一種智能備自投裝置控制方法
【專利摘要】一種智能備自投裝置控制方法，包括以下步驟：檢測(cè)進(jìn)線電源和發(fā)電機(jī)電源的電壓值、電流值、頻率值和相位；當(dāng)運(yùn)行進(jìn)線電源故障時(shí)備自投裝置按以下步驟運(yùn)行：檢測(cè)到供電系統(tǒng)母線無(wú)壓，發(fā)電機(jī)電源解列后，發(fā)合熱備用進(jìn)線電源命令；檢測(cè)到供電系統(tǒng)母線有壓，計(jì)算預(yù)計(jì)合閘角度θyq和合閘時(shí)熱備用進(jìn)線電源與發(fā)電機(jī)電源相位角θ,熱備用進(jìn)線電源合閘時(shí)引起的兩側(cè)相位變化φ；當(dāng)θ0≤θyq+φ時(shí)，發(fā)合熱備用進(jìn)線電源合閘命令；若θ0＞θyq+φ時(shí)，返回前步驟；若仍未捕捉到合閘點(diǎn)，發(fā)電機(jī)電源頻率達(dá)到保護(hù)時(shí)限動(dòng)作頻率時(shí)，發(fā)送發(fā)電機(jī)電源與供電系統(tǒng)母線斷開命令，發(fā)電機(jī)電源與供電系統(tǒng)母線斷開后，發(fā)合熱備用進(jìn)線電源合閘命令。
【專利說(shuō)明】一種智能備自投裝置控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)備自投【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種電網(wǎng)備自投裝置的控制方法。【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)因停電對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)較大影響的企業(yè)，一般采用雙回路供電，部分大型企業(yè)因生產(chǎn)工藝的組織，還有自備電站，其供電運(yùn)行模式一般為:一次主接線為單母線分段接線，兩回進(jìn)線分別接于I母線和II母線，I母線和II母線間設(shè)分段開關(guān)，自備電站電源接入I母線或II母線。受供電局運(yùn)行方式限制，兩回進(jìn)線不能長(zhǎng)期同時(shí)運(yùn)行，分段開關(guān)長(zhǎng)期合閘。多數(shù)時(shí)段采用的運(yùn)行方式是自備電站電源接入母線，兩段母線并列運(yùn)行，兩回進(jìn)線一回運(yùn)行另一回?zé)醾溆茫瑑苫剡M(jìn)線保護(hù)重合閘退出。在該運(yùn)行模式下，當(dāng)運(yùn)行進(jìn)線故障跳閘時(shí)，由于母線上接入了自備電站電源，不能采用重合閘補(bǔ)救，而使發(fā)電機(jī)組突然甩負(fù)荷，發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)解列，常導(dǎo)致停機(jī)停產(chǎn)的事故，帶來(lái)較大的損失。
[0003]出現(xiàn)故障后，需與電網(wǎng)調(diào)度聯(lián)系得到許可后手動(dòng)合上熱備用的進(jìn)線，保證廠用及站用電運(yùn)行。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，重新由運(yùn)行人員手動(dòng)操作同期裝置將機(jī)組并網(wǎng)。在此過(guò)程中，一方面由于機(jī)組突然甩負(fù)荷，大量蒸汽通過(guò)安全門排放，造成浪費(fèi)，另一方面由于長(zhǎng)時(shí)間停電導(dǎo)致生產(chǎn)線停運(yùn)，產(chǎn)生大量次品或廢品，造成大量經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]為了提高供電的可靠性，安裝智能備自投裝置是較好的解決方案?，F(xiàn)有智能備自投裝置動(dòng)作過(guò)程為:運(yùn)行母線失壓，智能備自投裝置啟動(dòng)，判斷所有主供線路電流，當(dāng)電流値小于規(guī)定値突變量則直接切除此主供線路，通過(guò)開關(guān)量輔助節(jié)點(diǎn)位置確任確已斷開，同時(shí)發(fā)出熱備用進(jìn)線合閘命令。然而，由于母線上接入了自備電站電源，當(dāng)發(fā)變電機(jī)組仍在運(yùn)行時(shí)，智能備自投裝置熱備用進(jìn)線合閘命令后，若此時(shí)外部電源與發(fā)電機(jī)電源之間的壓差、頻差或相位差不符合并網(wǎng)條件時(shí)，將帶來(lái)嚴(yán)重的設(shè)備安全問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供電網(wǎng)備自投裝置的控制方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的備自投裝置控制方法，用于具有發(fā)電機(jī)電源和外接雙回路進(jìn)線供電電源的供電系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)電源與其中一回路進(jìn)線供電電源并聯(lián)供電，雙回路進(jìn)線供電電源一回路運(yùn)行另一回路熱備用，其特征在于，所述備自投裝置實(shí)時(shí)不斷檢測(cè)雙回路進(jìn)線供電電源和發(fā)電機(jī)電源的電壓值、電流值、頻率值和相位；當(dāng)運(yùn)行進(jìn)線供電電源故障斷路器跳閘、或運(yùn)行進(jìn)線供電電源出現(xiàn)電流突變、或零電流時(shí)備自投裝置按以下步驟運(yùn)行:
