300兆瓦機(jī)組并聯(lián)控制邏輯的分析與改進(jìn)

1設(shè)備概述李余江電廠2300MW汽輪機(jī)由哈爾濱汽輪機(jī)廠制造，數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)和電氣控制系統(tǒng)(ECS)由北京貝利公司的Symphony集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。DEH控制方式分為四個(gè)部分：汽輪機(jī)超速控制、自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和自啟動(dòng)控制；ECS主要監(jiān)控發(fā)變組、啟動(dòng)備用干式變壓器、開(kāi)關(guān)、UPS等電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)組并網(wǎng)邏輯。這兩臺(tái)機(jī)組參與“西電東送”，每臺(tái)機(jī)組有三種運(yùn)行方式：接入湖南電網(wǎng)運(yùn)行；用輔助電源操作；接入廣東電網(wǎng)運(yùn)行。當(dāng)機(jī)組正常啟動(dòng)時(shí)，必須通過(guò)這三種方式向廣東電網(wǎng)送電。從圖1可以看出，500千伏線路接入廣東電網(wǎng)，110千伏線路接入湖南電網(wǎng)，兩條6kV母線配有廠用電。為防止廣東電網(wǎng)與湖南電網(wǎng)并網(wǎng)，機(jī)組并網(wǎng)過(guò)程采用以下方式：在汽輪機(jī)負(fù)荷升至3000r/min前，合上斷路器QF3、QF4，然后啟動(dòng)備用干式變壓器帶廠用電運(yùn)行；汽輪機(jī)負(fù)荷升至3000r/min后，同步裝置合上斷路器QF1、QF2，即接入湖南電網(wǎng)。負(fù)荷升至7kW左右后，斷開(kāi)斷路器QF3、QF4，即機(jī)組帶廠用電運(yùn)行；同時(shí)，QF5關(guān)閉時(shí)，接入廣東電網(wǎng)運(yùn)行。如果機(jī)組直接接入廣東電網(wǎng)而沒(méi)有上述過(guò)程，當(dāng)斷路器QF5閉合時(shí)，QF3和QF4必須同時(shí)斷開(kāi)。如果該聯(lián)鎖失敗，廣東電網(wǎng)和湖南電網(wǎng)將相互連接，造成重大事故。因此，上述機(jī)組在并網(wǎng)過(guò)程中的運(yùn)行方式必須安全可靠。3原并網(wǎng)控制邏輯及分析在DEH控制邏輯中，并網(wǎng)信號(hào)來(lái)自ECS系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)組在湖南電網(wǎng)或廣東電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，認(rèn)為機(jī)組已并網(wǎng)。當(dāng)機(jī)組以輔助動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，DEH采用速度控制。在原并網(wǎng)控制邏輯中(見(jiàn)圖2)，當(dāng)機(jī)組并入湖南電網(wǎng)，負(fù)荷3000r/min穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，調(diào)速器輸出跟蹤0，高壓調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟指令等于負(fù)荷REFERENCE)；價(jià)值。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷升至7kW時(shí)，湖南電網(wǎng)切換到廠用電運(yùn)行方式，并網(wǎng)信號(hào)消失，高壓調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟指令等于調(diào)速器輸出，即指令從參考值降至0，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降低，調(diào)速器輸出在轉(zhuǎn)速偏差作用下逐漸增大，高壓調(diào)節(jié)閥逐漸開(kāi)啟，使機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行維持在3000r/min。

4并網(wǎng)邏輯缺陷當(dāng)機(jī)組帶7kW負(fù)荷，從湖南電網(wǎng)運(yùn)行方式切換到有廠用電運(yùn)行方式時(shí)，高壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，汽源切斷，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，頻率過(guò)低，造成很多廠用電設(shè)備跳閘，機(jī)組被迫停機(jī)，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行安全。

5并網(wǎng)邏輯修改在原并網(wǎng)控制邏輯中，當(dāng)并網(wǎng)信號(hào)從1變?yōu)?時(shí)，高壓音關(guān)閉。這種邏輯對(duì)于普通機(jī)組來(lái)說(shuō)是合理的(即廠用電總是掛在一個(gè)電網(wǎng)上)，因?yàn)槠鋸S用電不需要在兩個(gè)不同的電網(wǎng)之間來(lái)回切換，但是對(duì)于“西電東送”機(jī)組來(lái)說(shuō)，這種邏輯需要改進(jìn)。為了解決上述問(wèn)題，DEH針對(duì)帶輔助電源的運(yùn)行方式設(shè)計(jì)了一種特殊的電路，即DEH引入了來(lái)自ECS系統(tǒng)的帶輔助電源的運(yùn)行信號(hào)。當(dāng)該信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，產(chǎn)生的500毫秒脈沖信號(hào)使速度控制器輸出跟蹤參考值，然后速度控制器根據(jù)速度偏差調(diào)節(jié)高壓調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。具體邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

結(jié)論李余江電廠并網(wǎng)邏輯的完善為西電東送跨網(wǎng)機(jī)組的DEH設(shè)計(jì)提供了典型的“并網(wǎng)”控制邏輯。本文從電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)探討機(jī)組的并網(wǎng)過(guò)程，說(shuō)明隨著控制系統(tǒng)集中度的提高，電氣系統(tǒng)與熱工專業(yè)的關(guān)系越來(lái)越密切，這就要求熱工專業(yè)人員對(duì)電氣專業(yè)的一些基礎(chǔ)知識(shí)更加熟悉，以便更好地與電氣專業(yè)人員交流，使DEH和ECS的邏輯更加合理和實(shí)用。

來(lái)源：中電網(wǎng)