一种桨叶失联保护停机方法、系统、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及工业控制技术领域，具体而言，涉及一种桨叶失联保护停机方法、系统、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.轴流转桨式水轮机适用于中低水头、大流量的水电站，有功调整灵活，在电网中可承担调峰、调频等任务。由于轴流式水轮机运行水头低，运行水头变化快且范围大，且机组固有的单位流量大，产生水力不平衡的概率比较大，尤其当出现桨叶失联、导叶/桨叶不协联等重大故障时，水轮发电机组会出现功率波动、强烈异常振动等情况，对电站设备设施及电网安全产生巨大危害。
3.因此，提供一种应对轴流转桨式水轮机桨叶失联机械事故的保护停机方法，及时判定机组桨叶失联等故障引发的异常状态，快速作出停机响应，对电站和电网的安全稳定运行有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种应对轴流转桨式水轮机桨叶失联机械事故的保护停机方法，通过设置事故停机功能软压板，引入机组转速、下导摆度过大、水导摆度过大、顶盖振动过大信号作为机组桨叶失联机械事故的综合判据，进而触发保护停机流程，及时将机组停运，可有效避免电站设备设施损坏和电网振荡等风险，以解决背景技术中所指出的问题。
5.本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种桨叶失联保护停机方法，应用于轴流转浆式水轮机控制系统，所述桨叶失联保护停机方法包括：
6.获取水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态；
7.将所述水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态作为桨叶失联事故的综合判据，判断是否满足预先设置的既定保护停机逻辑；
8.如果是，则按照所述既定保护停机逻辑向水轮机对应的受控设备发出控制信号，触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制。
9.根据一种优选实施方式，所述水轮机运行振动摆度数据的测点包括：顶盖x向水平振动、顶盖y向水平振动、下导轴承x向摆度，下导轴承y向摆度、水导轴承x向摆度以及水导轴承y向摆度。
10.根据一种优选实施方式，所述既定保护停机逻辑包括下述的一项或多项：
11.顶盖x向水平振动峰峰值或顶盖y向水平振动峰峰值大于第一预设阈值；
12.下导轴承x向摆度峰峰值或下导轴承y向摆度峰峰值大于第二预设阈值；
13.水导轴承x向摆度峰峰值或水导轴承y向摆度峰峰值大于第三预设阈值；
14.转速大于第四预设阈值；以及，
15.事故停机功能软压板退出。
16.根据一种优选实施方式，若所述既定保护停机逻辑中顶盖x向水平振动峰峰值或顶盖y向水平振动峰峰值大于第一预设阈值，且下导轴承x向摆度峰峰值或下导轴承y向摆度峰峰值大于第二预设阈值，且水导轴承x向摆度峰峰值或水导轴承y向摆度峰峰值大于第三预设阈值，且转速大于第四预设阈值，且事故停机功能软压板退出，则判定水轮机运行状态为桨叶失联。
17.根据一种优选实施方式，所述触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制的步骤中，桨叶失联事故停机流程基于控制信号延时触发。
18.本发明还提供一种桨叶失联保护停机装置，应用于轴流转浆式水轮机控制系统，所述装置包括：
19.获取模块，用于获取水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态；
20.判断模块，用于将水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态作为桨叶失联事故的综合判据，判断是否满足预先设置的既定保护停机逻辑；
21.控制模块，用于所述判断模块的判断结果为是时，则按照所述既定保护停机逻辑向水轮机对应的受控设备发出控制信号，触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制。
22.本发明还提供一种电子设备，包括：
23.存储器，所述存储器存储执行指令；以及
24.处理器，所述处理器执行所述存储器存储的执行指令，使得所述处理器执行如上述所述的方法。
25.本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时实现如上述所述的方法。
26.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本发明所提供的桨叶失联保护停机方法，通过设置事故停机功能软压板，引入机组转速、下导摆度过大、水导摆度过大、顶盖振动过大信号等振摆数据作为机组桨叶失联机械事故的综合判据，进而触发保护停机流程，及时将机组停运，可有效规避事故进一步恶化，最大限度降低电站设备设施损坏程度和电网波动灾害。
