專利名稱：一種負荷快切控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及發電、輸電、變電、配電及用電等電力控制領域，具體涉及一種在小電網運行中，發電機突然故障跳機或其它異常情況而采取的一種負荷快切控制系統。
背景技術：
孤網是孤立電網的簡稱，一般泛指脫離大電網的小容量的電網，電力建設規程規定，最大單機容量小于電網總容量的8%的電網，可以稱為大電網，目前我國各大地區電網的機網容量比已經小于8%，可以看作無限大電網，相比之下，機網容量比大于8%的電網，統稱為小網；孤立運行的小網，稱為孤網。對于小網工況，一旦發電機發生故障跳機時，由于發電機的輸出功率瞬間減少，電壓下降，頻率急降，容易使其他正常運行的發電機飛車，繼電保護動作，嚴重時導致整個電力系統的崩網癱瘓，給企業造成巨大損失。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于提供一種小電力系統的小網，在遇到發電機故障跳機時或其它異常情況，能迅速切除系統中次要的用電負荷的快切系統。為解決上述技術問題，本發明以三臺發電機為例通過以下技術方案來實現:一種負荷快切控制系統，基于脫離大電網的小容量的電網，孤網運行工況中如遇發電機故障解列等突發事件，為了實現小電網系統能夠安全運行，需要將小電網中的部分負荷快速切除，必須采樣數據精確，快切速度快，其實現過程具體包括以下步驟:a、故障跳機判斷，邏輯判斷電網故障跳機的情況總共分為四種，1、若干汽輪發電機的其中一臺或幾臺故障跳機，2、發電機檢修，3、最小負荷判斷，4、發電機處理器通訊中斷，判斷發電機故障跳機，除了判斷開關位置外，還增加最小負荷判斷，再判斷機組通訊處理器中斷或處理器故障的情況下，采集不到功率，會判斷故障跳機；判斷開關下降沿是為了使發生故障跳機后，負荷快切啟動不是一直保持，啟動后自動返回；增加發電機檢修判斷，防止在發電機檢修時誤啟動快切負荷；b、切負荷判斷，根據故障跳機后，把跳機前所有發電機當時運行的總輸出功率，減去其他在運行機組最大負荷，就是所要切除的負荷；C、低周減載，故障跳機后，1、發電機自動低周調節，小網運行的一般情況下，第一輪低周時間設為3秒，第一輪低周調節后，需要快速切除，以下幾輪低周時間設定0.3秒，之后快速切除部分負荷；大電機啟動時，第一輪低周時間設為3秒，第一輪低周調節后，需要快速切除，以下幾輪低周時間設定0.3秒；2、故障跳機后，小網與大網并網情況下，母聯大網往小網送的穿越功率為30麗，考慮大電網側有一定的過載能力，延時20秒，切多余的負荷，穿越功率采用專用高精度高速度冗余的功率變送器做數據采集。d、為了防止誤動以及適應各種運行方式，運行維護方便，為各臺發電機設置檢修\運行狀態開關，以上開關信號全部接入到了處理器；設置一個負荷快切投入\退出總開關，該信號接入到了處理器。所述步驟b中由于發電機實際正常運行負荷波動較大，特別是發電機故障跳機前幾秒鐘負荷波動更大，發電機輸出總功率都取的是發電機故障跳機前20秒到前10秒的平均功率，保證了數據采樣的合理性和可靠性。所述步驟a故障跳機后，檢查到快切跳閘失敗，自動啟動補切，補切原則是在優先輪次里，選另一個其中最小的大于失敗負荷，啟動到補切最大延時0.6秒。所述步驟a故障跳機后，發電機處理器通訊中斷，如果之前處于可并網狀態時，程序自動按照純孤網狀態進行處理，并報警提示，孤網判定的依據在相關斷路器位置采集，還設置無電流判定依據，所有處理器重啟動或故障時，設置防止誤出口，并后臺報警，發電機處理器通訊中斷時把相應的負荷按退出考慮。本發明在發電機故障跳機后，為避免故障進一步擴大而采取在300ms內快速切除部分負荷，從而使電網的發電和用電在短時間內達到一個合理的平衡；對用電負荷進行調節和切換，保證異常情況下工廠的基本運行，滿足了孤網運行的要求。
