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小水電智能一體化機組系統應用介紹(2015年18期)
雜志名稱:河南科技 投稿:河南科技雜志社

    【作者】 王宏遠; 

      【機構】 長沙國通電力科技有限公司; 

      【摘要】 隨著我國小水電的日益發展及改造升級,針對目前0.4KV低壓機組自動化設備,我公司自行設計開發的一種實用性很強、高可靠性、高性價比的產品,它將斷路器控制、隔離刀閘、互感器、水機順控、機組測量、發電機保護、機組殘壓測速、同期回路、溫度巡檢及事故報警集成于一塊屏內。適用于1000KW以下的水輪機組,其主要目的是為了滿足低壓水輪機組自動化程度及提高整個電站的安全及穩定性。 

      【關鍵詞】 一體化; 測控; 流程; 智能; 

      【正文】摘自河南科技2015年18期,本網整理發布。

      1.核心部件介紹
      GTG-844數字式發電機保護測控裝置可適用于1000KW及以下容量的單獨運行發電機組的保護與監控。該裝置采用最新的軟件、硬件技術,軟硬件均采用結構化,模塊化設計,方便于該系統的后續升級及功能擴展,具有高度集成、可靠性高、操作簡便、維護方便等功能。本裝置內部還具備可編程邏輯功能,可以實現一鍵完成開/停機、并網、調節;還可通過可編程邏輯功能來修改順控流程以實現不同客戶對設備的不同控制功能。采用插件式結構,對裝置的維護更加方便快捷。
      a.核心插件CPU插件由ARM型32位微處理器、32位DSP微處理器、RAM、A/D變換、FlashMemory、以太網端口、485端口、光端機(選配)及相關電路等構成。ARM型CPU為32位定點處理器,主頻60MHz;DSP型CPU為32位浮點處理器,主頻60MHz;A/D數據輸入精度達16位。集成電路全部采用工業品或軍品,使得裝置有很高的穩定性和可靠性。
      b.智能插件1智能插件1主要包括8位智能單片機,開入開出驅動電路、CANBUS相關電路、跳閘出口、遙信信號、備用開入開出繼電器等。

      c.智能插件2(電源模塊)智能插件2主要包括電源模塊及擴展開入開出部分。電源模塊將外部提供的交、直流電源轉換為保護裝置工作所需電壓,輸出+5V、±9V和+24V。擴展開入開出部分包括8位智能單片機,CANBUS相關電路、開入遙信、開出繼電器等。
      d.面板模塊面板模塊包括液晶、智能單片機、按鍵及驅動電路、信號燈指示電路等。
      2.智能一體化機組系統功能·輸出斷路器自動控制功能·各類電量、狀態量和相關邏輯運算及機組順控功能·手自動勵磁調節功能(增勵、減勵)·自動準周期并網功能、發電機保護功能·發電機電度測量功能(有功電度、無功電度)·現地數據監視和操作控制功能
      3.智能一體化機組系統配置整個系統包括萬能斷路器、隔離刀閘、電流互感器、出線母排等設備,發電機出口0.4KV出線直接接入屏內,經出口電流互感器接入萬能斷路器,經隔離刀閘到出線母排,接入屏內母線排輸出。
      a.順控功能配置各類狀態量、電量采集和相關邏輯運算及機組順控功能機組自動開、停及調節功能,事故急停自動控制,裝置內設有固定機組開機流程,機組停機流程,緊急停機流程,負載調節功能,保證水輪發電機安全穩定運行并方便調節。
      b.手自動勵磁功能(1)勵磁調節器采用專用集成電路控制,提高性能的同時也提高了穩定性和可靠性。(2)采用數字電路給定,克服機械式電位器易磨損、易老化的缺點。(3)采用交直流混合采樣技術,具有采樣精度高、采樣速度快、頻率特性好等優點,確保良好的動態、靜態調節品質。(4)具備電壓跟蹤功能,起勵后自動將發電機電壓從零遞升至預置值或保證發電機機端電壓與系統電壓一致(發電機頻率要控制在一定范圍內)。(5)設置調差電路,調差率大小可通過面板上DIP開關設定。(6)給定電壓采用數碼顯示,并用LED發光管直觀顯示控制電壓的大小。(7)具備有手動停機滅磁(截止或逆變)功能。(8)具備過電壓保護功能,過壓時調節器輸出無源接點用于保護跳閘。(9)具備PT斷線保護功能。(10)設有工作電源、觸發脈沖監視電路,直觀地指示工作狀態,故障時輸出無源接點。
      c.同期并網及發電機保護功能GTG-844綜合保護測控裝置是專門針對小水輪發電機組而開發的測量、控制、同期、保護一體化裝置,具有:(a)發電機各電量測量:測量發電機三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、頻率等。(b)自動同期:有手動同期和自動同期兩種方式,任意選擇,保證發電機組能安全迅速同期并網。(c)過載保護:當發電機過載時,經延時(可整定)后,跳開斷路器達到保護發電機的目的。(d)過電壓保護:當出現過電壓時,經延時(可整定)后,跳開斷路器達到保護發電機的目的。(e)過頻保護:當發電機頻率過高時,經延時(可整定)后,跳開斷路器達到保護發電機的目的。(f)當線路出現短路或過載保護失靈造成嚴重過載時,可通過斷路器過流速斷機構,跳開斷路器達到保護的目的。(g)裝置設有保護引入接點,當其他設備出現事故需要跳開斷路器時,可從該接線端子輸入跳閘信號。

