一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统的制作方法

1.本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统。


背景技术：

2.水轮发电机组为了防止机组飞逸都设计有机械过速保护装置，当前普遍采用瑞典图拉伯、福伊特等公司生产的机械过速装置，机组发生过速时该装置通过重锤击发飞摆的方式切换油路关闭水轮机导水叶防止机组飞逸。为了实现过速冗余保护，该装置设计了1组位置反馈节点直接送至机组现地控制单元水轮机后备保护回路，当该反馈节点动作时，可直接触发水轮机后备保护流程和落门流程实现机组紧急停机。这组用于触发水轮机后备保护的节点实际上存在单点误动保护出口风险隐患，不仅对于大型水轮发电机组的安全运行形成潜在风险，对于输电网的安全稳定也造成极大威胁，一旦大型水轮发电机组发生过速节点误动机组全停将对电网造成巨大冲击，严重时可能导致系统低频振荡，甚至电网解列。


技术实现要素：

3.本发明提供一种基于异构信号冗余的水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，解决了因机械过速装置反馈节点误动导致的水轮机保护误出口问题，同时并不影响机组过速保护动作的可靠性，进一步完善了水轮机后备保护的容错机制，消除了影响机组安全运行的单点误动风险隐患。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
5.一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，包括机械过速装置，所述机械过速装置上连接有调速器压力油控制管路以及调速器回油管路；
6.所述调速器压力油控制管路上设有压力开关161fc～164fc，压力开关161fc～164fc为机械过速装置位置反馈节点，联动与过速装置的摆杆动作，反馈机械过速装置动作状态；
7.所述调速器压力油控制管路上还设有压力开关101fc，压力开关101fc用于机械过速装置控制油路油压监测，通过油压变化间接反馈机械过速装置动作状态。
8.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，此时压力开关动作发出信号，同时机械过速开关摆杆动作联动位置反馈节点动作，发出信号，两路信号同时到达水轮机后备回路触发机械过速保护动作。
9.进一步方案为，所述压力开关101fc用于监测其液压回路状态，将该机械过速装置液压回路状态监测开关信号和机械过速装置位置反馈节点两种不同动作原理的监测信号双重冗余后触发水轮机后备机械过速保护。
10.进一步方案为，水轮机后备控制逻辑由“机组机械过速装置液压回路动作”与“纯机械过速保护装置动作”两路异构信号冗余判断后触发机组机械过速保护。
11.进一步方案为，机组机械过速装置液压回路压力开关与机械过速保护装置反馈位
置节点同时以串联方式接入水轮机后备过速保护动作回路。
12.本发明的有益效果在于：
13.本发明的一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，通过机械过速装置液压回路状态和机械过速装置位置反馈节点异构信号双重冗余后触发水轮机后备机械过速保护，不仅可有效的避免因过速装置反馈节点误动导致的单点误出口水轮机保护隐患，而且不影响过速保护装置动作的可靠性。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明系统结构图。
16.图2为本发明水轮机后备机械过速停机保护逻辑图。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
18.在任一实施例中，如图1-2所示，本发明的一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，包括机械过速装置，所述机械过速装置上连接有调速器压力油控制管路以及调速器回油管路；
19.所述调速器压力油控制管路上设有压力开关161fc～164fc，压力开关161fc～164fc为机械过速装置位置反馈节点，联动与过速装置的摆杆动作，反馈机械过速装置动作状态；
20.所述调速器压力油控制管路上还设有压力开关101fc，压力开关101fc用于机械过速装置控制油路油压监测，通过油压变化间接反馈机械过速装置动作状态。
21.水轮机后备控制逻辑由“机组机械过速装置液压回路动作”与“纯机械过速保护装置动作”两路异构信号冗余判断后出口机组机械过速保护。
