一種抽水蓄能機組sfc的啟動控制電路的製作方法
2024-01-28 20:28:15 2
一種抽水蓄能機組sfc的啟動控制電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路，該啟動控制電路的電路結構簡單，SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程也較為簡單，因此控制流程也較為簡單，在發生突發事故時易於及時快速的做出處理。包括：抽水蓄能機組、LCU5、SFC、勵磁系統和監控系統；SFC與LCU5電連接，抽水蓄能機組與LCU5電連接，SFC與抽水蓄能機組電連接，SFC與勵磁系統電連接，SFC與監控系統電連接，勵磁系統與監控系統電連接，LCU5與監控系統電連接，抽水蓄能機組與監控系統電連接，抽水蓄能機組與勵磁系統電連接。本實用新型主要用在抽水蓄能機組啟動技術中。
【專利說明】一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及抽水蓄能機組啟動【技術領域】，尤其涉及一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路。
【背景技術】
[0002]現有抽水蓄能電站一般採用背靠背、全壓或降壓等方式來拖動抽水蓄能機組的啟動。全壓和降壓啟動方式是機組直接(全壓)或經阻抗或變壓器(半壓)併入電網，全壓和降壓啟動方式適用於中小容量的機組，如果機組容量大，則併網時對電網和機組自身的衝擊都較大。背靠背啟動方式的電路結構較為複雜，使得順控流程也較為複雜，如若發生突發事故時較難及時快速的做出處理。如果機組容量大，則必須採取減少衝擊的「軟」啟動方式，目前最常用的是採用SFC(即靜止啟動變頻器)來啟動大容量的抽水蓄能機組，但目前SFC啟動大容量抽水蓄能機組的控制過程比較複雜，如若發生突發事故時較難及時快速的做出處理。
實用新型內容
[0003]本實用新型是為了解決現有SFC啟動大容量抽水蓄能機組的控制過程比較複雜，在發生突發事故較難及時快速做出處理的不足，提供一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路，該啟動控制電路的電路結構簡單，SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程也較為簡單，因此控制流程也較為簡單，在發生突發事故時易於及時快速的做出處理。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案:
[0005]一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路，包括:抽水蓄能機組、IXU5、SFC、勵磁系統和監控系統；SFC與IXU5電連接，抽水蓄能機組與IXU5電連接，SFC與抽水蓄能機組電連接，SFC與勵磁系統電連接，SFC與監控系統電連接，勵磁系統與監控系統電連接，LCU5與監控系統電連接，抽水蓄能機組與監控系統電連接，抽水蓄能機組與勵磁系統電連接。
[0006]本方案中，SFC為靜止啟動變頻器，IXU5為現地控制單元。本方案啟動控制電路的電路結構簡單，SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程也較為簡單，因此控制流程也較為簡單，在發生突發事故時易於及時快速的做出處理。本方案啟動控制電路的啟動控制電路為:
[0007](I)由監控系統給抽水蓄能機組的輔助設備發出啟動的指令來啟動抽水蓄能機組的輔助設備，所述抽水蓄能機組的輔助設備包括:推力軸承的高壓注油泵、供水泵和傳導軸承的油盆排油霧泵；
