一種多電機聯鎖保護方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種多電機聯鎖保護方法及裝置。所述方法包括：在兩段供電電源線上平均分配電機數量；設定每一段電源線上所帶電機的優先級順序；設定電機運行總臺數，啟動后將剩余的電機設置為備用狀態；當運行中的電機發生故障后，根據所述每一段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述處在備用狀態的電機。本發明的多電機聯鎖保護方法及裝置，可以靈活設定運行所需運行電機臺數，可將所有設備分組，并可在組內靈活設定優先級，因此設計簡單、實現方便，應用靈活，可通過少量修改即可增加控制電機臺數或者改變分組模式。并且，安全可靠，故而可以減少運行人員工作強度，為相關系統故障后的安全保護提供了有益的幫助。
【專利說明】一種多電機聯鎖保護方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統領域，尤其涉及電力系統中的火電廠開關控制領域，具體的 講是一種多電機聯鎖保護方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 聯鎖保護系統是指保護生產裝置、工藝設備和人員安全，由儀表自控系統實現的 安全保護系統，其在工藝過程或設備運行出現異常情況時執行相應的保護動作，按規定程 序保證安全生產，實現緊急操作、安全停車、緊急停車或自動投入備用系統。隨著DCS，PLC 等自動控制設備在火電廠控制系統中的廣泛應用，聯鎖保護已逐步拋棄從前繼電器硬接線 的實現形式，轉而在控制器中用軟邏輯的形式實現，為聯鎖保護大范圍應用和多功能應用 提供了可能。聯鎖保護系統在火電廠中保護熱力系統安全，保護生產設備安全，減少人員操 作工作量等方面起著不可替代的作用。
[0003] 多電機聯鎖保護控制在火電廠開關量控制中是一個重點也是一個難點。
[0004] 圖1為火電廠電機現有的典型布置形式，從安全角度考慮，一般多臺互為備用電 機平均布置在兩段380V或者更高電壓等級母線上，一段母線出現故障停電后，另外一段母 線所帶電機繼續工作，保證不會所有設備全部停止工作。同時為了保證兩段母線負載一致， 一般兩段母線所帶風機數量應相當。
[0005] 當前火電廠多臺互為備用電機之間聯鎖設計較為簡單，人工手動設定需要聯鎖啟 動的電機為"備用"狀態，當某臺正在運行的設備出現故障跳閘后，聯鎖啟動投入"備用"的 電機。
[0006] 但是，現有的這種方案設計功能單一，只能同時投入一臺"備用"狀態，只有最基本 的跳閘聯鎖啟動功能，無法指定所需運行電機臺數，也不能同時多臺投入"備用"狀態，特別 是沒有考慮母線A，B段母線負載平衡的因素。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是提供一種多電機聯鎖保護方法及裝置，實現多臺電機運行中，單 臺電機故障停止后，其余電機聯鎖啟動的各順序組合模式。
[0008] 為了達到上述目的，本發明實施例提供一種多電機聯鎖保護方法，包括：在兩段供 電電源線上平均分配電機數量；設定每一段電源線上所帶電機的優先級順序；設定電機運 行總臺數，啟動后將剩余的電機設置為備用狀態；當運行中的電機發生故障后，根據所述每 一段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述處在備用狀態的電機。
[0009] 進一步地，在本發明一實施例中，所述設定每一段電源線上所帶電機的優先級順 序，包括：對所述每一段電源線上所帶的電機單獨設定優先級，但每段電源線上的電機的優 先級與其他段上的電機的優先級設定不相同。
[0010] 進一步地，在本發明一實施例中，設定電機運行總臺數，啟動后將剩余的電機設置 為備用狀態，包括：將需要運行的總的電機數平均分配到每一段電源線上，即每一段電源線 上需要運行的電機臺數一致。
