专利名称：脉冲型火电厂自动发电控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制装置，特别是一种脉冲型火电厂自动发电控制装置。
现有技术中尚未发现与本装置相似的技术。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种用于接收负荷调度中心主计算机直接发出的功率升、降脉冲指令，去调节发电机组出力，从而实现电力系统负荷频率自动控制的脉冲型火电厂自动发电控制装置。
本发明的目的可以通过以下措施来达到本发明包括电源电路、面板、后面板、壳体，其特征在于还有当地/远方控制及控制升降电路、上/下限出力整定及闭锁电路、脉冲过长保护电路、信号显示电路，当地/远方控制及控制升降电路接收从调度中心远方RTU终端送来的脉冲信号，其输出一路与上/下限出力整定及闭锁电路相接，一路与脉冲过长保护电路相接，一路送到信号显示电路，一路送到发电机同步马达，还有一路送回远方RTU终端，上/下限出力整定及闭锁电路的输出一路送回当地/远方控制及控制升降电路，另一路送到信号显示电路，脉冲过长保护电路的输出一路送回当地/远方控制及控制升降电路，另一路送到信号显示电路。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到面板分为电源板插件WY、信号板插件XH、控制板插件K2、保护板插件BH四部分，在电源板插件WY上装有电源开关K1、K2、电源指示灯XD1、XD2，在信号板插件XH上装有指示灯XD3、XD4、XD5，在控制板插件KZ上装有带开关的电位器BK1、BK2及切换开关P，保护板插件BH的面板上装有指示灯XD6。电源电路中，端子与当地/远方控制及控制升降电路中继电器Q的触点Q2相接后，再通过R12、W3与可控硅G1的栅极相接，电源电路中端子与继电器L的触点L2相接后再通过R12、W3与可控硅G2的栅极相接。上/下限出力整定及闭锁电路中电位器W1与R21～R23、W2串联，通过带开关电位器BK1后一路通过R24接运算放大器F1的12脚，另一路通过R23接运算放大器F2的3脚，F2的7脚通过R20接二极管T1的基极，T1的集电极与继电器J的线圈串联，电位器W3与电阻R32～R34、W4串联，通过带开关电位器BK2后一路通过R35与运算放大器F2的3脚相接，另一路通过R36接运算放大器F4的2脚，F4的7脚通过R40接三极管T2的基极，T2的集电极与继电器H的线圈串接。脉冲过长保护电路中端子4、10、13分别接至电源电路中端子5、12、16的可控硅主回路，变压器BHB的4端通过二极管D23、R54接三极管T3的基极，T3的射极通过电位器W7、R56接电容C15及运算放大器F2的2端，F7的3端通过R63接T4的基极，T4的集电极与继电器ZJ的线圈串接。
本装置接收的脉冲信号是从调度中心的远方RTU终端9来的，包括功率升、降指令，计算机在控/停控指令中调主机能源管理系统状态四种信号。同时经过RTU将上、下限功率整定、上/下限切换闭锁，装置故障闭锁，当地/远方五种信号返送给调度中心。本装置接收计算机发出的脉冲经信号处理后，由可控硅输出数字脉冲电平驱动发电机调速系统的同步调速马达10，然后由同步马达去调节机组出力。
图1为本发明的原理方框图;
图2为本发明的外形结构示意图;
图3为本发明后面板示意图;
图4为电源电路的电原理图;
图5a为当地/远方控制及控制升降电路(KZ控制板部分)的电原理图;
图5b为当地/远方控制及控制升降电路(XH信号板部分)的电原理图;
图6为上/下限出力整定及闭锁电路的电原理图;
图7为脉冲过长保护电路的电原理图。
本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照图1～图3，本发明由当地/远方控制及控制升降电路1、上/下限出力整定及闭锁电路2、脉冲过长保护电路3、信号显示电路4、电源电路5、面板6、后面板7、壳体8等组成。
本装置前面板6上有四块插件，在WY插件上装有电源显示灯XD1、XD2及控制开关K1，可控硅输出回路及开关K2和对应的电源保险管RD1～RD3;在XH插件上有计算机在控信号指示灯XD3，功率升、降信号指示灯XD4、XD5;在K2插件上有上、下限出力整定，电位器BK1、BK2及上/下限切换闭锁按钮P;在BH插件上有个保护动作信号指示灯XD6，XH、KZ、BH板的下方都有一个提供测试用的测试孔11。