[0008](2)由監控系統給抽水蓄能機組的換相刀發出合刀指令，將換相刀合於抽水蓄能機組的電動機方向；由監控系統給抽水蓄能機組的機械制動器發出退出指令，讓抽水蓄能機組機械制動器退出；由監控系統給LCU5的母線閘刀發出合閘指令，將母線閘刀合上；
[0009](3)由監控系統向IXU5發出SFC啟動準備的指令，由IXU5和SFC共同完成抽水蓄能機組由SFC啟動前的準備工作,所述抽水蓄能機組啟動前的準備工作包括:
[0010](3.1)由IXU5打開SFC的輸入變、輸出變和功率櫃的冷卻水電動閥；
[0011](3.2)由IXU5給SFC發出上電指令，SFC的控制邏輯會自動合上SFC的諧波濾波器開關，並啟動SFC的輔助設備；所述SFC的輔助設備包括:輸入輸出變油泵、去離子水泵、冷卻風扇和外部冷卻水電動閥；SFC的輔助設備啟動後，SFC給LCU5發送SFC的輔助設備啟動成功的信號；
[0012](3.3) SFC請求IXU5根據抽水蓄能電站的主變壓器的運行狀況來判斷SFC合上的是哪一路輸入開關，輸入開關合上後，SFC便進入了熱備用狀態；
[0013](3.4) SFC向IXU5發出合上SFC輸出開關的指令，然後通過IXU5向抽水蓄能機組發送SFC啟動準備完成的信號；
[0014](4))由監控系統給抽水蓄能機組的被拖動閘刀發出合上指令，讓抽水蓄能機組的被拖動閘刀合上，並開啟抽水蓄能機組的迷宮環冷卻水閥；
[0015](5)由監控系統向勵磁系統發令使勵磁系統進入SFC啟動模式,勵磁系統自動執行所述SFC啟動模式的邏輯，併合上勵磁變低壓側開關和滅磁開關，把勵磁系統切換到恆勵磁電流調節工作方式，同時把恆勵磁電流設定值變為SFC啟動所需的勵磁電流值，然後向抽水蓄能機組發送勵磁準備完成的信號；
[0016](6)抽水蓄能機組向SFC發出SFC啟動的指令，SFC接到SFC發出的SFC啟動的指令後立即向勵磁系統發出釋放令，此時勵磁系統啟動，給抽水蓄能機組加上勵磁電流，同時給SFC發出勵磁模式已釋放的反饋信號，SFC收到該反饋信號後立即測量抽水蓄能機組的轉子的初始位置，進而將抽水蓄能機組拖動起來；
[0017](7)當抽水蓄能機組轉速大於抽水蓄能機組額定運行轉速的10%時，則啟動抽水蓄能機組調相壓水控制邏輯，用高壓氣體將轉輪室水位壓低，使抽水蓄能機組在空氣中旋轉，減輕SFC的啟動負荷；
[0018](8)當抽水蓄能機組轉速大於抽水蓄能機組額定運行轉速的90%，並且抽水蓄能機組的電壓大於抽水蓄能機組額定運行電壓的90%時，則使抽水蓄能機組進入自動準同期運行狀態；抽水蓄能機組同時向調速器發送調相運行指令，使抽水蓄能機組的出口開關合上後進入抽水調相工況運行狀態，抽水蓄能機組將SFC啟動指令復歸，SFC將閉鎖輸出電流後跳開輸出開關，讓SFC返回到熱備用狀態；如果在啟動之前設定了 SFC啟動抽水蓄能機組後轉為冷備用狀態，則SFC將發令LCU5跳開輸入開關，並延時停止SFC的輔助設備，關閉外部冷卻水電動閥；
[0019](9)由監控系統向IXU5發令拉開抽水蓄能機組的被拖動閘刀，由監控系統向勵磁系統發出工作於無功調節模式的指令，並且向LCU5發令拉開啟動母線閘刀的指令，至此完成SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程。
[0020]作為優選，還包括輸入開關、輸出開關和驅動母線，SFC和監控系統分別與輸入開關電連接，輸出開關與SFC電連接，驅動母線與輸出開關電連接。這種電路結構簡單，SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程也較為簡單，因此控制流程也較為簡單，在發生突發事故時易於及時快速的做出處理。
[0021]作為優選，還包括濾波器，輸入開關和監控系統分別與濾波器電連接。濾波器為各次諧波濾波的電流速斷和過電流保護，穩定性高。