步驟1:所述備自投裝置檢測(cè)到運(yùn)行進(jìn)線供電電源無(wú)壓、電流突變、電流為零或運(yùn)行進(jìn)線斷路器跳閘，發(fā)電機(jī)電源解列停機(jī)后，在發(fā)跳運(yùn)行進(jìn)線供電電源斷路器命令的同時(shí)發(fā)通過(guò)檢無(wú)壓方式合熱備用進(jìn)線供電電源斷路器合閘命令；所述備自投裝置檢測(cè)到運(yùn)行進(jìn)線供電電源無(wú)壓、電流突變、電流為零或運(yùn)行進(jìn)線斷路器跳閘，發(fā)電機(jī)電源供電后，進(jìn)入以下步驟:
步驟2:所述備自投裝置按以下公式: 計(jì)算預(yù)計(jì)合閘角度0yq，單位為度
d θ /dt:當(dāng)前時(shí)刻熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差變化率，單位為度/秒 d2 θ /d2t:當(dāng)前時(shí)刻熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差變化率加速度，單位為度
/秒2
Tj:備自投裝置計(jì)算時(shí)間間隔，單位秒；
步驟3:所述備自投裝置按以下公式:
計(jì)算合閘時(shí)熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位角θ，單位為度θ ο:當(dāng)前時(shí)刻熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差，單位為度d θ /dt:當(dāng)前時(shí)刻熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差變化率，單位為度/秒d2 θ /d2t:當(dāng)前時(shí)刻 熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差變化率加速度，單位為度/秒2
Tdq:熱備用進(jìn)線供電電源斷路器合閘時(shí)間，單位為秒 Tg:備自投裝置固有出口時(shí)間，單位為秒；
步驟4:所述備自投裝置對(duì)合閘時(shí)熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源電壓差、頻率差在設(shè)定同期允許范圍時(shí)，當(dāng)eyq+φ時(shí)，備自投裝置發(fā)合熱備用進(jìn)線供電電源合閘命令，完成動(dòng)作控制；若θο> Qyq+Φ時(shí)，則發(fā)電機(jī)電源頻率持續(xù)變化，并返回步驟2，其中Φ為熱備用進(jìn)線供電電源合閘時(shí)由于頻率變化引起的兩側(cè)相位變化，單位為度；
步驟5:若經(jīng)上述步驟后，所述備自投裝置仍未捕捉到合閘點(diǎn)，發(fā)電機(jī)電源頻率達(dá)到保護(hù)時(shí)限動(dòng)作頻率時(shí)，所述備自投裝置發(fā)送跳發(fā)電機(jī)電源與供電系統(tǒng)母線連接斷路器命令，發(fā)電機(jī)組解列停機(jī)，同時(shí)發(fā)通過(guò)檢無(wú)壓方式合熱備用進(jìn)線供電電源合閘命令。
[0007]作為進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案，本發(fā)明提供的備自投裝置的控制方法，步驟4中，若Θ。> eyq+Φ時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電源頻率達(dá)到保護(hù)時(shí)限動(dòng)作頻率范圍之內(nèi)的某一設(shè)定值時(shí)仍未滿足發(fā)送合閘命令條件，所述備自投裝置發(fā)控制發(fā)電機(jī)組超速指令，通過(guò)調(diào)節(jié)主汽門或調(diào)節(jié)門來(lái)改變發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，調(diào)整發(fā)電機(jī)電源頻率與熱備用進(jìn)線電源頻率差滿足發(fā)送合閘命令條件。