[0011] 進一步地，在本發明一實施例中，所述當運行中的電機發生故障后，根據所述每一 段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述備用電機，包括：當A段電機運行 臺數小于B段電機運行臺數時，啟動所述A段處在備用狀態的電機中的優先級最高的電機； 當B段電機運行臺數小于A段電機運行臺數時，啟動所述B段處在備用狀態的電機中的優 先級最高的電機；當B段電機均在不可用狀態，A段有電機在備用狀態時，啟動所述A段處 在備用狀態的電機中的優先級最高的電機；當A段電機均在不可用狀態，B段有電機在備用 狀態時，啟動所述B段處在備用狀態的電機中的優先級最高的電機。
[0012] 為了達到上述目的，本發明實施例還提供一種多電機聯鎖保護裝置，包括：分配單 元，用于在兩段供電電源線上平均分配電機數量；優先級設定單元，用于設定每一段電源線 上所帶電機的優先級順序；電機狀態設定單元，用于設定電機運行總臺數，啟動后將剩余的 電機設置為備用狀態；聯鎖控制單元，用于當運行中的電機發生故障后，根據所述每一段電 源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述處在備用狀態的電機。
[0013] 進一步地，在本發明一實施例中，所述優先級設定單元用于設定每一段電源線上 所帶電機的優先級順序，包括：對所述每一段電源線上所帶的電機單獨設定優先級，但每段 電源線上的電機的優先級與其他段上的電機的優先級設定不相同。
[0014] 進一步地，在本發明一實施例中，所述電機狀態設定單元設定電機運行總臺數，啟 動后將剩余的電機設置為備用狀態，包括：將需要運行的總的電機數平均分配到每一段電 源線上，即每一段電源線上需要運行的電機臺數一致。
[0015] 進一步地，在本發明一實施例中，所述聯鎖控制單元用于當運行中的電機發生故 障后，根據所述每一段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述備用電機，包 括：當A段電機運行臺數小于B段電機運行臺數時，啟動所述A段處在備用狀態的電機中的 優先級最高的電機；當B段電機運行臺數小于A段電機運行臺數時，啟動所述B段處在備 用狀態的電機中的優先級最高的電機；當B段電機均在不可用狀態，A段有電機在備用狀態 時，啟動所述A段處在備用狀態的電機中的優先級最高的電機；當A段電機均在不可用狀 態，B段有電機在備用狀態時，啟動所述B段處在備用狀態的電機中的優先級最高的電機。 [0016]本發明的多電機聯鎖保護方法及裝置，可以靈活設定運行所需運行電機臺數，可 將所有設備分組，并可在組內靈活設定優先級，因此設計簡單、實現方便，應用靈活，可通過 少量修改即可增加控制電機臺數或者改變分組模式。并且，本實施例的這種多電機聯鎖保 護方法及裝置自動化程度高，安全可靠，故而可以減少運行人員工作強度，也為相關系統故 障后的安全保護提供了有益的幫助。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根 據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1為火電廠電機現有的典型布置方式示意圖；
[0019] 圖2為本發明實施例的多電機聯鎖保護方法的流程圖；
[0020] 圖3為本發明實施例的一種多電機聯鎖保護裝置的結構示意圖；
[0021] 圖4為本發明一具體實施例的六臺電機配置方案示意圖；
[0022] 圖5為圖4所示的具體實施例的聯鎖保護啟動邏輯圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]火電機組的聯鎖保護方案功能是否完善，安全可靠，與其安全生產息息相關。傳統 方案設計，功能單一，自動化程度低，需要運行人員判斷點多，無形中增加了故障因素。
[0025]本發明實施例提供一種多電機聯鎖保護裝置，設計多臺電機的故障后聯鎖啟動回 路，以實現多臺電機運行中，單臺電機故障停止后，其余電機聯鎖啟動的各種順序組合模 式，且運行方式靈活多變，功能強大，有效減少運行人員工作量，保證熱力系統和設備的安 全。
[0026] 圖2為本發明實施例的多電機聯鎖保護方法的流程圖。如圖所示，本實施例的多 電機聯鎖保護方法包括：