另外，在该装置后面板上，有2个24脚插座L2的引出线，这些引出线接至电厂的接线端子，可将上述全部信号显示在电厂发电机控制台上，并通过电厂的操作开关2ZK，实现发电机出力的远方控制。
本装置的功能一、控制功能(KZ插件)在发电机处于计算机“远方”控制时，接收调度中心主机经过主计算机自动发电控制(AGC)软件在线计算发出的机组“增”、“减”负荷调节脉冲指令，并将其变换成气轮机调速系统可接收的控制量去调节发电机的出力。
二、保护功能(BH插件)1.机组出力上、下限保护按发电机的实际工况整定机组出力的上、下限值，从而保证发电机的有功率在此范围内调整，若超过定值装置会自动闭锁“增”、“减”脉冲，从而保证机组的安全运行。
2.“可控硅故障”或脉冲过长保护当可控硅故障击穿或因其他原因造成控制脉宽超过定值时，能自动切断调速马达电源，防止机组过调和烧坏马达线圈绕组。
三、限值返送功能将现场发电机有功功率上、下限整定值经RTU返送回调度中心，使其主计算机能按此定值范围发送增、减调节脉冲指令，确保发电机出力的调节受调度主机及当地装置的双重保护。
四、信号显示功能1.在保护动作时，向调度中心及电厂值班人员发出“闭锁”信号。
2.装置工作电源故障时，向调度中心及电厂值班人员发信号。
3.将调度中心能源管理系统(EMS)自动发电控制(AGC)投运与否的状态信号转送到现场，供电厂值班人员了解调度中心主机的运行状况。
4.在现场改变上、下限定值时向调度中心发出信号，以防止上下限定值调定过程中计算机收到错误的信息。
五、手动优先功能发电机处于“AGC”方式时，当值班人员发现发电机有异常情况需要紧急处理时，可以如同正常运行时，通过手动操作发现机控制台上的有功功率调节把手22K调节发电机出力，此时本装置自动退出工作，实现手动优先。
参照图4，K1、K2电源开关装在面板6的WY插件上，将K1合上，220V交流电源经变压器B，有四个次级输出线圈，其中两个经整流桥，电容C1～C6和集成稳压管μpc7812，μpc7912后，分别提供整套装置的工作电源+12V直流和-12V直流(备用)。另两个线圈经电容C7，C8整流后，为可控硅G1，G2提供触发电平、端子“3”、“4”接至”“加”脉冲接点Q2，端子“10”，“9”接至“减”脉冲接点L2。当Q2或L2接通时，可以给G1、G2提供“加”、“减”触发电平，端子“11”、“12”、“15”接至电厂发电机控制台，提供“加”、“减”灯光指示电源，端于“5”、“12”、“16”接至调速系统同步马达当地/远方控制开关ZK(在电厂端)，提供同步马达工作电源，端子“13”、“14”接至闭锁继电器ZJ的常闭接点ZJ2，正常工作时，该接点接通。K2合上，给可控硅G1，G2的交流主回路提供电源，RD1～RD4为保险管。
参照图5，此电路分为信号板插件(XH)和控制板插件(KZ)两部分。在信号板插件(XH)中，“计算机在控”信号由继电器B，信号灯XD3组成。端于“22”接至从调度中心主计算机发至RTU的“在控”接点，当该接点接通时，继电器B动作，B1接点合上，XD3发出平稳光，即面板6上的XD3灯亮。同时B2接点也合上，经端子“21”接至电厂控制台(在电厂端)的“计算机在控”指示灯也亮。
“计算机不控制”和“闪光回路”由A继电器和FA、FB、AC继电器组成。当端子“3”接收从计算机发来的“不控制”信号时，A继电器动作，A2接点接通，经常闭接点FB2和端子“16”将该信号送至电厂控制台上的指示灯，“计算机不控制指示灯”亮，与此同时A1接点也接通，经常闭接点AC1，FA1，继电器FA动作接点FB2断开，指示灯熄灭，同时FB1常开接点合上，继电器FA动作，接点FA1断开，FB继电器失电不动作，常闭接点FB2复归，处于接通位置，此时，指示灯又亮，因此，“计算机不控制”指示灯处在时亮时熄的闪光状态。电容C9、C10的大小可控制闪光时间间隔，端子“4”，“20”接至电厂控制台的按钮，当按下此按钮时，继电器AC经接点A1接通，动作。AC1接点合上，将FA，FB两继电器回路断开，此时即使将按钮复位，AC继电器经AC1接点可自保持在接通状态。同时AC2接点亦合上，指示灯经A2，AC2接点发出平稳光。