22.压力开关101fc监测其液压回路状态，将该机械过速装置液压回路状态监测开关信号和机械过速装置位置反馈节点两种不同动作原理的监测信号双重冗余后触发水轮机后备机械过速保护。
23.根据信号测量原理以及机械过速装置动作原理，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左右，此时压力开关动作发出信号，同时机械过速开关摆杆动作联动位置反馈节点动作，发出信号，两路信号同时到达水轮机后备回路经冗余判断后触发机械过速保护动作。极端情况下，机械过速装置动作但是过速位置开关或者压力监测开关有一路或者两路信号均拒动，由于油路已经切换水轮机导水叶实际关闭，仍能有效防止机组飞逸，因此增设的压力监测开关并不影响机械过
速装置可靠动作，但是可以有效避免因过速装置反馈节点误动导致的水轮机保护单点误出口的风险。
24.1、机组过速装置动作特征；
25.水轮发电机组机械过速时，过速装置重锤飞出击发飞摆切换油路关闭水轮机导水叶，此时由于油路从控制油路切换到回油油路，油压会从额定油压降至0左右，降幅非常明显，压力开关根据油压变化及时动作发出信号，同时摆杆联动过速位置反馈节点动作，也发出信号，两路信号测量原理不同，但是都能准确反馈机械过速装置动作状态。
26.2、水轮机后备保护动作原理；
27.对于采用plc装置的水轮机后备保护装置，机组机械过速装置液压回路压力开关信号直接接入其plc模块的di采集模板中，机械过速保护装置反馈位置节点接入plc模块的非同一块di采集模板中，“机组机械过速装置液压回路动作”与“纯机械过速保护装置动作”取“与”逻辑冗余判断后，触发水轮机后备保护。
28.对于采用硬接线回路的水轮机后备保护装置，机组机械过速装置液压回路压力开关与机械过速保护装置反馈位置节点同时以串联方式接入水轮机后备过速保护动作回路，这样只有两个信号同时动作才能触发水轮机后备过速保护，避免了单点误动保护出口隐患。
29.因此，通过机械过速装置液压回路状态和机械过速装置位置反馈节点异构信号双重冗余后触发水轮机后备机械过速保护，不仅可有效的避免因过速装置反馈节点误动导致的单点误出口水轮机保护隐患，而且不影响过速保护装置动作的可靠性。
30.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，其特征在于，包括机械过速装置，所述机械过速装置上连接有调速器压力油控制管路以及调速器回油管路；所述调速器压力油控制管路上设有压力开关161fc～164fc，压力开关161fc～164fc为机械过速装置位置反馈节点，联动与过速装置的摆杆动作，反馈机械过速装置动作状态；所述调速器压力油控制管路上还设有压力开关101fc，压力开关101fc用于机械过速装置控制油路油压监测，通过油压变化间接反馈机械过速装置动作状态。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，此时压力开关动作发出信号，同时机械过速开关摆杆动作联动位置反馈节点动作，发出信号，两路信号同时到达水轮机后备回路触发机械过速保护动作。2.如权利要求1所述的一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，其特征在于，所述压力开关101fc用于监测其液压回路状态，将该机械过速装置液压回路状态监测开关信号和机械过速装置位置反馈节点两种不同动作原理的监测信号双重冗余后触发水轮机后备机械过速保护。3.如权利要求1所述的一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，其特征在于，水轮机后备控制逻辑由“机组机械过速装置液压回路动作”与“纯机械过速保护装置动作”两路异构信号冗余判断后触发机组机械过速保护。4.如权利要求1所述的一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，其特征在于，机组机械过速装置液压回路压力开关与机械过速保护装置反馈位置节点同时以串联方式接入水轮机后备过速保护动作回路。

技术总结
本发明公开了一种水轮发电机组机械过速故障停机判断系统，通过机械过速装置液压回路状态和机械过速装置位置反馈节点异构信号双重冗余后触发水轮机后备机械过速保护，不仅可有效的避免因过速装置反馈节点误动导致的单点误出口水轮机保护隐患，而且不影响过速保护装置动作的可靠性。装置动作的可靠性。装置动作的可靠性。


技术研发人员：任刚 徐龙 汪林 丁萁琪 刘超
受保护的技术使用者：三峡金沙江川云水电开发有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/6