[0022]作為優選，SFC包括:輸入變、網橋、直流電抗器、機橋、隔離刀閘和輸出變，輸入開關、網橋分別與輸入變電連接，機橋和網橋分別與直流電抗器電連接，機橋和輸出開關分別與隔離刀閘電連接，輸入變、網橋、直流電抗器、機橋、隔離刀閘和輸出變分別與監控系統電連接。這種電路結構，連接關係簡單，使得SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程也較為簡單，因此控制流程也較為簡單，在發生突發事故時易於及時快速的做出處理。
[0023]本實用新型能夠達到如下效果:
[0024]1、本方案啟動控制電路的電路結構簡單，SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程也較為簡單，因此控制流程也較為簡單，在發生突發事故時易於及時快速的做出處理。
[0025]2、本方案的電路結構簡單，使得該方案的電路安全性高，可靠性強、防護性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型的一種電路原理連接結構示意框圖。
[0027]圖2是本實用新型的SFC的外部接口示意圖。
[0028]圖3是本實用新型的SFC、監控系統、勵磁系統的相互聯繫示意圖。
[0029]圖4是本實用新型SFC、輸入開關、濾波器、驅動母線和監控系統的一種電路原理連接結構示意框圖。
【具體實施方式】
[0030]下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
[0031]實施例一:本實施例的一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路，如圖1所示，包括:抽水蓄能機組(100)、LCU5(200)、SFC(300)、勵磁系統(400)和監控系統(500) ;SFC與LCU5電連接，抽水蓄能機組與LCU5電連接，SFC與抽水蓄能機組電連接，SFC與勵磁系統電連接，SFC與監控系統電連接，勵磁系統與監控系統電連接，LCU5與監控系統電連接，抽水蓄能機組與監控系統電連接，抽水蓄能機組與勵磁系統電連接。參見圖4所示，還包括輸入開關
(11)、輸出開關(17)和驅動母線(18)，SFC和監控系統分別與輸入開關電連接，輸出開關與SFC電連接，驅動母線與輸出開關電連接。還包括濾波器(19)，輸入開關和監控系統分別與濾波器電連接。SFC包括:輸入變(12)、網橋(13)、直流電抗器(14)、機橋(15)、隔離刀閘
(16)和輸出變(20),輸入開關、網橋分別與輸入變電連接,機橋和網橋分別與直流電抗器電連接，機橋和輸出開關分別與隔離刀閘電連接，輸入變、網橋、直流電抗器、機橋、隔離刀閘和輸出變分別與監控系統電連接。
[0032]參見圖3所示,該啟動控制電路的啟動控制方法包括如下步驟:
[0033](I)由監控系統給抽水蓄能機組的輔助設備發出啟動的指令來啟動抽水蓄能機組的輔助設備，所述抽水蓄能機組的輔助設備包括:推力軸承的高壓注油泵、供水泵和傳導軸承的油盆排油霧泵；
[0034](2)由監控系統給抽水蓄能機組的換相刀發出合刀指令，將換相刀合於抽水蓄能機組的電動機方向；由監控系統給抽水蓄能機組的機械制動器發出退出指令，讓抽水蓄能機組機械制動器退出；由監控系統給LCU5的母線閘刀發出合閘指令，將母線閘刀合上；
[0035](3)由監控系統向IXU5發出SFC啟動準備的指令，由IXU5和SFC共同完成抽水蓄能機組由SFC啟動前的準備工作,所述抽水蓄能機組啟動前的準備工作包括:
[0036](3.1)由IXU5打開SFC的輸入變、輸出變和功率櫃的冷卻水電動閥；
