一种双水内冷型调相机紧急停机控制装置
阅读说明：本技术 一种双水内冷型调相机紧急停机控制装置 (Double-water internal cooling type phase modifier emergency stop control device ) 是由 张卫庆 孙虹 汪海洋 景亚杰 殷翔 李壹阳 韦志康 杨旭 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明具体涉及一种双水内冷型调相机紧急停机控制装置,包括主中央处理单元、从中央处理单元、人机交互装置、紧急停止手动装置、手动停止输出单元、信号输入单元、信号输出单元A和信号输出单元B,还包括SFC装置,用于实现超速保护以防止调相机并网后超速保护误动。通过本发明,可将双水内冷型调相机保护主机与DCS控制系统分开,在DCS系统中实现控制功能,在本发明紧急停机控制装置中实现热工保护跳闸功能,当控制系统异常时,保护系统仍可正常动作,可靠性更高。相比于调变组非电量保护屏,本发明便于增加复杂控制逻辑与功能,扩展性和灵活性强,且维护工作量小。(The invention particularly relates to a double-water internal cooling type phase modifier emergency stop control device which comprises a main central processing unit, a slave central processing unit, a man-machine interaction device, an emergency stop manual device, a manual stop output unit, a signal input unit, a signal output unit A, a signal output unit B and an SFC device and is used for realizing overspeed protection to prevent overspeed protection misoperation after the phase modifier is connected to the grid. The invention can separate the double-water internal cooling phase modifier protection host machine from the DCS control system, realizes the control function in the DCS system, realizes the thermotechnical protection tripping function in the emergency shutdown control device, and can still normally act when the control system is abnormal, thereby having higher reliability. Compared with a modulation group non-electric quantity protection screen, the invention is convenient for adding complex control logic and functions, has strong expansibility and flexibility and small maintenance workload.)
技术领域
本发明属于热工保护技术领域，具体涉及一种双水内冷型调相机紧急停机控制装置。
背景技术
近年来，特高压输电工程的广泛建设引起了电网特性的变化。常规电力和电子设备响应速度慢，在故障期间无法快速为系统提供足够的动态无功支持，导致系统电压稳定裕度降低。调相机固有的快速动态无功输出特性恰好弥补了这个缺点，在“大电网”时代重获启用，为构建以新能源为主体的骨干电网提供强有力的支撑。
调相机在送端换流站通过深度进相运行提高交流母线电压的稳定性，进而提高输送端清洁能源的输送功率，减少“弃水弃风弃光”的能源浪费现象，提高清洁能源的消纳比例；在受端换流站则通过提高交流母线电压的稳定性，对预防直流系统的换相失败起到积极地促进作用，减小“大电网崩溃事故”的发生概率。
调相机热工保护停机系统在主辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，能够及时采取相应的措施加以保护，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。
