一种风冷型调相机紧急停机控制装置的制作方法

1.本发明属于热工保护技术领域，具体涉及一种风冷型调相机紧急停机控制装置。


背景技术：

2.近年来，特高压输电工程的广泛建设引起了电网特性的变化。常规电力和电子设备响应速度慢，在故障期间无法快速为系统提供足够的动态无功支持，导致系统电压稳定裕度降低。调相机固有的快速动态无功输出特性恰好弥补了这个缺点，在“大电网”时代重获启用，为构建以新能源为主体的骨干电网提供强有力的支撑。
3.调相机在送端换流站通过深度进相运行提高交流母线电压的稳定性，进而提高输送端清洁能源的输送功率，减少“弃水弃风弃光”的能源浪费现象，提高清洁能源的消纳比例；在受端换流站则通过提高交流母线电压的稳定性，对预防直流系统的换相失败起到积极地促进作用，减小“大电网崩溃事故”的发生概率。
4.调相机热工保护停机系统在主辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，能够及时采取相应的措施加以保护，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。
5.但是，目前调相机dcs厂家众多、技术路线不同，紧急停机控制系统在dcs中进行的处理也不同，甚至同dcs厂家不同站点也存在差异。部分调相机热工保护“三取二”逻辑在输入回路、输出回路、控制器配置等方面未进行冗余配置；部分调相机热工保护虽然在输入回路、输出回路、控制器配置等方面均进行冗余配置，但在dcs系统和调变组非电量保护屏中均进行了三取二逻辑，经过两次三取二运算，冗余过度，不利于维护；某风冷型调相机热工保护“三取二”逻辑大部分在调变组非电量保护屏中实现，但部分保护需要在dcs中进行逻辑运算，因此该站目前还存在部分热工保护经过dcs系统后再出口至非电量保护屏的情况。因此，需结合风冷型调相机的特点，设计独立于dcs的调相机紧急停机控制装置，确保dcs故障情况下主保护系统的正常运行，并对主保护逻辑进一步优化，杜绝保护拒动，防止保护误动，以提升保护的本质安全属性，满足调相机长期稳定运行的需求。


