机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化方法

摘要

本发明公开了一种机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化方法，针对不同接线方式下待并网机组假同期并网试验过程中发出虚假的机组同期并网信号问题，步骤如下：S1首先根据待并机组与系统的接线方式，确定待并机组的同期并网点、系统隔离刀闸；选择足够的同期断路器和系统隔离刀闸常开辅助接点、常闭辅助接点，必要时利用扩展继电器对同期断路器和系统隔离刀闸的常开辅助接点、常闭辅助接点进行扩展使用；S2其次针对不同接线方式，分别进行待并机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化；本发明实现机组假同期试验时只发假同期并网信号，而不误发同期并网信号；并机组并网后信号只发同期并网信号，而不发假同期并网信号。

说明书

技术领域

本发明属于发电厂机组同期并网电气二次控制回路领域，涉及一种基于不同类型接线方式机组的假同期并网信号的获取与同期并网信号的优化，具体为一种基于不同接线方式的机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化方法。

背景技术

随着现代电力技术发展，现代发电机组普遍采用DCS（包含DEH）控制系统。常将多路发电机组的断路器的常开辅助接点或常闭辅助接点位置信号送入DCS，由DCS系统对发电机组的断路器的常开辅助接点或常闭辅助接点位置信号变化冗余判断来判别发电机组的并网信号是否正确。

目前DCS系统普遍采用3路发电机组的并网断路器的常开辅助接点串联组合或常闭辅助接点串联组合取反做三选二逻辑判断，确定机组是否同期并网。各种常见系统接线方式发电机组的同期并网信号获取方法，如图1~5所示。

如果DCS系统判断发电机组已同期并网，DCS系统将机组并网信号参与到机组并网带初负荷、DEH控制回路的切换、一次负荷调频控制、甩负荷控制等逻辑功能控制。

如果DCS系统收到机组的虚假的同期并网信号，就会错误的参与上述逻辑功能控制，给机组运行控制带来诸多安全隐患，对机组安全经济运行影响很大，严重时会导致机组非停或设备损坏，因此需要确保机组同期并网信号必须绝对可靠。

一般发电机组在基建整套启动调试或大修后整套启动时需要进行机组假同期并网试验合格后才能并网发电商业运行。

发电机组假同期试验时DCS系统会收到虚假的同期并网信号，如果不加以控制就可能对机组运行控制带来隐患。

为了避免在机组启动过程中假同期试验产生的虚假并网信号对运行控制的干扰，常常由专业技术人员在机组启动期间做安全隔离技术措施，但受制于专业技术人员业务能力或其他情况，往往不可避免会误发机组同期并网信号。

因此有必要对发电机组的断路器并网信号进行区分，从源头上不用人工干预消除假同期并网信号对机组DCS控制的不利影响。

发明内容

针对不同接线方式下待并网机组假同期并网试验过程中发出虚假的机组同期并网信号问题，本发明提供一种机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化方法，区分机组同期并网状态与非同期并网状态，确保机组假同期试验时不误发同期并网信号，通过电气硬接线回路从源头上消除非同期并网信号对机组DCS控制的安全经济运行隐患。

该方法是根据不同类型接线方式的发变组或发电机在进行发电机组假同期试验时，待并机组必须与并网系统间有明确的系统断开点，此系统断开点往往选择与并网断路器直接联系的隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸。

待并网机组假同期试验过程：待并机组系统隔离刀闸和同期断路器的状态变化趋势是待并机组系统隔离刀闸始终分闸位置、同期断路器由分闸位置转为合闸位置；机组同期并网过程状态变化趋势是待并机组系统隔离刀闸始终合闸位置、同期断路器由分闸位置转为合闸位置。

根据待并机组系统隔离刀闸的三相辅助接点与同期断路器的三相辅助接点组合变化，将机组同期变化信号区分为假同期并网信号与同期并网信号，并且假同期并网信号与同期并网信号任何时刻唯一发生。

待并网机组DCS系统接收到非同期并网信号时，DCS系统自动闭锁机组并网带初负荷、DEH控制回路的切换、一次调频控制及甩负荷控制等功能；当机组接收到同期并网信号后，DCS系统开放机组并网带初负荷、DEH控制回路的切换、一次调频控制及甩负荷控制等功能。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化方法，不同类型接线方式的发变组或发电机在进行发电机组假同期并网试验时，待并机组必须与并网系统间有明确的系统断开点，根据系统接线方式不同系统断开点往往选择不同的待并机组系统隔离刀闸，该隔离刀闸断开状态时需保证机组同期装置能采集到系统电压和待并机组系统电压，同时同期断路器同期合闸不会将待并机组并入系统发电。

机组假同期试验过程：待并机组系统隔离刀闸和同期断路器的状态变化趋势是隔离刀闸始终分闸位置、同期断路器由分闸位置转为合闸位置；机组同期并网过程状态变化趋势是待并机组系统隔离刀闸始终合闸位置、同期断路器由分闸位置转为合闸位置。

在同期假同期并网和同期并网的电气设备最直观的区别状态是待并机组与系统的待并机组系统隔离刀闸的位置由分闸到合闸变化，因此可通过对待并机组与系统的待并机组系统隔离刀闸的辅助接点和断路器的辅助接点的串联组合获取待并机组的假同期并网信号和对机组并网信号的优化。

待并机组假同期并网信号获取方法：利用待并机组系统隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合与同期断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联组合作为一路假同期并网信号，取三路假同期并网信号送DCS系统，由DCS系统作三选二逻辑判断。当三路假同期并网信号都被DCS检测到，就确认机组是非同期并网状态。

待并机组的同期并网信号优化方法：利用待并机组系统隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合与同期断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联组合作为一路同期并网信号，取三路同期并网信号送DCS系统，由DCS系统作三选二逻辑判断。当三路同期并网信号都被DCS检测到，就确认机组是同期并网状态。

