一种大型水轮机调速器失电及反馈故障保护系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种大型水轮机调速器失电及反馈故障保护系统，包括：调速器电源，用于向水轮机调速器进行供电；失电停机电磁阀，用于关闭导叶使水轮发电机组转至停机备用状态；失电控制模块，用于检测调速器电源供电故障，并控制失电停机电磁阀工作；PLC模块，用于检测导叶位移反馈故障，并控制失电停机电磁阀工作。本系统在提高了水轮机调速器可靠性和稳定性的同时又简化了控制回路，减少了水轮发电机组因调速器系统引起非正常停机的几率，满足了现代化水电厂无人值守少人值班的运行要求。现代化水电厂无人值守少人值班的运行要求。现代化水电厂无人值守少人值班的运行要求。

【技术实现步骤摘要】
一种大型水轮机调速器失电及反馈故障保护系统


[0001]本技术属于水轮机调速器
，尤其涉及一种大型水轮机调速器失电及反馈故障保护系统。

技术介绍

[0002]水轮发电机的开机及转速、负荷控制均由水轮机调速器来完成的。水轮机调速器由交流及直流双电源实现冗余供电，在水轮发电机运行过程中，如果水轮机调速器电源消失(交流和直流电源均故障)，则水轮发电机组则失去控制系统。
[0003]若水轮机发电机在空载运行时，水轮机调速器失去导叶位移反馈信号时，则调节器不能检测导叶开度，控制失败，水轮机调速器系统保持当前状态，使水轮发电机组处于自由运行状。
[0004]以上两种状态均使水轮发电机组存在着失控的风险。
[0005]当前水轮机调节系统实现失电停机功能主要有两种方式：1、通过紧急停机电磁阀实现；2、通过调速系统的机械液压回路中的电液转换器(比例伺服阀)实现失电停机。
[0006]通过紧急停机电磁阀实现失电停机方法如下：水轮发电机组正常运行时，调速器紧急停机电磁阀始终带电，调速系统交/直流电源消失后，紧急停机电磁阀失电，水轮机调速器通过紧急停机电磁阀关闭导叶，实现停机功能。
[0007]通过调速器机械液压回路电液转换器实现失电停机方法如下：水轮机调速器自动运行时电液转换器(一般为比例伺服阀)一直带电，控制主配压阀开关功能，当调速器交/直流电源消失后电液转换器也会失电，此时电液转换器因为带有失电复位的功能，主配压阀控制在关方向，从而关闭导叶，实现停机。
[0008]以上两种控制原理基本相同，利用电磁阀或电液转换器失电复位功能控制主配压阀，减少硬件配置的同事也存在以下缺点：
[0009]a)紧急停机电磁阀长带电的话电磁阀线圈存在烧坏的风险，如果电磁阀线圈烧掉，则水轮发电机组就会被错误的停机；
[0010]b)水轮机调速器自动运行中如果出现PLC故障、继电器触点接触不良、切换阀卡阻等使电液转换器(比例伺服)失电的故障，则水轮发电机就会被错误的停机；
[0011]c)水轮发电机组在负载工况下运行，当出现错误停机或者失电停机时，这两种方式均不能判断水轮发电机的运行工况，如果在关机过程中发电机没有及时从电网解列，使发电机从电网吸收有功从而进入调相运行。
[0012]d)不论是通过紧急停机电磁阀还是通过电液转换器，实现失电停机，都会对水轮机调速器正常控制性能造成干扰。如比例阀在自动运行时要一直带电，则会增大主配磨损、增加调速系统压力油耗等。