[0027] 步驟S101，在兩段供電電源線上平均分配電機數量；步驟S102,設定每一段電源 線上所帶電機的優先級順序；步驟S103,設定電機運行總臺數，啟動后將剩余的電機設置 為備用狀態；步驟S104,當運行中的電機發生故障后，根據所述每一段電源線上所帶電機 的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述處在備用狀態的電機。
[0028]在本實施例的步驟S101中，在兩段供電電源線上平均分配電機數量，是指分為兩 段380V或者更高等級母線上，一段母線出現故障停電后，另外一段母線所帶電機繼續工 作，保證不會所有設備全部停止工作，同時為了保證兩段母線負載一致，一般兩段母線所帶 電機數量應相當，并不是嚴格完全相等。
[0029]在本實施例中的步驟S102中，所述設定每一段電源線上所帶電機的優先級順序， 包括：對所述每一段電源線上所帶的電機單獨設定優先級，但每段電源線上的電機的優先 級與其他段上的電機的優先級設定不相同。例如：對第一段電源線上的電機設定的優先級 為1-5,則第2段電源線上的電機應該設定為6-10或者其他數字等級，但是不能將第2段電 源線上的電機的優先級也設定為1-5。
[0030]在本實施例中的步驟S103中，設定電機運行總臺數，啟動后將剩余的電機設置為 備用狀態，包括：將需要運行的總的電機數平均分配到每一段電源線上，即每一段電源線上 需要運行的電機臺數一致。例如，需要運行的電機總數為6臺，則在每段電源線上設置為3 臺。當然還包括其他實施方式，例如需要運行的電機總數為5臺，則在第一段電源線上設置 為3臺，第二段電源線設置為2臺，或者第一段電源線上設置為2臺，第二段電源線設置為 3臺。
[0031]在本實施例中的步驟S104中，所述當運行中的電機發生故障后，根據每一段電源 線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述備用電機，包括以下幾種情況：
[0032] 1)當A段電機運行臺數小于B段電機運行臺數時，啟動所述A段處在備用狀態的 電機中的優先級最高的電機；
[0033] 2)當B段電機運行臺數小于A段電機運行臺數時，啟動所述B段處在備用狀態的 電機中的優先級最高的電機；
[0034] 3)當B段電機均在不可用狀態，A段有電機在備用狀態時，啟動所述A段處在備用 狀態的電機中的優先級最高的電機；
[0035] 4)當A段電機均在不可用狀態，B段有電機在備用狀態時，啟動所述B段處在備用 狀態的電機中的優先級最高的電機。
[0036] 對應于上述方法，本發明還提供一種多電機聯鎖保護裝置。
[0037] 如圖3所示，為本發明實施例的多電機聯鎖保護裝置的結構示意圖。如圖所示，本 實施例的多電機聯鎖保護裝置包括：
[0038] 分配單元101，用于在兩段供電電源線上平均分配電機數量；優先級設定單元 102,用于設定每一段電源線上所帶電機的優先級順序；電機狀態設定單元103,用于設定 電機運行總臺數，啟動后將剩余的電機設置為備用狀態；聯鎖控制單元104,用于當運行中 的電機發生故障后，根據所述每一段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述 處在備用狀態的電機。
[0039] 在本實施例中，所述優先級設定單元102用于設定每一段電源線上所帶電機的優 先級順序，包括：對所述每一段電源線上所帶的電機單獨設定優先級，但每段電源線上的電 機的優先級與其他段上的電機的優先級設定不相同。例如：對第一段電源線上的電機設定 的優先級為1-5,則第2段電源線上的電機應該設定為6-10或者其他數字等級，但是不能將 第2段電源線上的電機的優先級也設定為1-5。
[0040] 在本實施例中，所述電機狀態設定單元103設定電機運行總臺數，啟動后將剩余 的電機設置為備用狀態，包括：將需要運行的總的電機數平均分配到每一段電源線上，即每 一段電源線上需要運行的電機臺數一致。例如，需要運行的電機總數為6臺，則在每段電源 線上設置為3臺。當然還包括其他實施方式，例如需要運行的電機總數為5臺，則在第一段 電源線上設置為3臺，第二段電源線設置為2臺，或者第一段電源線上設置為2臺，第二段 電源線設置為3臺。