“加”、“减”脉冲信号指示灯XD4、XD5分别经端子“8”、“9”接至“加”脉冲接点Q3和“减”脉冲接点L3。当Q3或L3接通时，指示灯亮，即板面6上的XD4、XD5指示灯亮。
“工作电源故障”指示灯由继电器B组成，当12V工作电源故障时，继电器E失电，常闭接点E1、E2接通，E1接通电厂控制台上的“电源故障”指示灯亮，E2接通，将电源故障信号经RTU返送回调度中心。该插件中的二极管起保护继电器线圈作用。
在控制板插件(KZ)的“加”、“减”脉冲控制回路中，发电机同步马达10接收从调度中心发出的“加”、“减”脉冲，主要是由继电器Q和L来实现的。当计算机发出“加”或“减”脉冲，通过RTU送至端子“4”或“21”，经J1、L1或H1、Q1常开接点，继电器Q或L动作。当“加”脉冲回路Q继电器动作时，常闭接点Q1打开，将“减”脉冲回路继电器L断开，此时装置只能工作在“加”脉冲状态，而将“减”脉冲回路闭锁，反之亦然。继电器Q动作后，Q3接点接通经端子“11”接至信号板XH插件上的端子“8”，使板面上的“加”脉冲信号灯XD4亮，同时Q2接点接通，经端子“3”，“5”接至电源电路上的“3”、“4”端子，此时，电源电路上的可控硅G1的直流回路有“加”脉冲触发电平，可控硅G1导通，经端子“5”、“12”去驱动同步调速马达10正向转动，从而使机组出力增加。同样，当减脉冲回路L继电器动作时，工作原理是一样的。此时，L3合上，接通信号板XH上的XD5指示灯，板面6上XD5灯亮，L2同时也合上，将电源电路上的可控硅G2直流回路的“减”脉冲触发回路经端子“10”、“9”接通，可控硅G2在“减”脉冲电平作用下导通，经端子“16”、“12”去驱动同步马达10反向转动，从而使机组出力减少，“加”、“减”脉冲在整个过程中的响应时间不超过0.1秒。
参照图6，由电阻W1、W2、R20～R23，运算放大器F1及电容C11组成上限整流电路，分为四档80%Pe、90%Pe、100%Pe、110%Pe(Pe为机组出力的额定值)，其对应的电压值分别为4V、4.5V、5V、5.5V。此值经端子“8”送往RTU，返回给调度中心主计算机。
由电阻W3、W4、R31～R34，计算放大器F3及电容C12组成下限整定电路，分为四档50%Pe、60%Pe、70%Pe、80%Pe，其对应的电压值分别为2.5V、3V、3.5V、4V。此值经端子“17”送往RTU，返回给调度中心主计算机。
当现场需要改变上、下限整定值时，为避免切换时电平干扰使计算机收到错误信息，在KZ板面上设置了切换闭锁按钮P。只要在切换时按下P，经端子“13”、“14”，计算机即可闭锁收到的信息，以保证计算机原来数据不混乱。
由运算放大器F2，开关三极管T1，继电器J及功率变送器经端子“15”送来的发电机实发有功功率Ps组成上限闭锁保护电路。当实发功率Ps超过上限整定值，即F2输入端“2”脚的电平大于“3”脚的电平时，F2输出高电平，T1导管，J动作，常闭接点J1断开，闭锁“加”脉冲回路的继电器Q，使发电机不再增加出力，同时经端子“6”将信号送至电厂控制台。
由运算放大器F4，开关三极管T2、继电器H及实发功率Ps组成下限闭锁保护电路。当实发功率Ps低于下限整定值时，即F4输入端“3”脚的电平小于“2”脚的电平时，F4输出高电平，T2导通，H动作，常闭接点H1断可开，闭锁“减”脉冲回路的继电器L，使发电机不再减少出力，同时经端子“6”将信号送至电厂控制台。
上、下限整定及保护闭锁电路实现了调度中心主计算机对现场机组出力的跟踪。
参照图7，由变压器BHR，三极管T3、T4，电容C15，运算放大器F7，继电器ZJ组成保护主回路。
端子“4”、“10”、“13”分别接至电源电路的端子“5”、“12”、“16”的可控硅主回路。当可控硅连续导通时间超过450ms(此时间可根据现场情况调整W7整定)时，T3导通，对电容C15充电，经电阻R61输入F7的同相“+”端电平大于整定电位器W8输入F7反相“-”端的电平时，F7输出高电平，T4导通，ZJ动作，板面上的保护XD6灯亮。其接点ZJ2(常闭接点)断开(即电源电路的端子“13”、“14”断开)，可控硅交流主回路断开，整套装置自动退出，同时ZJ1合上，将闭锁信号返送回调度中心。ZJ4合上，使电厂控制台上的闭锁指示灯亮。
电阻W7、R56和电容C15组成的充放电回路，决定了运算放大器F7的输出由低电平变成高电平的翻转时间。
