一種基於轉速和功率信號的功率負荷不平衡保護判據的製作方法
2023-04-28 12:37:53 2
本發明涉及一種汽輪機保護領域，特別是一種基於轉速和功率信號的功率負荷不平衡保護判據。
背景技術：
大型汽輪機為避免超速運行，一般配置了功率負荷不平衡保護，該保護一般以機組電氣功率的標么值和中壓缸排氣壓力的標么值之差為動作判據，在機組發生故障時能夠快速動作關閉調門，有效降低汽輪機超速的最大值。但是該保護也存在誤動現象較為嚴重的問題。當功率變送器發生故障，如pt斷線時，可能誤動，當機組發生近端短路故障時，也容易誤動。
2011年，浙江電網先後發生多次功率負荷不平衡保護在電網單相瞬時故障期間誤動的案例，導致機組波動過大，甚至被誤切的情況。2015年，重慶電網也發生過功率負荷不平衡保護因pt斷電而誤動，導致機組持續波動的案例。這些案例充分說明，單一判據的功率負荷不平衡保護存在誤動風險，動作判據有待完善。
技術實現要素：
本發明的目的就是提供一種基於轉速和功率信號的功率負荷不平衡保護判據，能夠在保留保護快速性特點的同時，有效的避免由於功率變送器導致的誤動和機組近端短路導致誤動。
本發明的目的是通過這樣的技術方案實現的，基於轉速和功率信號的功率負荷不平衡保護判據，它包括有：所述步驟如下：
s1：判斷功率信號、轉速信號和中壓缸排氣壓力信號的測量點質量是否正常，如果正常，則進入步驟s4；否則，功率負荷不平衡保護閉鎖輸出；
s2：計算式其中，iact為中壓缸實際排氣壓力，in為中壓缸額定排氣壓力，pact為機組實際功率，pn為機組額定功率；判斷是否大於特定值cp，如果大於，則進入步驟s4；否則，持續判斷到大於特定值cp為止；
s3：判斷機組轉速n是否大於特定值cp，如果大於，則進入步驟s4；否則，持續判斷到大於特定值cp為止；
s4：判斷步驟s1、步驟s2、步驟s3是否同時滿足，如果是，則出口保護動作信號；否則不出口。
進一步，所述轉速信號與所述功率信號，兩者均大於特定值cp時，功率負荷不平衡保護動作信號。
進一步，所述步驟s1中，採用所述功率信號、所述轉速信號雙判據，用於判斷機組是否發生功率負荷不平衡。
進一步，所述轉速信號判據小於等於所述特定值cp時，閉鎖保護動作。
進一步，所述中壓缸排氣壓力的標么值與所述功率信號的標么值之差小於等於特定值cp時，閉鎖保護動作信號。
由於採用了上述技術方案，本發明具有如下的優點：
採用轉速信號、功率信號和中壓缸排氣壓力多判據，在保留保護快速性特點的同時，有效的避免由於功率變送器導致的誤動和機組近端短路導致的誤動；本發明首先判斷功率信號、中壓缸排氣壓力信號和轉速信號的測量點質量都為正常後，再判斷中壓缸排氣壓力的標么值與功率的標么值之差大於特定值和機組轉速大於特定值同時成立時，出口保護動作。
本發明的其他優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現和獲得。
附圖說明
本發明的附圖說明如下：
圖1為本發明的工作原理框圖。
圖2為本發明的功率負荷不平衡動作判斷方法。
圖3為本發明的出口保護動作判斷方法。
圖4為本發明的功率負荷不平衡動作保護轉速判據測試結果。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
實施例：如圖1～圖4所示，基於轉速和功率信號的功率負荷不平衡保護判據，其特徵在於：所述步驟如下：
s1：判斷功率信號、轉速信號和中壓缸排氣壓力信號的測量點質量是否正常，如果正常，則進入步驟s4；否則，功率負荷不平衡保護閉鎖輸出；
s2：計算式其中，iact為中壓缸實際排氣壓力，in為中壓缸額定排氣壓力，pact為機組實際功率，pn為機組額定功率；判斷是否大於特定值cp，如果大於，則進入步驟s4；否則，持續判斷到大於特定值cp為止；
s3：判斷機組轉速n是否大於特定值cp，如果大於，則進入步驟s4；否則，持續判斷到大於特定值cp為止；