附图说明
27.图1为本发明实施例1提供的桨叶失联保护停机方法的流程示意图；
28.图2为本发明实施例1提供的桨叶失联保护停机方法硬件结构示意图；
29.图3为本发明实施例1提供的桨叶失联事故的保护停机逻辑图。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.实施例1
32.本实施例提供一种桨叶失联保护停机方法，适用于轴流转浆式水轮机控制系统，
如图1所示为其流程示意图，具体保护停机方法包括如下步骤：
33.1)、数据获取步骤，具体步骤如下：
34.1.1)、采用振摆信号采集箱获取水轮机运行振摆数据，在本实施例的一种实施方式中，参见图2所示，采用设置的振动传感器获取顶盖振动的电压模拟量信号，以及采用摆度传感器获取下导轴承和水导轴承摆度的电压模拟量信号，本实施例振动传感器采用的型号为奥技异dps系列低频振动传感器，摆度传感器采用的型号为rockwell 1442-dr-5890；各传感器具体测点布置如下：顶盖x向水平振动、顶盖y向水平振动、下导轴承x向摆度，下导轴承y向摆度、水导轴承x向摆度以及水导轴承y向摆度；进一步地将各测点的传感器接入振摆信号采集箱中，由振摆信号采集箱将各传感器电压模拟量信号汇集到同一端口，进行统一上传，本实施例振摆信号采集箱所采用的型号为奥技异spu2100；进一步地，由振摆信号采集箱将汇集的电压模拟量信号送至工业平板电脑进行信号处理，信号处理后经串口通讯板接入plc控制器中，完成振摆数据的采集，本实施例工业平板电脑所采用的型号为奥技异p150-4m，plc控制器所采用的型号为南瑞mb80cpu722ez，串口通讯板所采用的型号为南瑞mb80cpm018。
35.1.2)、采用测速传感器获取水轮机转速的电压模拟量信号，进一步地将测速传感器电压模拟量信号引入测速装置，测速装置将采集到的转速4-20ma模拟量信号采用硬接线的方式上传至plc控制器中，本实施例测速传感器所采用的型号为图尔克bi4u-m12-an6x，测速装置所采用的型号为南瑞sj-22d。
36.1.3)、在水轮机组监控系统上位机内设置事故停机功能软压板，用于投入和退出机组振摆过大事故停机功能；对事故停机功能软压板运行状态进行监测，将事故停机功能软压板退出信号上传至plc控制器中。
37.2)、事故判断步骤，参见图3所示，具体步骤如下：
38.2.1)、将所述水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态作为桨叶失联事故的综合判据，判断是否满足预先设置的既定保护停机逻辑；如果是，则按照所述既定保护停机逻辑向水轮机对应的受控设备发出控制信号，触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制。
39.具体到本实施例的一种实施方式中，所述既定保护停机逻辑包括下述的一项或多项：
40.2.1.1)、顶盖x向水平振动峰峰值或顶盖y向水平振动峰峰值大于第一预设阈值a；
41.2.1.2)、下导轴承x向摆度峰峰值或下导轴承y向摆度峰峰值大于第二预设阈值b；
42.2.1.3)、水导轴承x向摆度峰峰值或水导轴承y向摆度峰峰值大于第三预设阈值c；
43.2.1.4)、转速大于第四预设阈值d，在一种优选实施方式中，第四预设阈值d为95％额定转速；
44.2.1.5)、事故停机功能软压板退出。
45.需要说明的是，根据上述逻辑可进行任意组合进行停机逻辑的设定，在本实施例的一种实施方式中，既定保护停机逻辑为：顶盖x向水平振动峰峰值或顶盖y向水平振动峰峰值大于第一预设阈值，且下导轴承x向摆度峰峰值或下导轴承y向摆度峰峰值大于第二预设阈值，且水导轴承x向摆度峰峰值或水导轴承y向摆度峰峰值大于第三预设阈值，且转速大于第四预设阈值，且事故停机功能软压板退出，则判定水轮机运行状态为桨叶失联。
46.进一步地，所述触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制的步骤中，桨叶失联事故停机流程基于控制信号延时触发，在本实施例的一种实施方式中，下导轴承摆度过大，且水导轴承摆度过大，且顶盖振动多大判定的具体阈值a、b、c以及触发桨叶失联机械事故停机流程的延时时间根据电站实际情况进行调整，此处将阈值a、b、c设置为1，但并不做具体限制。
47.综上所述，本发明所提供的桨叶失联保护停机方法，通过设置事故停机功能软压板，引入机组转速、下导摆度过大、水导摆度过大、顶盖振动过大信号等振摆数据作为机组桨叶失联机械事故的综合判据，进而触发保护停机流程，及时将机组停运，可有效规避事故进一步恶化，最大限度降低电站设备设施损坏程度和电网波动灾害。
48.进一步地，本实施例还提供一种桨叶失联保护停机装置，应用于轴流转浆式水轮机控制系统，所述装置包括：获取模块，用于获取水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态；判断模块，用于将水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态作为桨叶失联事故的综合判据，判断是否满足预先设置的既定保护停机逻辑；控制模块，用于所述判断模块的判断结果为是时，则按照所述既定保护停机逻辑向水轮机对应的受控设备发出控制信号，触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制。