[0041] 在本實施例中，所述聯鎖控制單元104用于當運行中的電機發生故障后，根據所 述每一段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述備用電機，包括以下幾種情 況：
[0042] 1)當A段電機運行臺數小于B段電機運行臺數時，啟動所述A段處在備用狀態的 電機中的優先級最高的電機；
[0043] 2)當B段電機運行臺數小于A段電機運行臺數時，啟動所述B段處在備用狀態的 電機中的優先級最高的電機；
[0044] 3)當B段電機均在不可用狀態，A段有電機在備用狀態時，啟動所述A段處在備用 狀態的電機中的優先級最高的電機；
[0045] 4)當A段電機均在不可用狀態，B段有電機在備用狀態時，啟動所述B段處在備用 狀態的電機中的優先級最高的電機。
[0046] 通過以上的實施例，本發明的多電機聯鎖保護方法及裝置，可以靈活設定運行所 需運行電機臺數，可將所有設備分組，并可在組內靈活設定優先級，因此設計簡單、實現方 便，應用靈活，可通過少量修改即可增加控制電機臺數或者改變分組模式。并且，本實施例 的這種多電機聯鎖保護方法及裝置自動化程度高，安全可靠，故而可以減少運行人員工作 強度，也為相關系統故障后的安全保護提供了有益的幫助。
[0047] 下面以六臺電機為例，介紹本發明的多臺電機聯鎖啟動方案。如圖4所示為六臺 電機配置方案示意圖，通常第I段母線配置A?C三臺電機，第II段母線配置其余D?F三 臺電機。要求可以指定六臺電機運行臺數，本例設定為4臺，當運行電機發生故障，運行臺 數少于4時，按照優先級高低順序聯鎖啟動投備用電機。本實施例中I段母線的優先級以 A?C降序排列，即A電機優先級為3,B電機優先級為2,C電機優先級為1 ;II段母線優先 級順序以D?F降序排列，即D電機優先級為6,E電機優先級為5,F電機優先級為4。啟 動時，同時考慮電源母線I段和II段的負載分配平衡，即I段負載電機數量要與II段負載 電機數量相當。
[0048] 如圖5所示，為本實施例中的六臺電機聯鎖保護啟動邏輯圖。如圖所示：
[0049] 模塊①為RS觸發器模塊，作用為A電機投"備用"鎖定。當A電機通過操作員站 投"備用"后，觸發器輸出被置位為"1"，當A電機已啟動，電機故障或者手動復位后，模塊輸 出被復位為"〇"。
[0050] 模塊②為切換模塊，其作用是為電機賦予代碼，同時代碼數字大小也代表了本段 內連鎖啟動設備優先級的高低。當A電機投備用后，此優先級在本組內被設置為3,否則為 0。同理其他幾臺電機被分別賦予代碼和優先級，在I段內A電機優先級最高，而在II段內 D優先級最高。
[0051] 模塊③為選大模塊，其選擇對象為I段所負載設備，優先級高的電機所被賦予的 數字代碼將被選中輸出。
[0052] 模塊④為切換模塊，當I、II兩段設備均可用時，I段電機運行臺數小于II段電機 運行臺數時，模塊④輸出為I段高優先級設備所被賦予的數字。同理，I段電機運行臺數大 于II段電機運行臺數時，模塊④輸出為II段高優先級設備所被賦予的數字。若II段設備均 在不可用狀態，而I段有設備在備用狀態，則模塊④的輸出為I段高優先級設備所被賦予 的數字。同理，若I段設備均在不可用狀態，而II段有設備在備用狀態，則模塊④的輸出為 II段高優先級設備所被賦予的數字。
[0053] 模塊⑤為切換模塊，當運行電機臺數小于設定值，則輸出所需聯鎖啟動電機數字， 否則輸出〇,不聯鎖啟動設備。
[0054] 模塊⑥為數值相等判定模塊，其輸入為數字，輸出為開關量，啟動相應代碼所代表 的電機。
[0055] 幾個需要設置的參數：圖3中黑框內部分為代碼設定區域，其設定應遵循優先級 越高，數字越大的原則，并且電機設置代碼應首尾一致。模塊⑦可以設置系統工況需要運行 電機臺數。
[0056] 下面舉例6臺電機布置中的一種情況講解此邏輯的實現情況。I段母線B、C電機 運行狀態，A電機投入備用狀態，II段母線D，E運行狀態，F投入備用狀態。然后B電機跳 閘，由于I段母線電機臺數少于II段，I段母線A電機聯啟。聯鎖啟動后，I段母線A、B電 機運行，C顯示故障狀態，II段母線仍舊為D，E運行狀態，F投入備用狀態。
