险高，信号可追忆性差等缺点。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的巨型水电机组水机后备保护方法，功能完整，能发挥水机后备保护作用，进而确保电力设备安全稳定运行。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：

一种巨型水电机组水机后备保护方法，包括如下步骤：

执行步骤1的前提判断条件如下：

条件一：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到上导瓦温停机计数器大于1，同时上导瓦温过高保护连片投入；

条件二：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到推力瓦温停机计数器大于1，同时推力瓦温过高保护连片投入；

条件三：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到下导瓦温停机计数器大于1，同时下导瓦温过高保护连片投入；

条件四：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到下水导瓦温停机计数器大于1，同时水导瓦温过高保护连片投入；

条件五：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到机械过速行程开关动作，同时机械过速液压行程回路动作，同时机械过速保护连片保护连片投入；

条件六：满足条件五，或者满足调速器紧急停机按钮动作信号且延时T1后输出，或者满足模拟屏紧急停机按钮动作信号且延时T2后输出，或者满足水机后备柜紧急停机按钮动作信号且延时T3后输出；

步骤1：满足条件一、条件二、条件三、条件四和条件六中任意一项或多项时，投入调速器紧急停机电磁阀，启动高压油系统，停调速器系统；

若满足条件六，通过投入事故配压阀，快速将水轮发电机组导叶关闭；

步骤2：水机后备机械事故动作，水机后备保护动作；

步骤3：执行步骤3的前提条件如下：

条件七：水机后备机械事故动作；

条件八：水机后备机械事故动作延迟T4后输出；

条件九：导叶位置空载以下动作；

条件十：满足条件八或条件九；

条件十一：水机后备机械事故动作或水机后备保护动作（送LCU），延迟T5后输出；

条件十二：机组转速<15%，延迟T6后输出；

若同时满足条件十和条件七时，则跳GCB信号，停励磁系统；

若同时满足条件十一和条件十二时，投机械制动闸，制动闸上腔排气。

优选的方案中，所述的条件一中的上导瓦温停机报警值设定为70-80℃。

优选的方案中，所述的条件二中的推力瓦温停机报警值设定为80-90℃。

优选的方案中，所述的条件三中的下导瓦温停机报警值设定为70-80℃。

优选的方案中，所述的条件四中的水导瓦温停机报警值设定为65-75℃。

优选的方案中，所述的条件五中，设定机械过速液压行程回路动作值为2.5-3.5MPa；当机械过速装置动作，液控阀立即切换，控制油路切换至回油管路，其压力会迅速下降至接近0MPa。

优选的方案中，所述的条件六中， T1为400-600ms，T2为400-600ms，T3为400-600ms。

优选的方案中，所述的T4为20-40s，T5为400-500s，T6为1-3s。

优选的方案中，所述的步骤1中，投入调速器紧急停机电磁阀、启动高压油系统和停调速系统的发令命令为3S脉冲；步骤2中，水机后备事故复归命令为3S脉冲。

但若步骤2中得到水机后备事故人工复归命令，停止步骤2的输出，即复归水机后备事故流程。

本专利可达到以下有益效果：

为了消除传统水机后备保护潜在的隐患,有效避免了信号误动引起的巨型机组非停,以及信号拒动造成的设备损坏，在确保机组安全、经济、可靠运行的前提条件下，本发明提出一种巨型水电机组水机后备保护方法，功能完整，能发挥水机后备保护作用，进而确保电力设备安全稳定运行。

充分利用程序条件判断、科学合理的流程来执行巨型水电机组水机后备保护停机，消除传统水机继电器后备保护潜在的隐患，彻底消除了单点误动出口风险隐患，同时解决了传统继电器回路的可扩展性差、信号可追忆性差等缺点，而且不影响保护动作的可靠性，安全性、经济性、实用性均得到了大幅提升。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明逻辑图；

图2为图1中A区域图;

图3为图1中B区域图。

图中：第一模块1、第二模块2、第三模块3、第四模块4、第五模块5、第六模块6、第七模块7、第八模块8、第九模块9、第十模块10、第十一模块11。

具体实施方式

实施例1：

优选的方案如图1至图3所示，一种巨型水电机组水机后备保护方法，执行步骤1的前提判断条件如下：

条件一：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到上导瓦温停机计数器大于1，同时上导瓦温过高保护连片投入；巨型水轮发电机组上导瓦一般有若干块，每块瓦安装一支RTD将测量的瓦温上送水机后备系统，瓦温达到水轮发电机上导瓦温停机报警值时开始计数，当计数器大于1时出口动作实现两点停机；

优选地，根据上导瓦材质所述设定上导瓦温停机报警值一般为75℃；上述上导瓦温过高保护连片为水机后备系统一个硬压板。

条件二：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到推力瓦温停机计数器大于1，同时推力瓦温过高保护连片投入；巨型水轮发电机组推力瓦一般有若干块，每块瓦安装一支RTD将测量的瓦温上送水机后备系统，瓦温达到水轮发电机推力瓦温停机报警值时开始计数，当计数器大于1时出口动作实现两点停机；