49.进一步地，本实施例还提供一种电子设备，包括：存储器，所述存储器存储执行指令；以及处理器，所述处理器执行所述存储器存储的执行指令，使得所述处理器执行如上述所述的方法。
50.进一步地，本实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时实现如上述所述的方法。
51.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种桨叶失联保护停机方法，其特征在于，应用于轴流转浆式水轮机控制系统，所述桨叶失联保护停机方法包括：获取水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态；将所述水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态作为桨叶失联事故的综合判据，判断是否满足预先设置的既定保护停机逻辑；如果是，则按照所述既定保护停机逻辑向水轮机对应的受控设备发出控制信号，触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制。2.如权利要求1所述的桨叶失联保护停机方法，其特征在于，所述水轮机运行振动摆度数据的测点包括：顶盖x向水平振动、顶盖y向水平振动、下导轴承x向摆度，下导轴承y向摆度、水导轴承x向摆度以及水导轴承y向摆度。3.如权利要求2所述的桨叶失联保护停机方法，其特征在于，所述既定保护停机逻辑包括下述的一项或多项：顶盖x向水平振动峰峰值或顶盖y向水平振动峰峰值大于第一预设阈值；下导轴承x向摆度峰峰值或下导轴承y向摆度峰峰值大于第二预设阈值；水导轴承x向摆度峰峰值或水导轴承y向摆度峰峰值大于第三预设阈值；转速大于第四预设阈值；以及，事故停机功能软压板退出。4.如权利要求3所述的桨叶失联保护停机方法，其特征在于，若所述既定保护停机逻辑中顶盖x向水平振动峰峰值或顶盖y向水平振动峰峰值大于第一预设阈值，且下导轴承x向摆度峰峰值或下导轴承y向摆度峰峰值大于第二预设阈值，且水导轴承x向摆度峰峰值或水导轴承y向摆度峰峰值大于第三预设阈值，且转速大于第四预设阈值，且事故停机功能软压板退出，则判定水轮机运行状态为桨叶失联。5.如权利要求4所述的桨叶失联保护停机方法，其特征在于，所述触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制的步骤中，桨叶失联事故停机流程基于控制信号延时触发。6.一种桨叶失联保护停机装置，其特征在于，应用于轴流转浆式水轮机控制系统，所述装置包括：获取模块，用于获取水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态；判断模块，用于将水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态作为桨叶失联事故的综合判据，判断是否满足预先设置的既定保护停机逻辑；控制模块，用于所述判断模块的判断结果为是时，则按照所述既定保护停机逻辑向水轮机对应的受控设备发出控制信号，触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制。7.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，所述存储器存储执行指令；以及处理器，所述处理器执行所述存储器存储的执行指令，使得所述处理器执行如权利要求1至5任一项所述的方法。8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及工业控制技术领域，具体涉及一种桨叶失联保护停机方法、系统、电子设备及存储介质，方法包括：获取水轮机运行振摆数据、转速以及事故停机功能软压板运行状态；将上述数据作为桨叶失联事故的综合判据，判断是否满足预先设置的既定保护停机逻辑；如果是，则按照既定保护停机逻辑向水轮机对应的受控设备发出控制信号，触发桨叶失联事故停机流程进行停机控制。本发明通过设置事故停机功能软压板，引入机组转速、下导摆度过大、水导摆度过大、顶盖振动过大信号等振摆数据作为机组桨叶失联机械事故的综合判据，进而触发保护停机流程，及时将机组停运，可有效规避事故进一步恶化，最大限度降低电站设备设施损坏程度和电网波动灾害。动灾害。动灾害。


技术研发人员：李雨通 李民希 战永胜 任保瑞 张树忠 廖润 郑德芳 李桃 苏纬强 许明勇 徐学琴 赵海英 李家军 唐飙 安军
受保护的技术使用者：雅砻江流域水电开发有限公司
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/5/31