[0008]本發(fā)明帶來(lái)的有益效果:發(fā)電機(jī)機(jī)組并網(wǎng)的時(shí)刻，若熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差過(guò)大，則系統(tǒng)側(cè)旋轉(zhuǎn)電勢(shì)與機(jī)組側(cè)旋轉(zhuǎn)電勢(shì)偏離角度過(guò)大，在斷路器合閘的瞬間，系統(tǒng)會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)將發(fā)電機(jī)組拉入同步，這就使得在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上隨受相當(dāng)大的扭矩，如果合閘時(shí)相位差控制不好，必會(huì)對(duì)給發(fā)電機(jī)機(jī)組造成損傷。本發(fā)明提供的備自投裝置的控制方法在進(jìn)行并網(wǎng)合閘時(shí)不僅考慮熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差的線性變化部分，還考慮了熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源頻差變化引起的相位差變化的加速度，更接近于相位差的實(shí)際變化，因此更能準(zhǔn)確地反映實(shí)際情況，有利于保護(hù)發(fā)電機(jī)組，提供的備自投裝置的控制方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的難題，通過(guò)備自投裝置提高了供電系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]在如圖1所示的供電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)電源通過(guò)斷路器530、外接1#進(jìn)線供電電源通過(guò)斷路器502接入I母線并聯(lián)供電，2#進(jìn)線供電電源通過(guò)斷路器504接入II母線，I母線和II母線間設(shè)分段開關(guān)500。受外接進(jìn)線供電電網(wǎng)運(yùn)行方式限制，1#進(jìn)線供電電源和2#進(jìn)線供電電源兩回進(jìn)線不能長(zhǎng)期同時(shí)運(yùn)行，分段開關(guān)長(zhǎng)期合閘。
[0010]正常運(yùn)行方式為外接1#進(jìn)線供電電源運(yùn)行外接2#進(jìn)線供電電源熱備用，或者外接2#進(jìn)線供電電源運(yùn)行外接1#進(jìn)線供電電源熱備用。汽輪發(fā)電機(jī)電源通過(guò)斷路器530接入I母線。供電系統(tǒng)由兩臺(tái)主變降壓后接入IOKV供電母線。正常運(yùn)行方式下汽輪發(fā)電機(jī)電源向供電系統(tǒng)送電。下面以外接1#進(jìn)線供電電源運(yùn)行、外接2#進(jìn)線供電電源熱備用為例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
[0011]本發(fā)明提供的備自投裝置的控制方法，備自投裝置不斷檢測(cè)1#、2#進(jìn)線供電電源和發(fā)電機(jī)電源并入I母線或II母線的電壓值、電流值、頻率值和相位；當(dāng)運(yùn)行1#進(jìn)線供電電源故障斷路器502跳閘、或運(yùn)行1#進(jìn)線供電電源出現(xiàn)電流突變、或零電流時(shí)備自投裝置按以下步驟運(yùn)行:
步驟1:所述備自投裝置檢測(cè)到1#進(jìn)`線供電電源故障:無(wú)壓、電流突變、電流為零或1#進(jìn)線斷路器跳閘，熱備用2#進(jìn)線供電電源有壓，發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)解列停機(jī)后，如圖1所示的供電系統(tǒng)除熱備用2#進(jìn)線外無(wú)電，在發(fā)跳運(yùn)行1#進(jìn)線供電電源斷路器502命令的同時(shí)發(fā)通過(guò)檢無(wú)壓方式合熱備用進(jìn)線供電電源斷路器504合閘命令，供電系統(tǒng)恢復(fù)供電；所述備自投裝置檢測(cè)到1#進(jìn)線供電電源故障:無(wú)壓、電流突變、電流為零或1#進(jìn)線斷路器跳閘，熱備用2#進(jìn)線供電電源有壓，供電系統(tǒng)I和II母線有壓，發(fā)電機(jī)電源供電后，進(jìn)入以下步驟；
步驟2、所述備自投裝置按以下公式:
、 ，-Ji Θ T I (12θ
-Ly XI—X Tj ^— X ~Ti" I
^li ' 2 d-ι '.計(jì)算預(yù)計(jì)合閘角度0yq，單位是度
d θ /dt:當(dāng)前時(shí)刻熱備用2#進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差變化率，單位為度/秒 d2 θ /d2t:當(dāng)前時(shí)刻熱備用2#進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差變化率加速度，單位
為
度/秒2
Tj:備自投裝置計(jì)算時(shí)間間隔，單位秒；