但是，目前调相机DCS厂家众多、技术路线不同，紧急停机控制系统在DCS中进行的处理也不同，甚至同DCS厂家不同站点也存在差异。部分调相机热工保护“三取二”逻辑在输入回路、输出回路、控制器配置等方面未进行冗余配置；部分调相机热工保护虽然在输入回路、输出回路、控制器配置等方面均进行冗余配置，但在DCS系统和调变组非电量保护屏中均进行了三取二逻辑，经过两次三取二运算，冗余过度，不利于维护；某双水内冷型调相机热工保护“三取二”逻辑大部分在调变组非电量保护屏中实现，但部分保护需要在DCS中进行逻辑运算，因此该站目前还存在部分热工保护经过DCS系统后再出口至非电量保护屏的情况。因此，需结合双水内冷型调相机的特点，设计独立于DCS的调相机紧急停机控制装置，确保DCS故障情况下主保护系统的正常运行，并对主保护逻辑进一步优化，杜绝保护拒动，防止保护误动，以提升保护的本质安全属性，满足调相机长期稳定运行的需求。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种双水内冷型调相机紧急停机控制装置，采用的技术方案如下：
一种双水内冷型调相机紧急停机控制装置，包括主中央处理单元、从中央处理单元、人机交互装置、紧急停止手动装置、手动停止输出单元、信号输入单元、信号输出单元A和信号输出单元B，人机交互装置通过通讯单元分别与主中央处理单元、从中央处理单元双向通讯，紧急停止手动装置通过光端机与手动停止输出单元连接，信号输入单元分别与主中央处理单元、从中央处理单元电连接，信号输出单元A与主中央处理单元电连接，信号输出单元B与从中央处理单元电连接，手动停止输出单元、信号输出单元A和信号输出单元B均连接有外部执行主体；
所述信号输入单元包括输入单元1、输入单元2、输入单元3和输入单元4四个子模块，用于接收双水内冷型调相机各点位的振动监测信号，并将接收信号传递至主中央处理单元和从中央处理单元进行逻辑判断以实现振动保护；
所述信号输出单元A、信号输出单元B分别根据主中央处理单元、从中央处理单元的处理结果，输出控制信号到相应的外部执行主体以执行停机动作；
所述人机交互装置用于可视化各类信号，便于运行人员实时监控装置状态。
进一步地，所述振动保护的具体流程为：
S1：输入单元1、输入单元2、输入单元3、输入单元4分别接收双水内冷型调相机的四路瓦振信号和四路轴振信号以及各路信号的可信度判断信号，并传输至主中央处理单元与从中央处理单元；
S2：主中央处理单元、从中央处理单元分别对是否触发振动保护做逻辑判断，
若四路瓦振信号与轴振信号均可信，四路瓦振信号中有任意一路达到瓦振停机值，且其余三路瓦振信号中有任意一路超过瓦振优秀值，则触发振动保护，四路轴振信号中有任意一路达到轴振停机值，且其余三路瓦振信号中有任意一路超过轴振优秀值，则触发振动保护；
若某一路瓦振信号/轴振信号不可信，则该路瓦振信号/轴振信号不参与振动保护的逻辑判断，剩余三路瓦振信号/轴振信号中有一路达到瓦振停机值/轴振停机值且有另一路超过瓦振优秀值/轴振优秀值，则触发振动保护；
若某两路瓦振信号/轴振信号不可信，则该两路瓦振信号/轴振信号不参与振动保护的逻辑判断，剩余两路瓦振信号/轴振信号中有一路达到瓦振停机值/轴振停机值且另一路超过瓦振优秀值/轴振优秀值，则触发振动保护；
若某三路瓦振信号/轴振信号不可信，则该三路瓦振信号/轴振信号不参与振动保护的逻辑判断，剩余一路瓦振信号/轴振信号达到瓦振停机值/轴振停机值，则触发振动保护；
若四路瓦振信号/轴振信号均不可信，则直接触发振动保护；
S3：触发振动保护后，主中央处理单元、从中央处理单元分别通过信号输出单元A、信号输出单元B输出控制信号到外部执行主体以执行相应的紧急停机动作。
进一步地，瓦振信号和轴振信号的可信度由TSI系统判断，并通过信号输入单元分别传输至主中央处理单元和从中央处理单元进行保护逻辑判断；所述瓦振停机值和轴振停机值分别为11.8mm/s、260um，所述瓦振优秀值和轴振优秀值分别为3.8mm/s、80um。
进一步地，所述从中央处理单元与信号输出单元B构成主中央处理单元与信号输出单元A的备用单元，以防止主中央处理单元或信号输出单元A故障时整个紧急停机控制装置停止运行。
进一步地，紧急停止手动装置触发后，手动停止信号由手动停止输出单元输出至外部执行主体以执行手动停机动作。
进一步地，所述外部执行主体包括顶轴油泵、调相机并网开关、调相机灭磁开关和故障录波仪；触发振动保护时，各外部执行主体执行的停机动作分别为：调相机并网开关断开，调相机灭磁开关断开，故障录波仪启动；手动停机时，各外部执行主体执行的停机动作分别为：顶轴油泵启动、调相机并网开关断开，调相机灭磁开关断开，故障录波仪启动。
