专利名称：一种负荷快切控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电、输电、变电、配电及用电等电力控制领域，具体涉及一种在小电网运行中，发电机突然故障跳机或其它异常情况而采取的一种负荷快切控制系统。
背景技术：
孤网是孤立电网的简称，一般泛指脱离大电网的小容量的电网，电力建设规程规定，最大单机容量小于电网总容量的8%的电网，可以称为大电网，目前我国各大地区电网的机网容量比已经小于8%，可以看作无限大电网，相比之下，机网容量比大于8%的电网，统称为小网；孤立运行的小网，称为孤网。对于小网工况，一旦发电机发生故障跳机时，由于发电机的输出功率瞬间减少，电压下降，频率急降，容易使其他正常运行的发电机飞车，继电保护动作，严重时导致整个电力系统的崩网瘫痪，给企业造成巨大损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种小电力系统的小网，在遇到发电机故障跳机时或其它异常情况，能迅速切除系统中次要的用电负荷的快切系统。为解决上述技术问题，本发明以三台发电机为例通过以下技术方案来实现:一种负荷快切控制系统，基于脱离大电网的小容量的电网，孤网运行工况中如遇发电机故障解列等突发事件，为了实现小电网系统能够安全运行，需要将小电网中的部分负荷快速切除，必须采样数据精确，快切速度快，其实现过程具体包括以下步骤:a、故障跳机判断，逻辑判断电网故障跳机的情况总共分为四种，1、若干汽轮发电机的其中一台或几台故障跳机，2、发电机检修，3、最小负荷判断，4、发电机处理器通讯中断，判断发电机故障跳机，除了判断开关位置外，还增加最小负荷判断，再判断机组通讯处理器中断或处理器故障的情况下，采集不到功率，会判断故障跳机；判断开关下降沿是为了使发生故障跳机后，负荷快切启动不是一直保持，启动后自动返回；增加发电机检修判断，防止在发电机检修时误启动快切负荷；b、切负荷判断，根据故障跳机后，把跳机前所有发电机当时运行的总输出功率，减去其他在运行机组最大负荷，就是所要切除的负荷；C、低周减载，故障跳机后，1、发电机自动低周调节，小网运行的一般情况下，第一轮低周时间设为3秒，第一轮低周调节后，需要快速切除，以下几轮低周时间设定0.3秒，之后快速切除部分负荷；大电机启动时，第一轮低周时间设为3秒，第一轮低周调节后，需要快速切除，以下几轮低周时间设定0.3秒；2、故障跳机后，小网与大网并网情况下，母联大网往小网送的穿越功率为30丽，考虑大电网侧有一定的过载能力，延时20秒，切多余的负荷，穿越功率采用专用高精度高速度冗余的功率变送器做数据采集。d、为了防止误动以及适应各种运行方式，运行维护方便，为各台发电机设置检修\运行状态开关，以上开关信号全部接入到了处理器；设置一个负荷快切投入\退出总开关，该信号接入到了处理器。所述步骤b中由于发电机实际正常运行负荷波动较大，特别是发电机故障跳机前几秒钟负荷波动更大，发电机输出总功率都取的是发电机故障跳机前20秒到前10秒的平均功率，保证了数据采样的合理性和可靠性。所述步骤a故障跳机后，检查到快切跳闸失败，自动启动补切，补切原则是在优先轮次里，选另一个其中最小的大于失败负荷，启动到补切最大延时0.6秒。所述步骤a故障跳机后，发电机处理器通讯中断，如果之前处于可并网状态时，程序自动按照纯孤网状态进行处理，并报警提示，孤网判定的依据在相关断路器位置采集，还设置无电流判定依据，所有处理器重启动或故障时，设置防止误出口，并后台报警，发电机处理器通讯中断时把相应的负荷按退出考虑。本发明在发电机故障跳机后，为避免故障进一步扩大而采取在300ms内快速切除部分负荷，从而使电网的发电和用电在短时间内达到一个合理的平衡；对用电负荷进行调节和切换，保证异常情况下工厂的基本运行，满足了孤网运行的要求。
图1为本发明发电机故障判断逻辑图；图2为本发明设置负荷总开关逻辑图；图3为本发明故障跳机负荷快切流程；图4为本发明电力系统纯孤网状态下快切逻辑图；图5为本发明电力系统纯孤网运行一般情况下低周减载逻辑图；图6为本发明电力系统纯孤网运行下大电机启动情况下低周减载逻辑图；图7为本发明电力系统并网运行的情况下快切负荷逻辑图。
具体实施例方式一种负荷快切控制系统，基于脱离大电网的小容量的电网，孤网运行工况中如遇发电机故障解列等突发事件，为了实现小电网系统能够安全运行，需要将小电网中的部分负荷快速切除，必须采样数据精确，快切速度快。实施例一图1、图2、图3所示，考虑到故障跳机是作为整个负荷快切的直接启动条件，所以判断发电机故障跳机，除了判断开关位置外，还增加最小负荷判断，再考虑到机组处理器通讯中断或处理器故障的情况下，采集不到功率，会判断不到故障跳机，于是又增加了一个处理器通讯中断判断逻辑。发电机功率和位置都由就地处理器采集，开关位置同时采集一个常开接点和一个常闭接点，避免仅采集一个开关位置可能会误判故障跳机，判断开关下降沿的目的是为了使发生故障跳机后，负荷快切启动不是一直保持，启动后自动返回，增加发电机检修判断，防止在发电机检修时误启动快切负荷。图3所示，TP表示其他在运行机组最大总出力，Pl为I号机跳机前功率，P2为2号机跳机前功率，P3为3号机跳机前功率，38000kw为每台机组实际最大可发电负荷容量，IOOOOkw为每台机组一次最大可追加发电负荷容量。实施例二