圖1為本發明發電機故障判斷邏輯圖；圖2為本發明設置負荷總開關邏輯圖；圖3為本發明故障跳機負荷快切流程；圖4為本發明電力系統純孤網狀態下快切邏輯圖；圖5為本發明電力系統純孤網運行一般情況下低周減載邏輯圖；圖6為本發明電力系統純孤網運行下大電機啟動情況下低周減載邏輯圖；圖7為本發明電力系統并網運行的情況下快切負荷邏輯圖。
具體實施例方式一種負荷快切控制系統，基于脫離大電網的小容量的電網，孤網運行工況中如遇發電機故障解列等突發事件，為了實現小電網系統能夠安全運行，需要將小電網中的部分負荷快速切除，必須采樣數據精確，快切速度快。實施例一圖1、圖2、圖3所示，考慮到故障跳機是作為整個負荷快切的直接啟動條件，所以判斷發電機故障跳機，除了判斷開關位置外，還增加最小負荷判斷，再考慮到機組處理器通訊中斷或處理器故障的情況下，采集不到功率，會判斷不到故障跳機，于是又增加了一個處理器通訊中斷判斷邏輯。發電機功率和位置都由就地處理器采集，開關位置同時采集一個常開接點和一個常閉接點，避免僅采集一個開關位置可能會誤判故障跳機，判斷開關下降沿的目的是為了使發生故障跳機后，負荷快切啟動不是一直保持，啟動后自動返回，增加發電機檢修判斷，防止在發電機檢修時誤啟動快切負荷。圖3所示，TP表示其他在運行機組最大總出力，Pl為I號機跳機前功率，P2為2號機跳機前功率，P3為3號機跳機前功率，38000kw為每臺機組實際最大可發電負荷容量，IOOOOkw為每臺機組一次最大可追加發電負荷容量。實施例二
圖4所示，切負荷判斷原則是根據故障跳機后，把跳機前當時發電機運行負荷P1+P2+P3(P1, P2，P3分別為I號2號3號發電機功率)，減去其他在運行機組最大總出力TP，就是所要切除的負荷。考慮到發電機實際正常運行負荷波動較大，特別是發電機故障跳機前幾秒鐘負荷波動更大，P1\P2\P3都取的是發電機故障跳機前20秒到前10秒的平均功率，保證了數據采樣的合理性和可靠性。實施例三圖5所示，第一輪低周時間主要考慮故障跳機后，發電機自動調節的時間，建議3秒。考慮到第一輪低周后，可能帶來的風險，需要快速切除，所以以下幾輪低周時間建議設定0.3秒,總負荷指的是給定可切負荷的總和,包含被已切除的負荷。圖6所示，本低周作為后備方案，是考慮發電突然出力不足，大電機啟動等情況，第一輪低周時間主要考慮大電機啟動，或系統頻率的波動，設為6秒，考慮到第一輪低周后，可能帶來的風險，需要快速切除，所以以下幾輪低周時間建議設定0.3秒，總負荷指的是給定可切負荷的總和，包含被已切除的負荷。實施例四圖7所示，P4為母聯大網往小網送的穿越功率，延時20秒，切多余的負荷，穿越功率采用專用高精度高速度冗余的功率變送器做數據采集，30MW是根據大電網側實際可帶負荷而整定的,20秒鐘主要是考慮大電網側有一定的過載能力。實施例五發電機處理器通訊中斷，如果之前處于可并網狀態時，程序自動按照純孤網狀態進行處理，并報警提示，孤網判定的依據在相關斷路器位置采集，還設置無電流判定依據，所有處理器重啟動或故障時，設置防止誤出口，并后臺報警，發電機處理器通訊中斷時把相應的負荷按退出考慮。