进一步地，本发明装置还包括SFC(Static Frequency Converter)装置，用于实现超速保护以防止调相机并网后超速保护误动，其超速保护定值为3300，超速保护触发后，若调相机并网开关处于闭合状态则断开，若调相机灭磁开关处于闭合状态则断开。
进一步地，所述瓦振信号由压电式速度传感器获取，所述轴振信号由电涡流非接触式传感器获取。
通过本发明，可将双水内冷型调相机保护主机与DCS控制系统分开，在DCS系统中实现控制功能，在本发明紧急停机控制装置中实现热工保护跳闸功能，当控制系统异常时，保护系统仍可正常动作，可靠性更高。相比于调变组非电量保护屏，本发明便于增加复杂控制逻辑与功能，扩展性和灵活性强，且维护工作量小。
附图说明
图1为本发明紧急停机控制装置的框架示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明装置包括主中央处理单元、从中央处理单元、人机交互装置、紧急停止手动装置、手动停止输出单元、信号输入单元、信号输出单元A和信号输出单元B，从中央处理单元与信号输出单元B构成主中央处理单元与信号输出单元A的备用单元，以防止主中央处理单元或信号输出单元A故障时整个紧急停机控制装置停止运行。
信号输入单元包括输入单元1、输入单元2、输入单元3和输入单元4四个子模块，用于接收双水内冷型调相机各点位的振动监测信号，并将接收信号传递至主中央处理单元和从中央处理单元进行逻辑判断以实现振动保护；信号输出单元A、信号输出单元B分别根据主中央处理单元、从中央处理单元的处理结果，输出控制信号到相应的外部执行主体以执行停机动作。外部执行主体包括顶轴油泵、调相机并网开关、调相机灭磁开关和故障录波仪。
紧急停止手动装置采用双蘑菇头按钮，当其触发停机后，手动停止信号由手动停止输出单元输出至外部执行主体以执行手动停机动作。
触发振动保护时，各外部执行主体执行的停机动作分别为：调相机并网开关断开，调相机灭磁开关断开，故障录波仪启动；手动停机时，各外部执行主体执行的停机动作分别为：顶轴油泵启动、调相机并网开关断开，调相机灭磁开关断开，故障录波仪启动。
所述人机交互装置用于可视化各类信号，便于运行人员实时监控装置状态。
本发明振动保护的具体流程如下：
S1：输入单元1、输入单元2、输入单元3、输入单元4分别接收双水内冷型调相机的四路瓦振信号和四路轴振信号以及各路信号的可信度判断信号，并传输至主中央处理单元与从中央处理单元。其中，瓦振信号由压电式速度传感器获取，这种传感器具有金属头套管，抗强磁场干扰能力强；轴振信号由电涡流非接触式传感器获取，该传感器在压电式加速度计的基础上嵌入积分电路，体积小、质量轻、工作频带宽。
本发明振动保护中将检测点的检测通道状态纳入逻辑判断，若某检测点的检测通道异常，则该检测点的振动信号便不可信，为保证判断结果的准确性需要将其排除逻辑判断机制，本发明中瓦振信号和轴振信号的可信度由外部TSI系统判断，并通过信号输入单元分别传输至主中央处理单元和从中央处理单元进行保护逻辑判断。
S2：主中央处理单元、从中央处理单元分别对是否触发振动保护做逻辑判断，
若四路瓦振信号与轴振信号均可信，四路瓦振信号中有任意一路达到瓦振停机值，且其余三路瓦振信号中有任意一路超过瓦振优秀值，则触发振动保护，四路轴振信号中有任意一路达到轴振停机值，且其余三路瓦振信号中有任意一路超过轴振优秀值，则触发振动保护；
若某一路瓦振信号/轴振信号不可信，则该路瓦振信号/轴振信号不参与振动保护的逻辑判断，剩余三路瓦振信号/轴振信号中有一路达到瓦振停机值/轴振停机值且有另一路超过瓦振优秀值/轴振优秀值，则触发振动保护；
若某两路瓦振信号/轴振信号不可信，则该两路瓦振信号/轴振信号不参与振动保护的逻辑判断，剩余两路瓦振信号/轴振信号中有一路达到瓦振停机值/轴振停机值且另一路超过瓦振优秀值/轴振优秀值，则触发振动保护；
若某三路瓦振信号/轴振信号不可信，则该三路瓦振信号/轴振信号不参与振动保护的逻辑判断，剩余一路瓦振信号/轴振信号达到瓦振停机值/轴振停机值，则触发振动保护；
若四路瓦振信号/轴振信号均不可信，则直接触发振动保护。
本发明瓦振停机值和轴振停机值分别为11.8mm/s、260um，瓦振优秀值和轴振优秀值分别为3.8mm/s、80um。
S3：触发振动保护后，主中央处理单元、从中央处理单元分别通过信号输出单元A、信号输出单元B输出控制信号到外部执行主体以执行相应的紧急停机动作。
本发明紧急停机装置还包括SFC装置，用于实现超速保护以防止调相机并网后超速保护误动，其超速保护定值为3300。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
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