技术实现要素：

6.本发明针对现有技术中的不足，提供一种风冷型调相机紧急停机控制装置，采用的技术方案如下：
7.一种风冷型调相机紧急停机控制装置，包括中央处理单元、人机交互装置、紧急停止手动装置、手动紧急停止输出单元、机组超速单元、信号输入单元和信号输出单元，人机交互装置通过通讯单元与中央处理单元双向通讯，紧急停止手动装置通过光端机与手动紧急停止输出单元连接，机组超速单元、信号输入单元和信号输出单元分别与中央处理单元电连接，手动紧急停止输出单元、信号输出单元分别连接外部执行主体；
8.所述机组超速单元用于接收tsi系统发送的三路超速判断信号以及风冷型调相机启动隔离开关的位置信号，并将接收信号传递至中央处理单元进行逻辑判断以实现超速保
护；
9.所述信号输入单元用于接收风冷型调相机各点位的振动监测信号和温度监测信号，并将接收信号传递至中央处理单元进行逻辑判断以实现振动保护和超温保护；
10.所述信号输出单元根据中央处理单元的处理结果，输出控制信号到相应的外部执行主体以执行停机动作；
11.所述人机交互装置用于可视化各类信号，便于运行人员实时监控装置状态。
12.进一步地，所述超速保护的具体流程为：
13.s11：机组超速单元分别接收tsi系统输出的三路超速判断信号和风冷型调相机启动隔离开关的位置信号，并传输至中央处理单元；
14.s12：中央处理单元对是否触发超速保护做逻辑判断，若三路超速判断信号中有任意两路判定为超速，且风冷型调相机启动隔离开关处于合闸位置，则触发超速保护，中央处理单元通过信号输出单元输出控制信号到外部执行主体；
15.s13：外部执行主体根据控制信号执行相应的停机动作。
16.进一步地，所述振动保护的具体流程为：
17.s21：信号输入单元分别接收风冷型调相机的四路瓦振信号和四路轴振信号，并传输至中央处理单元；
18.s22：中央处理单元对是否触发振动保护做逻辑判断，若四路瓦振信号中有任意一路达到瓦振停机值，且其余三路瓦振信号中有任意一路超过瓦振优秀值，则触发振动保护；若四路轴振信号中有任意一路达到轴振停机值，且其余三路瓦振信号中有任意一路超过轴振优秀值，则触发振动保护；
19.s23：触发振动保护后，中央处理单元通过信号输出单元输出控制信号到外部执行主体以执行相应的停机动作。
20.进一步地，所述超温保护的具体流程为：
21.s31：风冷型调相机定子铁芯的若干检测点温度信号及其信号可信度以及三路外冷水流量信号通过信号输入单元传输至中央处理单元；
22.s32：中央处理单元对是否触发超温保护做逻辑判断，若某检测点温度信号不可信，则该检测点温度信号不参与超温保护的逻辑判断，剩余检测点温度信号中若存在超过50％的检测点温度大于96℃，同时三路外冷水流量信号中有任意两路外冷水的流量小于200m3/h且持续时间大于250s则触发超温保护；
23.s33：触发超温保护后，中央处理单元通过信号输出单元输出控制信号到外部执行主体以执行相应的停机动作。
24.进一步地，所述风冷型调相机定子铁芯的若干检测点温度信号的可信度由tsi系统判断，并通过信号输入单元传输至中央处理单元进行保护逻辑判断。
25.进一步地，紧急停止手动装置触发后，手动停止信号由手动紧急停止输出单元输出至外部执行主体以执行手动停机动作。
26.进一步地，所述外部执行主体包括顶轴油泵、调相机并网开关、调相机灭磁开关和故障录波仪；触发超速保护、振动保护和超温保护时，各外部执行主体执行的停机动作分别为：调相机并网开关断开，调相机灭磁开关断开，故障录波仪启动；手动停机时，各外部执行主体执行的停机动作分别为：顶轴油泵启动、调相机并网开关断开，调相机灭磁开关断开，
故障录波仪启动。
27.进一步地，所述顶轴油泵包括直流顶轴油泵、交流顶轴油泵a和交流顶轴油泵b。
28.通过本发明，可将风冷型调相机保护主机与dcs控制系统分开，在dcs系统中实现控制功能，在本发明紧急停机控制装置中实现热工保护跳闸功能，当控制系统异常时，保护系统仍可正常动作，可靠性更高。本发明在超温保护逻辑设计中，增设铁芯温度信号的可信度作为辅助判据，并结合了铁芯超温数量，相比于外冷水流量低结合外冷水母管压力的传统逻辑设计，针对性更强且判断更为准确。
附图说明
29.图1为本发明紧急停机控制装置的框架图；
30.图2为本发明超速保护的判断逻辑示意图；
31.图3为本发明超温保护的判断逻辑示意图。
具体实施方式
32.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
33.如图1所示，本发明装置包括中央处理单元、人机交互装置、紧急停止手动装置、手动紧急停止输出单元、机组超速单元、信号输入单元和信号输出单元，各单元之间通过控制器底板插槽或单元间u形连接器固定连接。其中：
34.机组超速单元用于接收tsi系统发送的三路超速判断信号以及风冷型调相机启动隔离开关的位置信号，并将接收信号传递至中央处理单元进行逻辑判断以实现超速保护；
35.信号输入单元用于接收风冷型调相机各点位的振动监测信号和温度监测信号，并将接收信号传递至中央处理单元进行逻辑判断以实现振动保护和超温保护，信号输入单元配置有与所需输入信号数量相匹配的热电阻输入通道，用于接收各个温度输入信号；
36.信号输出单元根据中央处理单元的处理结果，输出控制信号到相应的外部执行主体以执行停机动作；
37.紧急停止手动装置触发后，手动停止信号由手动紧急停止输出单元输出至外部执行主体以执行手动停机动作；
38.人机交互装置用于可视化各类信号，便于运行人员实时监控装置状态。
39.外部执行主体包括顶轴油泵、调相机并网开关、调相机灭磁开关和故障录波仪；触发超速保护、振动保护和超温保护时，各外部执行主体执行的停机动作分别为：调相机并网开关断开，调相机灭磁开关断开，故障录波仪启动；手动停机时，各外部执行主体执行的停机动作分别为：顶轴油泵启动、调相机并网开关断开，调相机灭磁开关断开，故障录波仪启动。
40.超速保护的具体流程为：
41.s11：机组超速单元分别接收tsi系统输出的三路超速判断信号和风冷型调相机启动隔离开关的位置信号，并传输至中央处理单元；
42.s12：中央处理单元对是否触发超速保护做逻辑判断，如图2所示，若三路超速判断信号中有任意两路判定为超速，且风冷型调相机启动隔离开关处于合闸位置，则触发超速保护，中央处理单元通过信号输出单元输出控制信号到外部执行主体；
43.s13：外部执行主体根据控制信号执行相应的停机动作。
44.振动保护的具体流程为：
45.s21：信号输入单元分别接收风冷型调相机的四路瓦振信号和四路轴振信号，并传输至中央处理单元；
46.s22：中央处理单元对是否触发振动保护做逻辑判断，若四路瓦振信号中有任意一路达到瓦振停机值，且其余三路瓦振信号中有任意一路超过瓦振优秀值，则触发振动保护；若四路轴振信号中有任意一路达到轴振停机值，且其余三路瓦振信号中有任意一路超过轴振优秀值，则触发振动保护；
47.s23：触发振动保护后，中央处理单元通过信号输出单元输出控制信号到外部执行主体以执行相应的停机动作。
48.超温保护的具体流程为：
49.s31：风冷型调相机定子铁芯的若干检测点温度信号及其信号可信度以及三路外冷水流量信号通过信号输入单元传输至中央处理单元；
50.s32：中央处理单元对是否触发超温保护做逻辑判断，如图3所示，本发明将检测点温度信号的可信度作为辅助判据，可信度由tsi系统判断，并通过信号输入单元传输至中央处理单元进行保护逻辑判断，只有当检测点温度信号可信(质量好)时才将其纳入逻辑判断，若某检测点温度信号不可信，则该检测点温度信号不参与超温保护的逻辑判断，剩余可信检测点温度信号中若存在超过50％的检测点温度大于96℃，同时三路外冷水流量信号中有任意两路外冷水的流量小于200m3/h且持续时间大于250s则触发超温保护；
51.s33：触发超温保护后，中央处理单元通过信号输出单元输出控制信号到外部执行主体以执行相应的停机动作。
52.本发明增加“铁芯温度信号可信度”为辅助判据，并结合铁芯超温数量，可以对风冷调相机的超温保护做准确判断，相比外冷水流量结合外冷水母管压力的传统逻辑，该逻辑针对风冷调相机产热源(铁芯)设计，针对性强、动作更为准确。
53.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。