技术实现思路

[0013]本技术提供一种大型水轮机调速器失电及反馈故障保护系统，旨在解决上述
存在的问题。
[0014]本技术是这样实现的，一种大型水轮机调速器失电及反馈故障保护系统，包括：
[0015]调速器电源，用于向水轮机调速器进行供电；
[0016]失电停机电磁阀，用于关闭导叶使水轮发电机组转至停机备用状态；
[0017]失电控制模块，用于检测调速器电源供电故障，并控制失电停机电磁阀工作；
[0018]PLC模块，用于检测导叶位移反馈故障，并控制失电停机电磁阀工作。
[0019]进一步的，所述调速器电源包括交流电源和直流电源，所述交流电源和直流电源并联供电。
[0020]进一步的，所述失电控制模块包括电源检测继电器和断路器检测回路和保护切换回路，所述电源检测继电器用于检测调速器电源状态，所述断路器检测回路用于检测水轮发电机组出口断路器状态；
[0021]进一步的，所述失电控制模块还包括充放电电容和保护切换回路，当调速器电源正常供电时，通过保护切换电路，调速器电源对充放电电容进行充电，且失电停机模块的正常电源输出端得电；当调速器电源供电故障时，通过保护切换电路，充放电电容与失电停机模块的失电停机控制端子形成通路，充放电电容放电。
[0022]进一步的，所述失电停机控制端子的输入端串联电源检测继电器的常闭触点，所述充放电电容并联在所述失电停机控制端子和电源检测继电器的常闭触点外围。
[0023]进一步的，当所述PLC模块检测到导叶位移反馈故障，通过第一开关量输出端子控制停机联锁继电器，使失电停机电磁阀工作。
[0024]进一步的，当所述PLC模块检测到导叶位移反馈正常，通过第二开关量输出端子控制停机联锁复归继电器，使失电停机电磁阀复归。
[0025]与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术重新设计了水轮机调速器的失电停机和空载导叶位移反馈故障后的控制系统，通过失电停机模块、失电停机电磁阀、电气控制回路及导叶位移反馈故障控制，构成了一套完整、简洁、可靠的水轮机调速器失电及反馈故障控制系统。本系统在提高了水轮机调速器可靠性和稳定性的同时又简化了控制回路，减少了水轮发电机组因调速器系统引起非正常停机的几率，满足了现代化水电厂无人值守少人值班的运行要求。这种水轮机调速器失电及反馈故障控制系统已经在贵州光照水电厂投入使用，且通过了电科院的实验考核验证。
附图说明
[0026]图1为本技术电路原理图。
具体实施方式
[0027]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0028]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0029]实施例1
[0030]请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种大型水轮机调速器失电及反馈故障保护系统，包括：调速器电源、失电停机电磁阀、失电控制模块和PLC模块。
[0031]其中，调速器电源用于向水轮机调速器进行供电，失电停机电磁阀用于关闭导叶使水轮发电机组转至停机备用状态，失电控制模块用于检测调速器电源供电故障，并控制失电停机电磁阀工作；PLC模块用于检测导叶位移反馈故障，并控制失电停机电磁阀工作。
[0032]调速器电源包括交流电源和直流电源，交流电源和直流电源并联供电。
[0033]具体地，失电控制模块包括电源检测继电器和断路器检测回路和保护切换回路，电源检测继电器用于检测调速器电源状态，断路器检测回路用于检测水轮发电机组出口断路器状态；失电控制模块还包括充放电电容和保护切换回路，当调速器电源正常供电时，通过保护切换电路，调速器电源对充放电电容进行充电，且失电停机模块的正常电源输出端得电；当调速器电源供电故障时，通过保护切换电路，充放电电容与失电停机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型水轮机调速器失电及反馈故障保护系统，其特征在于，包括：调速器电源，用于向水轮机调速器进行供电；失电停机电磁阀，用于关闭导叶使水轮发电机组转至停机备用状态；失电控制模块，用于检测调速器电源供电故障，并控制失电停机电磁阀工作；PLC模块，用于检测导叶位移反馈故障，并控制失电停机电磁阀工作。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述调速器电源包括交流电源和直流电源，所述交流电源和直流电源并联供电。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述失电控制模块包括电源检测继电器和断路器检测回路和保护切换回路，所述电源检测继电器用于检测调速器电源状态，所述断路器检测回路用于检测水轮发电机组出口断路器状态。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述失电控制模块还包括充放电电容和保护切换回路...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐林森，谌洪江，杨科帆，陈国锋，刘军，孔祥坤，姚本培，王杨琛，蒋金宏，杨秀江，
申请(专利权)人：贵州北盘江电力股份有限公司光照分公司，
类型：新型
国别省市：