优选地，根据推力瓦材质所述设定推力瓦温停机报警值一般为85℃；上述推力瓦温过高保护连片为水机后备系统一个硬压板。

条件三：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到下导瓦温停机计数器大于1，同时下导瓦温过高保护连片投入；巨型水轮发电机组下导瓦一般有若干块，每块瓦安装一支RTD将测量的瓦温上送水机后备系统，瓦温达到水轮发电机下导瓦温停机报警值时开始计数，当计数器大于1时出口动作实现两点停机；

优选地，根据下导瓦材质所述设定下导瓦温停机报警值一般为75℃；上述下导瓦温过高保护连片为水机后备系统一个硬压板。

条件四：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到下水导瓦温停机计数器大于1，同时水导瓦温过高保护连片投入；巨型水轮发电机组水导瓦一般有若干块，每块瓦安装一支RTD将测量的瓦温上送水机后备系统，瓦温达到水轮发电机水导瓦温停机报警值时开始计数，当计数器大于1时出口动作实现两点停机；

优选地，根据水导瓦材质所述设定水导瓦温停机报警值一般为70℃；上述水导瓦温过高保护连片为水机后备系统一个硬压板。

条件五：巨型水轮发电机组运行或备用中，检测到机械过速行程开关动作，同时机械过速液压行程回路动作，同时机械过速保护连片保护连片投入；

机械过速行程开关一般安装于水轮发电机组水车室机械过速装置上，一旦飞摆动作会触碰过速装置动作，进而导致机械过速行程开关动作，将机械过速行程开关动作信号上送水机后备系统；机械过速液压行程回路动作信号是由机械过速装置控制油路上压力开关动作后上送水机后备系统信号，具体原理为：当机械过速装置动作，液控阀立即切换，该控制油路切换至回油管路，其压力会迅速下降至接近0MPa，优选地，所述设定机械过速液压行程回路动作值一般为3MPa；上述机械过速保护连片保护连片为水机后备系统一个硬压板。

条件六：满足条件五，或者满足调速器紧急停机按钮动作信号且延时T1后输出，或者满足模拟屏紧急停机按钮动作信号且延时T2后输出，或者满足水机后备柜紧急停机按钮动作信号且延时T3后输出；

调速器紧急停机按钮动作信号且延时T1后输出，优选地，所述设定T1一般为500ms；

模拟屏紧急停机按钮动作信号且延时T2后输出，优选地，所述设定T2一般为500ms；

水机后备柜紧急停机按钮动作信号且延时T3后输出，优选地，所述设定T3一般为500ms；调速器紧急停机按钮安装于调速器液压系统控制柜，模拟屏紧急停机按钮安装于中控室模拟屏，水机后备柜紧急停机按钮安装于水机后备柜，该停机按钮动作信号分别上送水机后备系统。

步骤1：满足条件一、条件二、条件三、条件四和条件六中任意一项或多项时，投入调速器紧急停机电磁阀，启动高压油系统，停调速器系统；

若满足条件六，通过投入事故配压阀，快速将水轮发电机组导叶关闭；

条件五与条件六的四个输出条件相或后输出，一路输出与第七模块7一个输入相连，另一路输出为发令投入事故配压阀，优选地，发令命令一般为3S脉冲。其中第七模块7为或门。通过投入事故配压阀，快速将水轮发电机组导叶关闭。

条件一与条件二与条件三与条件四与条件六的一路输出的五个输出条件相或后输出；其中一路输出与第八模块8的 S引脚输入相连，另一路输出分别发令投入调速器紧急停机电磁阀、启动高压油系统、停调速系统，优选地，发令命令一般为3S脉冲。

步骤2：水机后备机械事故动作，水机后备保护动作；

第七模块7一路输出与第八模块8的S引脚输入相连，水机后备事故复归命令与第八模块8的R引脚输入相连，当第七模块7的一路输出为1时，第八模块8输出保持为1输出，当水机后备事故复归命令动作后第八模块8输出保持为0，优选地，水机后备事故复归命令一般为3S脉冲；输出一路输出为水机后备机械事故动作信号，第二路输出为水机后备保护动作（送LCU），第三路输出且延时T5后与第十一模块11的一个输入相连，优选地，所述设定T5一般根据巨型水轮发电机组转速从100%下降到15%所用的时间，一般为450S。

步骤3：执行步骤3的前提条件如下：

条件七：水机后备机械事故动作；

条件八：水机后备机械事故动作延迟T4后输出；

条件九：导叶位置空载以下动作；

条件十：满足条件八或条件九；

条件十一：水机后备机械事故动作或水机后备保护动作（送LCU），延迟T5后输出；

条件十二：机组转速<15%，延迟T6后输出；

若同时满足条件十和条件七时，则跳GCB信号，停励磁系统；

若同时满足条件十一和条件十二时，投机械制动闸，制动闸上腔排气。

水机后备机械事故动作信号且延时T4后输出与导叶位置空载以下动作信号动作相或后输出，该信号进而与水机后备机械事故动作信号相与后输出，分别发令跳GCB信号、停励磁系统，优选地，发令命令一般为3S脉冲；优选地，所述设定T4一般根据巨型水轮发电机组导叶从全开到全关所用时间，一般为30S。

第八模块8第三路输出且延时T5后与机组转速<15%动作且延时T6后相与后输出，分别发令投机械制动闸、制动闸上腔排气，优选地，发令命令一般为3S脉冲；优选地，所述设定T6一般为2S。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。