当装置处于“远方”自动控制时，端子“17”接通+12V电源，一旦现场需要手动干预，值班人员通过操作现场的2ZK开关，经端子“22”将T4两端短接，使ZJ继电器动作，并自保持，本装置退出工作。
本发明相比现有技术具有如下优点1.该装置采用安全、可靠的技术，接收计算机发出的脉冲，经信号处理后，由可控硅输出数字脉冲电平驱动发电机调速系统的同步调速马达，然后由同步马达去调节机组出力，从而达到预定的机组出力，通过机组出力的调节，可以实现广东省电力系统负荷频率的自动控制。
2.能使调度及运行人员都能及时了解装置的运行情况，保证了负荷调度中心能够根据电厂实际的运行情况，通过主计算机软件的在线计算，对负荷进行经济性控制，从而实现全电网的经济负荷调度。
权利要求
1.一种脉冲型火电厂自动发电控制装置，包括电源电路5、面板6、后面板7、壳体8，其特征在于还有当地/远方控制及控制升降电路1、上/下限出力整定及闭锁电路2、脉冲过长保护电路3、信号显示电路4，当地/远方控制及控制升降电路1接收从调度中心远方RTU终端9送来的脉冲信号，其输出一路与上/下限出力整定及闭锁电路2相接，一路与脉冲过长保护电路3相接，一路送到信号显示电路4，一路送到发电机同步马达10，还有一路送回远方RTU终端9，上/下限出力整定及闭锁电路2的输出一路送回当地/远方控制及控制升降电路1，另一路送到信号显示电路4，脉冲过长保护电路3的输出一路送回当地/远方控制及控制升降电路2，另一路送到信号显示电路4。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于面板6分为电源板插件WY、信号板插件XH、控制板插件KZ、保护板插件BH四部分，在电源板插件WY上装有电源开关K1、K2、电源指示灯XD1、XD2，在信号板插件XH上装有指示灯XD3、XD4、XD5，在控制板插件KZ上装有带开关的电位器BK1、BK2及切换开关P，保护板插件BH的面板上装有指示灯XD6。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于电源电路5中，端子3、4与当地/远方控制及控制升降电路1中继电器Q的触点Q2相接后，再通过R12、W3与可控硅G1的栅极相接，电源电路5中端子9、10与继电器L的触点L2相接后再通过R12、W3与可控硅G2的栅极相接。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于上/下限出力整定及闭锁电路2中电位器W1与R21～R23、W2串联，通过带开关电位器BK1后一路通过R24接运算放大器F1的12脚，另一路通过R23接运算放大器F2的3脚，F2的7脚通过R20接二极管T1的基极，T1的集电极与继电器J的线圈串联，电位器W3与电阻R32～R34、W4串联，通过带开关电位器BK2后一路通过R35与运算放大器F2的3脚相接，另一路通过R36接运算放大器F4的2脚，F4的7脚通过R40接三极管T2的基极，T2的集电极与继电器H的线圈串接。
5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于脉冲过长保护电路3中端子4、10、13分别接至电源电路5中端子5、12、16的可控硅主回路，变压器BHB的4端通过二极管D23、R54接三极管T3的基极，T3的射极通过电位器W7、R56接电容C15及运算放大器F2的2端，F7的3端通过R63接T4的基极，T4的集电极与继电器2J的线圈串接。
全文摘要
本发明涉及一种脉冲型火电厂自动发电控制装置，它由当地/远方控制及控制升降电路1、上/下限出力整定及闭锁电路2、脉冲过长保护电路3、信号显示电路4、电源电路5、面板、壳体等组成。本装置可接收调度中心计算机发出的脉冲，经信号处理后，由可控硅输出数字电平驱动发电机调速系统的同步调速马达10，从而达到预定的机组出力。本装置使调度及运行人员都能及时了解装置的运行情况，保证了负荷中心对调度进行经济性控制，从而实现全电网的经济负荷调度。
文档编号H02P9/00GK1080441SQ9210468
公开日1994年1月5日 申请日期1992年6月18日 优先权日1992年6月18日
发明者陈敏来, 陈渭, 罗勇, 袁乃志 申请人:广东省电力工业局试验研究所