       d.發電機電度測量功能上位計算機:可適配臺式計算機系統,在中控室對電站進行檢測控制,并可通過組建網絡,實現多臺多站集中控制。
      e.自動控制流程介紹開機流程:
      (1)開機準備條件:斷路器在分位、機組無緊停狀、無停機狀、無轉速95%、無開機狀。(2)開機準備燈亮表示程序判定機組負荷開機條件,遙控或者按鈕發開機令后,進入開機狀態。(調速器故障、停機狀、緊停狀自動復歸開機狀)。(3)開機狀態下,對于調速器為微機液壓調速器型號會發開機令到調速器;對于調速器為手電調型號,如果在軟壓板內該項選擇為1,則需要在定值內設置手電調輸出脈寬,此方式下開機會直接驅動增速開出(開機令出口同樣會開出)。(4)在轉速達到95%時判斷滅磁開關位置,如分位會進行合滅磁開關開出。(如果達到條件5S裝置接受不到滅磁開關合位信息,程序將暫停,合滅磁出口不再開出)。(5)轉速95%,滅磁開關合位,電壓小于額定的85%,同時滿足三項條件后進行自動起勵,(如20S電壓不能大于額定的85%,程序將暫停,起勵出口不再開出)。(6)開機狀態,電壓大于85%、轉速大于95%、同期開關自動位、斷路器分位的情況下,同期程序啟動,當以上未達到以上任意條件時,同期將退出。自動同期程序將根據電壓頻率的需求進行調速器勵磁的控制。斷路器合上后,開機過程結束,開機狀態復位。
      停機流程:
      (1)根據現場情況在軟壓板內設置是否需要該項功能,如開通該功能后到定值設定里檢查是否有與該項功能對應的參數,修改參數。(2)遙控或者按鈕發停機令后,進入停機狀態。(3)停機狀態下,程序根據現場整定的軟壓板與定值進行停機。(4)如選擇自動減負荷,程序將進行自動減負荷操作,達到設定條件后進行跳斷路器操作。如未選擇自動減負荷,請手動減負荷后再發停機令,此時直接跳斷路器。(5)當斷路器跳開后,程序判斷斷路器分位后,進行跳滅磁開關操作。(6)當斷路器跳開后,程序判斷斷路器分位后,進行調速器停機。(手電調型號需手動控制關閉導葉)(7)如選擇制動控制,在35%轉速會進行投入制動器,5%時復歸制動器(一般機組完全靜止才會達到5%的條件)。(8)如選擇蝶閥控制,必須同時選擇剎車控制,當機組靜止后將進行關閉蝶閥的操作。(9)當未選擇制動控制與蝶閥控制時,停機狀與緊停狀在停調速器后將復位。當選擇制動控制后,停機狀與緊停狀在剎車后復位,當選擇蝶閥控制后,停機狀與緊停狀在關蝶閥后復位。正常停機程序完成后開機準備燈將點亮。
      緊停流程:
      (1)遙控或者按鈕發緊停令后,進入緊停狀態。(2)緊停狀態直接跳斷路器,跳滅磁,緊停調速器(同時有調速器停機令)。(3)接正常停機程序。
     本刊其他收錄文章:竊電手段及反竊電措施研究(2015年18期 )

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