[0037](3.2)由IXU5給SFC發出上電指令，SFC的控制邏輯會自動合上SFC的諧波濾波器開關，並啟動SFC的輔助設備；所述SFC的輔助設備包括:輸入輸出變油泵、去離子水泵、冷卻風扇和外部冷卻水電動閥；SFC的輔助設備啟動後，SFC給LCU5發送SFC的輔助設備啟動成功的信號；
[0038](3.3) SFC請求IXU5根據抽水蓄能電站的主變壓器的運行狀況來判斷SFC合上的是哪一路輸入開關，輸入開關合上後，SFC便進入了熱備用狀態；
[0039](3.4) SFC向IXU5發出合上SFC輸出開關的指令，然後通過IXU5向抽水蓄能機組發送SFC啟動準備完成的信號；
[0040](4))由監控系統給抽水蓄能機組的被拖動閘刀發出合上指令，讓抽水蓄能機組的被拖動閘刀合上，並開啟抽水蓄能機組的迷宮環冷卻水閥；
[0041](5)由監控系統向勵磁系統發令使勵磁系統進入SFC啟動模式,勵磁系統自動執行所述SFC啟動模式的邏輯，併合上勵磁變低壓側開關和滅磁開關，把勵磁系統切換到恆勵磁電流調節工作方式，同時把恆勵磁電流設定值變為SFC啟動所需的勵磁電流值，然後向抽水蓄能機組發送勵磁準備完成的信號；
[0042](6)抽水蓄能機組向SFC發出SFC啟動的指令，SFC接到SFC發出的SFC啟動的指令後立即向勵磁系統發出釋放令，此時勵磁系統啟動，給抽水蓄能機組加上勵磁電流，同時給SFC發出勵磁模式已釋放的反饋信號，SFC收到該反饋信號後立即測量抽水蓄能機組的轉子的初始位置，進而將抽水蓄能機組拖動起來。如果抽水蓄能機組轉速在40秒鐘之後還是小於抽水蓄能機組額定運行轉速的I %時，則讓抽水蓄能機組發出跳機指令，停止SFC對抽水蓄能機組的拖動。由IXU5給SFC發出上電的指令，當SFC收到IXU5發來的上電指令後，抽水蓄能機組就進入輔助設備起動過程和準備過程階段；當輔助設備起動過程和準備過程結束後，SFC便處於熱備用狀態；當SFC收到被啟動的抽水蓄能機組發來的SFC運行命令後，由SFC發出勵磁釋放指令，請求勵磁系統加上勵磁電流；收到勵磁系統的勵磁電流已經加入的信號時，SFC進入啟動過程階段，開始測量轉子初始位置，並慢慢拖動抽水蓄能機組轉動。
[0043](7)當抽水蓄能機組轉速大於抽水蓄能機組額定運行轉速的10%時，則啟動抽水蓄能機組調相壓水控制邏輯，用高壓氣體將轉輪室水位壓低，使抽水蓄能機組在空氣中旋轉，減輕SFC的啟動負荷；
[0044](8)當抽水蓄能機組轉速大於抽水蓄能機組額定運行轉速的90%，並且抽水蓄能機組的電壓大於抽水蓄能機組額定運行電壓的90%時，則使抽水蓄能機組進入自動準同期運行狀態；抽水蓄能機組同時向調速器發送調相運行指令，使抽水蓄能機組的出口開關合上後進入抽水調相工況運行狀態，抽水蓄能機組將SFC啟動指令復歸，SFC將閉鎖輸出電流後跳開輸出開關，讓SFC返回到熱備用狀態；如果在啟動之前設定了 SFC啟動抽水蓄能機組後轉為冷備用狀態，則SFC將發令IXU5跳開輸入開關，並延時停止SFC的輔助設備，關閉外部冷卻水電動閥。SFC啟動抽水蓄能機組分為低速運行階段和高速運行階段，使抽水蓄能機組平穩地產生從零到額定頻率值的變頻電源，同步拖動抽水蓄能機組進入抽水調相工況；由抽水蓄能機組調速器產生的5Hz測速信號來實現抽水蓄能機組低速運行階段和高速運行階段這兩個階段的切換，當抽水蓄能機組轉速小於5Hz時，SFC工作於脈衝耦合階段，當抽水蓄能機組轉速大於5Hz時SFC工作於同步運行階段；當抽水蓄能機組轉速大於抽水蓄能機組額定運行轉速的90%時，由監控系統啟動抽水蓄能機組的同期裝置，SFC進入同期調節模式階段，SFC接收抽水蓄能機組的同期裝置發來的頻率增減信號，由SFC調節抽水蓄能機組轉速直至併網；當SFC收到抽水蓄能機組開關合閘位置接點或者合閘繼電器接點的信號後，SFC將閉鎖輸出電流，然後SFC跳開輸出開關，SFC進入熱備用狀態，此時可以繼續啟動另外一臺抽水蓄能機組；如果不需要啟動另外一臺抽水蓄能機組，LCU5則根據操作員的要求向SFC發令繼續保持熱備用狀態或者進入冷備用狀態。