[0057] 邏輯運算觸發前各主要模塊輸出見下表1所示，其中A4?A7, B4?B7, C5?C6 輸出為數字量，其余模塊輸出為開關量。
[0058]表 1
【權利要求】
1. 一種多電機聯鎖保護方法，其特征在于，所述方法包括： 在兩段供電電源線上平均分配電機數量； 設定每一段電源線上所帶電機的優先級順序； 設定電機運行總臺數，啟動后將剩余的電機設置為備用狀態； 當運行中的電機發生故障后，根據所述每一段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序 聯鎖啟動所述處在備用狀態的電機。
2. 根據權利要求1所述的多電機聯鎖保護方法，其特征在于，所述設定每一段電源線 上所帶電機的優先級順序，包括： 對所述每一段電源線上所帶的電機單獨設定優先級，但每段電源線上的電機的優先級 與其他段上的電機的優先級設定不相同。
3. 根據權利要求1所述的多電機聯鎖保護方法，其特征在于，設定電機運行總臺數，啟 動后將剩余的電機設置為備用狀態，包括： 將需要運行的總的電機數平均分配到每一段電源線上，即每一段電源線上需要運行的 電機臺數一致。
4. 根據權利要求1所述的多電機聯鎖保護方法，其特征在于，所述當運行中的電機發 生故障后，根據所述每一段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述備用電 機，包括： 當A段電機運行臺數小于B段電機運行臺數時，啟動所述A段處在備用狀態的電機中 的優先級最高的電機； 當B段電機運行臺數小于A段電機運行臺數時，啟動所述B段處在備用狀態的電機中 的優先級最高的電機； 當B段電機均在不可用狀態，A段有電機在備用狀態時，啟動所述A段處在備用狀態的 電機中的優先級最高的電機； 當A段電機均在不可用狀態，B段有電機在備用狀態時，啟動所述B段處在備用狀態的 電機中的優先級最高的電機。
5. -種多電機聯鎖保護裝置，其特征在于，所述裝置包括： 分配單元，用于在兩段供電電源線上平均分配電機數量； 優先級設定單元，用于設定每一段電源線上所帶電機的優先級順序； 電機狀態設定單元，用于設定電機運行總臺數，啟動后將剩余的電機設置為備用狀 態； 聯鎖控制單元，用于當運行中的電機發生故障后，根據所述每一段電源線上所帶電機 的狀態和優先級順序聯鎖啟動所述處在備用狀態的電機。
6. 根據權利要求5所述的多電機聯鎖保護裝置，其特征在于，所述優先級設定單元用 于設定每一段電源線上所帶電機的優先級順序，包括： 對所述每一段電源線上所帶的電機單獨設定優先級，但每段電源線上的電機的優先級 與其他段上的電機的優先級設定不相同。
7. 根據權利要求5所述的多電機聯鎖保護裝置，其特征在于，所述電機狀態設定單元 設定電機運行總臺數，啟動后將剩余的電機設置為備用狀態，包括： 將需要運行的總的電機數平均分配到每一段電源線上，即每一段電源線上需要運行的 電機臺數一致。
8.根據權利要求5所述的多電機聯鎖保護裝置，其特征在于，所述聯鎖控制單元用于 當運行中的電機發生故障后，根據所述每一段電源線上所帶電機的狀態和優先級順序聯鎖 啟動所述備用電機，包括： 當A段電機運行臺數小于B段電機運行臺數時，啟動所述A段處在備用狀態的電機中 的優先級最高的電機； 當B段電機運行臺數小于A段電機運行臺數時，啟動所述B段處在備用狀態的電機中 的優先級最高的電機； 當B段電機均在不可用狀態，A段有電機在備用狀態時，啟動所述A段處在備用狀態的 電機中的優先級最高的電機； 當A段電機均在不可用狀態，B段有電機在備用狀態時，啟動所述B段處在備用狀態的 電機中的優先級最高的電機。
【文檔編號】G05B19/418GK104331026SQ201310308464
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】解明, 李衛華, 張軍榮, 駱意, 楊振勇, 李非一 申請人:國家電網公司, 華北電力科學研究院有限責任公司, 同煤大唐塔山發電有限責任公司