例如:備自投裝置計(jì)算時(shí)間間隔為2ms，最大頻差為0.5Hz，最大頻差變化率為0.3Hz/s時(shí)，由上式可計(jì)算出合閘時(shí)預(yù)期合閘角度為:
Θ yq=l.5X (0.5X360X2/1000+0.5X0.3X360X360X4/100000) =0.44°
也就是裝置最大誤差在0.44°范圍內(nèi)。
[0012]步驟3、所述備自投裝置按以下公式:
【權(quán)利要求】
1.一種備自投裝置控制方法，用于具有發(fā)電機(jī)電源和外接雙回路進(jìn)線供電電源的供電系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)電源與其中一回路進(jìn)線供電電源并聯(lián)供電，雙回路進(jìn)線供電電源一回路運(yùn)行另一回路熱備用，其特征在于，所述備自投裝置實(shí)時(shí)不斷檢測(cè)雙回路進(jìn)線供電電源和發(fā)電機(jī)電源的電壓值、電流值、頻率值和相位；當(dāng)運(yùn)行進(jìn)線供電電源故障斷路器跳閘、或運(yùn)行進(jìn)線供電電源出現(xiàn)電流突變、或零電流時(shí)備自投裝置按以下步驟運(yùn)行: 步驟1:所述備自投裝置檢測(cè)到運(yùn)行進(jìn)線供電電源無(wú)壓、電流突變、電流為零或運(yùn)行進(jìn)線斷路器跳閘，發(fā)電機(jī)電源解列停機(jī)后，在發(fā)跳運(yùn)行進(jìn)線供電電源斷路器命令的同時(shí)發(fā)通過(guò)檢無(wú)壓方式合熱備用進(jìn)線供電電源斷路器合閘命令；所述備自投裝置檢測(cè)到運(yùn)行進(jìn)線供電電源無(wú)壓、電流突變、電流為零或運(yùn)行進(jìn)線斷路器跳閘，發(fā)電機(jī)電源供電后，進(jìn)入以下步驟: 步驟2:所述備自投裝置按以下公式: 計(jì)算合閘時(shí)熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位角θ，單位為度θ ο:當(dāng)前時(shí)刻熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差，單位為度d θ /dt:當(dāng)前時(shí)刻熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差變化率，單位為度/秒d2 θ /d2t:當(dāng)前時(shí)刻熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源相位差變化率加速度，單位為度/秒2 Tdq:熱備用進(jìn)線供電電源斷路器合閘時(shí)間，單位為秒 Tg:備自投裝置固有出口時(shí)間，單位為秒； 步驟4:所述備自投裝置對(duì)合閘時(shí)熱備用進(jìn)線供電電源與發(fā)電機(jī)電源電壓差、頻率差在設(shè)定同期允許范圍時(shí)，當(dāng)eyq+φ時(shí)，備自投裝置發(fā)合熱備用進(jìn)線供電電源合閘命令，完成動(dòng)作控制；若θο> eyq+Φ時(shí)，則發(fā)電機(jī)電源頻率持續(xù)變化，并返回步驟2，其中Φ為熱備用進(jìn)線供電電源合閘時(shí)由于頻率變化引起的兩側(cè)相位變化，單位為度； 步驟5:若經(jīng)上述步驟后，所述備自投裝置仍未捕捉到合閘點(diǎn)，發(fā)電機(jī)電源頻率達(dá)到保護(hù)時(shí)限動(dòng)作頻率時(shí)，所述備自投裝置發(fā)送跳發(fā)電機(jī)電源與供電系統(tǒng)母線連接斷路器命令，發(fā)電機(jī)組解列停機(jī)，同時(shí)發(fā)通過(guò)檢無(wú)壓方式合熱備用進(jìn)線供電電源合閘命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的備自投裝置控制方法，其特征在于:步驟4中，若Θ yq+Φ時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電源頻率達(dá)到保護(hù)時(shí)限動(dòng)作頻率范圍之內(nèi)的某一設(shè)定值時(shí)仍未滿足發(fā)送合閘命令條件，所述備自投裝置發(fā)控制發(fā)電機(jī)組超速指令，通過(guò)調(diào)節(jié)主 汽門或調(diào)節(jié)門來(lái)改變發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，調(diào)整發(fā)電機(jī)電源頻率與熱備用進(jìn)線電源頻率差滿足發(fā)送合閘命令條件。
【文檔編號(hào)】H02J9/08GK103490502SQ201310370522
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】周偉, 李正國(guó), 王建祥, 趙禾, 周鯤鵬, 余琳, 王權(quán)斌, 姜燚 申請(qǐng)人:湖南駿泰漿紙有限責(zé)任公司