權利要求
1.一種負荷快切控制系統，基于脫離大電網的小容量的電網，孤網運行工況中如遇發電機故障解列等突發事件，為了實現小電網系統能夠安全運行，需要將小電網中的部分負荷快速切除，必須采樣數據精確，快切速度快，其實現過程具體包括以下步驟: a、故障跳機判斷，邏輯判斷電網故障跳機的情況總共分為四種，1、若干汽輪發電機的其中一臺或幾臺故障跳機，2、發電機檢修，3、最小負荷判斷，4、發電機處理器通訊中斷，判斷發電機故障跳機，除了判斷開關位置外，還增加最小負荷判斷，再判斷機組通訊處理器中斷或處理器故障的情況下，采集不到功率，會判斷故障跳機；判斷開關下降沿是為了使發生故障跳機后，負荷快切啟動不是一直保持，啟動后自動返回；增加發電機檢修判斷，防止在發電機檢修時誤啟動快切負荷； b、切負荷判斷，根據故障跳機后，把跳機前所有發電機當時運行的總輸出功率，減去其他在運行機組最大負荷，就是所要切除的負荷； C、低周減載，故障跳機后，1、發電機自動低周調節，小網運行的一般情況下，第一輪低周時間設為3秒，第一輪低周調節后，需要快速切除，以下幾輪低周時間設定0.3秒，之后快速切除部分負荷；大電機啟動時，第一輪低周時間設為3秒，第一輪低周調節后，需要快速切除，以下幾輪低周時間設定0.3秒；2、故障跳機后，小網與大網并網情況下，母聯大網往小網送的穿越功率為30MW，考慮大電網側有一定的過載能力，延時20秒，切多余的負荷，穿越功率采用專用高精度高速度冗余的功率變送器做數據采集。
d、為了防止誤動以及適應各種運行方式，運行維護方便，為各臺發電機設置檢修\運行狀態開關，以上開關信號全部接入到了處理器；設置一個負荷快切投入\退出總開關，該信號接入到了處理器。
2.根據權利要求1所述的負荷快切方法，其特征在于:所述步驟b中由于發電機實際正常運行負荷波動較大，特別是發電機故障跳機前幾秒鐘負荷波動更大，發電機輸出總功率都取的是發電機故障跳機前20秒到前10秒的平均功率，保證了數據采樣的合理性和可靠性。
3.根據權利要求1所述的負荷快切方法，其特征在于:所述步驟a故障跳機后，檢查到快切跳閘失敗，自動啟動補切，補切原則是在優先輪次里，選另一個其中最小的大于失敗負荷，啟動到補切最大延時0.6秒。
4.根據權利要求1所述的負荷快切方法，其特征在于:所述步驟a故障跳機后，發電機處理器通訊中斷，如果之前處于可并網狀態時，程序自動按照純孤網狀態進行處理，并報警提示，孤網判定的依據在相關斷路器位置采集，還設置無電流判定依據，所有處理器重啟動或故障時，設置防止誤出口，并后臺報警，發電機處理器通訊中斷時把相應的負荷按退出考慮。
全文摘要
本發明公開了一種負荷快切控制系統，基于脫離大電網的小容量的電網，孤網運行工況中如遇發電機故障解列等突發事件，為了實現小電網系統能夠安全運行，需要將小電網中的部分負荷快速切除，必須采樣數據精確，快切速度快，故障跳機判斷，切負荷判斷，低周減載，發電機故障跳機后，為避免故障進一步擴大而采取在300ms內快速切除部分負荷，從而使電網的發電和用電在短時間內達到一個合理的平衡；對用電負荷進行調節和切換，保證異常情況下工廠的基本運行，滿足了孤網運行的要求。
文檔編號H02J3/14GK103166228SQ20111041842
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者林峰平, 丁建義, 鄢軍華, 李晏 申請人:深圳市康必達中創科技有限公司