s4：判斷步驟s1、步驟s2、步驟s3是否同時滿足，如果是，則出口保護動作信號；否則不出口。
進一步，所述轉速信號與所述功率信號，兩者均大於特定值cp時，功率負荷不平衡保護動作信號。
進一步，所述步驟s1中，採用所述功率信號、所述轉速信號雙判據，用於判斷機組是否發生功率負荷不平衡。
進一步，所述轉速信號判據小於等於所述特定值cp時，閉鎖保護動作。
進一步，所述中壓缸排氣壓力的標么值與所述功率信號的標么值之差小於等於特定值cp時，閉鎖保護動作信號。
如圖2所示，模擬量信號為ri01的中壓進汽壓力1除以參數值為785psi的額定中壓進汽壓力得到中壓缸排氣壓力的第一標么值；模擬量為ri02的輸入功率1(wt2)除以參數值為1050mw的額定發電機功率得到功率信號的第一標么值；計算中壓缸排氣壓力的第一標么值與功率信號的第一標么值的第一差值；利用第一差值減去預先設置的特定值(偏差)0.4並得到第二差值，判斷第二差值是否大於0。開關量信號為bi01的中壓進汽壓力1故障通過非門後同時和開關量為bi02的輸入功率1(wt2)故障通過非門後以及第二差值共同通過與門相與，得到第一與門結果。
模擬量信號為ri03的中壓進汽壓力2除以參數值為785psi的額定中壓進汽壓力得到中壓缸排氣壓力的第二標么值；模擬量為ri04的輸入功率2(wt3)除以參數值為1050mw的額定發電機功率得到功率信號的第二標么值；計算中壓缸排氣壓力的第二標么值與功率信號的第二標么值的第三差值；利用第三差值減去預先設置的特定值(偏差)0.4並得到第四差值，判斷第四差值是否大於0。開關量信號為bi03的中壓進汽壓力2故障通過非門後同時和開關量為bi04的輸入功率2(wt3)故障通過非門後以及第四差值共同通過與門相與，得到第二與門結果。
模擬量信號為ri05的中壓進汽壓力3除以參數值為785psi的額定中壓進汽壓力得到中壓缸排氣壓力的第三標么值；模擬量為ri06的輸入功率3(wt4)除以參數值為1050mw的額定發電機功率得到功率信號的第三標么值；計算中壓缸排氣壓力的第三標么值與功率信號的第三標么值的第五差值；利用第五差值減去預先設置的特定值(偏差)0.4並得到第六差值，判斷第六差值是否大於0。開關量信號為bi05的中壓進汽壓力3故障通過非門後同時和開關量為bi06的輸入功率3(wt4)故障通過非門後以及第六差值共同通過與門相與，得到第三與門結果。
在第一與門結果、第二與門結果、第三與門結果之間任意選取同時滿足的兩個與門結果，再經過2s脈衝後，得到開關量為b001的功率負荷不平衡動作。
如圖3所示，判斷轉速n大於deh控制器輸出的設定值1或特定值1後得到結果a，並且結果a還和開關量為b001的功率負荷不平衡動作經過與門相與得到結果m；判斷轉速n大於deh控制器輸出的設定值2或特定值2後得到結果b，並且結果b還和開關量為b001的功率負荷不平衡動作經過與門相與得到結果n；將結果m和結果n通過或門相或，得到出口保護動作。
測得強制轉速為3031轉/分(轉速閉鎖定值為3030轉/分)，達到功能負荷不平衡(plu)保護動作轉速閉鎖定值，調門開至50％，進行測試。改變功能負荷不平衡(plu)保護的輸入功率變化，觀測功能負荷不平衡(plu)保護動作信號和調門開度。發現保護正常動作，結果如圖4所示，說明轉速閉鎖保護動作正確。
本發明取得的有益效果：採用轉速信號、功率信號和中壓缸排氣壓力多判據，在保留保護快速性特點的同時，有效的避免由於功率變送器導致的誤動和機組近端短路導致的誤動；本發明首先判斷功率信號、中壓缸排氣壓力信號和轉速信號的測量點質量都為正常後，再判斷中壓缸排氣壓力的標么值與功率的標么值之差大於特定值和機組轉速大於特定值同時成立時，出口保護動作。
最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。