[0045](9)由監控系統向IXU5發令拉開抽水蓄能機組的被拖動閘刀，由監控系統向勵磁系統發出工作於無功調節模式的指令，並且向LCU5發令拉開啟動母線閘刀的指令，至此完成SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程。
[0046]如圖2所示，如果抽水蓄能機組共有四臺發電機，其中I?4號機的發電機開關合閘位置接點或合閘繼電器接點分別與SFC裝置外部送入端的用於停止SFC的埠連接。I?4號機發出的SFC運行命令及勵磁電流已經加入信號的接口端和IXU5發出的SFC上電令的接口端分別與用於啟動SFC，當任一命令丟失時停止SFC的埠連接。4臺機的同期裝置發出的轉速增減令的接口端和SFC輸入、輸出開關的分合閘位置接點分別與SFC裝置外部送入端的對應接口連接。抽水蓄能機組的機組頻率大於或小於5Hz信號的接口端與SFC裝置外部送入端的用於切換SFC的工作階段的埠連接。SFC裝置的SFC送出端上的I?4號機勵磁釋放令接口分別與抽水蓄能機組I?4號機的勵磁端連接。在SFC裝置的SFC送出端上設有I?4號機勵磁釋放令的接口，SFC可用的接口，SFC準備好的接口，SFC報警的接口，SFC跳閘的接口，輸入開關合閘令的接口，輸入開關分閘令的接口，輸出開關合閘令的接口，輸出開關分閘令的接口。這些接口分別與抽水蓄能機組上對應的接口連接。
[0047]本實施例啟動控制電路的電路結構簡單，SFC啟動抽水蓄能機組的整個過程也較為簡單，因此控制流程也較為簡單，在發生突發事故時易於及時快速的做出處理。該實施例的電路結構簡單，使得該方案的電路安全性高，可靠性強、防護性好。
[0048]上面結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但實現時不受上述實施例限制，本領域普通技術人員可以在所附權利要求的範圍內做出各種變化或修改。
【權利要求】
1.一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路，其特徵在於，包括:抽水蓄能機組、IXU5、SFC、勵磁系統和監控系統；SFC與IXU5電連接，抽水蓄能機組與IXU5電連接，SFC與抽水蓄能機組電連接，SFC與勵磁系統電連接，SFC與監控系統電連接，勵磁系統與監控系統電連接，LCU5與監控系統電連接，抽水蓄能機組與監控系統電連接，抽水蓄能機組與勵磁系統電連接。
2.根據權利要求1所述的一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路，其特徵在於，還包括輸入開關、輸出開關和驅動母線，SFC和監控系統分別與輸入開關電連接,輸出開關與SFC電連接，驅動母線與輸出開關電連接。
3.根據權利要求2所述的一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路，其特徵在於，還包括濾波器，輸入開關和監控系統分別與濾波器電連接。
4.根據權利要求2所述的一種抽水蓄能機組SFC的啟動控制電路，其特徵在於，SFC包括:輸入變、網橋、直流電抗器、機橋、隔離刀閘和輸出變，輸入開關、網橋分別與輸入變電連接，機橋和網橋分別與直流電抗器電連接，機橋和輸出開關分別與隔尚刀閘電連接，輸入變、網橋、直流電抗器、機橋、隔離刀閘和輸出變分別與監控系統電連接。
【文檔編號】H02P1/54GK203942470SQ201420311200
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】王青亞, 楊文道 申請人:國家電網公司, 國網新源控股有限公司, 華東桐柏抽水蓄能發電有限責任公司