图4所示，切负荷判断原则是根据故障跳机后，把跳机前当时发电机运行负荷P1+P2+P3(P1, P2，P3分别为I号2号3号发电机功率)，减去其他在运行机组最大总出力TP，就是所要切除的负荷。考虑到发电机实际正常运行负荷波动较大，特别是发电机故障跳机前几秒钟负荷波动更大，P1\P2\P3都取的是发电机故障跳机前20秒到前10秒的平均功率，保证了数据采样的合理性和可靠性。实施例三图5所示，第一轮低周时间主要考虑故障跳机后，发电机自动调节的时间，建议3秒。考虑到第一轮低周后，可能带来的风险，需要快速切除，所以以下几轮低周时间建议设定0.3秒,总负荷指的是给定可切负荷的总和,包含被已切除的负荷。图6所示，本低周作为后备方案，是考虑发电突然出力不足，大电机启动等情况，第一轮低周时间主要考虑大电机启动，或系统频率的波动，设为6秒，考虑到第一轮低周后，可能带来的风险，需要快速切除，所以以下几轮低周时间建议设定0.3秒，总负荷指的是给定可切负荷的总和，包含被已切除的负荷。实施例四图7所示，P4为母联大网往小网送的穿越功率，延时20秒，切多余的负荷，穿越功率采用专用高精度高速度冗余的功率变送器做数据采集，30MW是根据大电网侧实际可带负荷而整定的,20秒钟主要是考虑大电网侧有一定的过载能力。实施例五发电机处理器通讯中断，如果之前处于可并网状态时，程序自动按照纯孤网状态进行处理，并报警提示，孤网判定的依据在相关断路器位置采集，还设置无电流判定依据，所有处理器重启动或故障时，设置防止误出口，并后台报警，发电机处理器通讯中断时把相应的负荷按退出考虑。
权利要求
1.一种负荷快切控制系统，基于脱离大电网的小容量的电网，孤网运行工况中如遇发电机故障解列等突发事件，为了实现小电网系统能够安全运行，需要将小电网中的部分负荷快速切除，必须采样数据精确，快切速度快，其实现过程具体包括以下步骤: a、故障跳机判断，逻辑判断电网故障跳机的情况总共分为四种，1、若干汽轮发电机的其中一台或几台故障跳机，2、发电机检修，3、最小负荷判断，4、发电机处理器通讯中断，判断发电机故障跳机，除了判断开关位置外，还增加最小负荷判断，再判断机组通讯处理器中断或处理器故障的情况下，采集不到功率，会判断故障跳机；判断开关下降沿是为了使发生故障跳机后，负荷快切启动不是一直保持，启动后自动返回；增加发电机检修判断，防止在发电机检修时误启动快切负荷； b、切负荷判断，根据故障跳机后，把跳机前所有发电机当时运行的总输出功率，减去其他在运行机组最大负荷，就是所要切除的负荷； C、低周减载，故障跳机后，1、发电机自动低周调节，小网运行的一般情况下，第一轮低周时间设为3秒，第一轮低周调节后，需要快速切除，以下几轮低周时间设定0.3秒，之后快速切除部分负荷；大电机启动时，第一轮低周时间设为3秒，第一轮低周调节后，需要快速切除，以下几轮低周时间设定0.3秒；2、故障跳机后，小网与大网并网情况下，母联大网往小网送的穿越功率为30MW，考虑大电网侧有一定的过载能力，延时20秒，切多余的负荷，穿越功率采用专用高精度高速度冗余的功率变送器做数据采集。
d、为了防止误动以及适应各种运行方式，运行维护方便，为各台发电机设置检修\运行状态开关，以上开关信号全部接入到了处理器；设置一个负荷快切投入\退出总开关，该信号接入到了处理器。
2.根据权利要求1所述的负荷快切方法，其特征在于:所述步骤b中由于发电机实际正常运行负荷波动较大，特别是发电机故障跳机前几秒钟负荷波动更大，发电机输出总功率都取的是发电机故障跳机前20秒到前10秒的平均功率，保证了数据采样的合理性和可靠性。
3.根据权利要求1所述的负荷快切方法，其特征在于:所述步骤a故障跳机后，检查到快切跳闸失败，自动启动补切，补切原则是在优先轮次里，选另一个其中最小的大于失败负荷，启动到补切最大延时0.6秒。
4.根据权利要求1所述的负荷快切方法，其特征在于:所述步骤a故障跳机后，发电机处理器通讯中断，如果之前处于可并网状态时，程序自动按照纯孤网状态进行处理，并报警提示，孤网判定的依据在相关断路器位置采集，还设置无电流判定依据，所有处理器重启动或故障时，设置防止误出口，并后台报警，发电机处理器通讯中断时把相应的负荷按退出考虑。
全文摘要
本发明公开了一种负荷快切控制系统，基于脱离大电网的小容量的电网，孤网运行工况中如遇发电机故障解列等突发事件，为了实现小电网系统能够安全运行，需要将小电网中的部分负荷快速切除，必须采样数据精确，快切速度快，故障跳机判断，切负荷判断，低周减载，发电机故障跳机后，为避免故障进一步扩大而采取在300ms内快速切除部分负荷，从而使电网的发电和用电在短时间内达到一个合理的平衡；对用电负荷进行调节和切换，保证异常情况下工厂的基本运行，满足了孤网运行的要求。
文档编号H02J3/14GK103166228SQ20111041842
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者林峰平, 丁建义, 鄢军华, 李晏 申请人:深圳市康必达中创科技有限公司