本发明具体的步骤如下：

S1：首先根据待并机组与系统的接线方式，确定待并机组的同期并网点、系统隔离刀闸；选择足够的同期断路器和系统隔离刀闸常开辅助接点、常闭辅助接点，必要时利用扩展继电器对同期断路器和系统隔离刀闸的常开辅助接点、常闭辅助接点进行扩展使用；

S2：其次针对不同接线方式，分别进行待并机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化；

S2.1：对于单母线接线、发变线接线方式，无发电机断路器的发变组，用主变高压侧断路器作同期并网，选择主变高压侧断路器隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸；

S2.1.1：待并机组假同期并网信号获取：将主变高压侧断路器的任一副三相常闭辅助接点串联组合和系统同期隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合再串联作为一路假同期并网信号，取3路信号送入DCS系统；

S2.1.2：机组同期并网信号优化：将主变高压侧断路器的任一副三相常开辅助接点串联后和其对应的任意一条母线隔离刀闸一副三相常开辅助接点串联后再相串联作为一路信号，取同样的3路信号送入DCS系统作三选二逻辑判断后作为机组同期并网信号；

S2.2：对双母线接线无发电机断路器的发变组，用主变高压侧断路器作同期并网，选择主变高压侧同期断路器对应的两条母线隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸；

S2.2.1：待并机组假同期并网信号获取：将待并发变组的主变高压侧I母与II母隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合相串联，再和主变高压侧断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合相串联作为一路假同期并网信号，取3路信号送入DCS系统；

S2.2.2：机组同期并网信号优化：将待并发变组的主变高压侧I母隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合和II母隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合相并联，再和主变高压侧断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合相串联作为一路同期并网信号，取3路信号送入DCS系统；

S2.3：对于有发电机断路器的发变组，用发电机断路器作同期并网，选择发电机断路器隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸；

S2.3.1：机组假同期并网信号获取：将发电机断路器隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合和发电机断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为一路假同期并网信号，取同样的3路信号送DCS系统；

S2.3.2：机组同期并网信号优化：将发电机断路器隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合和发电机断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为一路同期并网信号，取同样的3路信号送DCS系统；

S2.4：对于3/2接线、4/3接线、角形接线或桥型接线，无主变高压侧隔离刀闸且无发电机断路器的发变组，用边断路器或中断路器作同期并网时，选择边断路器或中断路器靠发变组侧的断路器隔离刀闸主作为假同期试验的待并机组系统隔离刀闸；

S2.4.1：机组假同期并网信号获取：将边断路器或中断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合和其对应的断路器隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合再串联作为边断路器或中断路器的一路假同期并网信号，取同样的3路信号送DCS系统；

S2.4.2：机组同期并网信号优化：将边断路器或中断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合和其对应的断路器隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为边断路器或中断路器的一路同期并网信号，取同样的3路信号送DCS系统；

S2.5：对于3/2接线、4/3接线、角形接线或桥型接线，有主变高压侧带隔离刀闸且无发电机断路器的发变组，用边断路器或中断路器作为同期并网时，选择主变高压侧隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸；

S2.5.1：机组假同期并网信号获取：将主变高压侧隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合和边断路器或中断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为一路假同期并网信号，取3路信号送DCS系统；

S2.5.2：机组同期并网信号优化：将主变高压侧隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合和边断路器或中断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为一路同期并网信号，取3路信号送DCS系统。

进一步的，S2.1.1、S2.2.1、S2.3.1、S2.4.1、S2.5.1中机组假同期并网信号获取：利用待并机组与系统的隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合与同期断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联组合作为一路假同期并网信号，取三路假同期并网信号送DCS系统。

进一步的，S2.1.2、S2.2.2、S2.3.2、S2.4.2、S2.5.2中机组同期并网信号优化：利用待并机组与系统的隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合与同期断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联组合作为一路同期并网信号，取3路同期并网信号送DCS系统。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

本发明首先提供不同接线方式的机组运行方式和机组假同期试验特点，将原机组并网信号细分为机组同期并网信号与非同期并网信号。实现机组假同期试验时只发假同期并网信号，而不误发同期并网信号；并机组并网后信号只发同期并网信号，而不发假同期并网信号。

通过本发明的实施，从电气二次回路硬接线上消除了待并网发电机组启动过程中仅靠同期断路器的状态判断机组同期并网的隐患，通过假同期并网信号实现发电机组假同期试验时机组运行状态与信号的一致性，确保DCS控制的可靠性，具有较高的安全性和经济效益。

本发明仅需增加少量二次回路改造，简单易行。成本几乎可以忽略不计。本发明已在项目现场实施仿真应用，根据项目仿真试验结果正确实现机组同期并网信号与假同期并网信号区分与识别，DCS系统同期信号逻辑控制回路功能改动较小，各项控制功能正常。

附图说明

图1为现有单母线无发电机断路器接线发变组同期信号获取图。

图2为现有双母线无发电机断路器接线发变组同期信号获取图。

图3为现有有发电机断路器接线的发电机同期信号获取图。

图4为现有3/2接线无主变高压侧隔刀且无发电机断路器发变组同期信号获取图。

图5为现有3/2接线有主变高压侧隔刀且无发电机断路器发变组同期信号获取图。

图6为本发明中单母线无发电机断路器接线发变组假同期信号获取与同期并网信号优化图。

图7为本发明中双母线无发电机断路器的发变组假同期信号获取与同期并网信号优化图。

图8为本发明中双母线有发电机断路器发变组假同期信号获取与同期并网信号优化图。

图9为本发明中3/2接线无主变高压侧隔刀发变组假同期信号获取与同期并网信号优化图。

图10为本发明中3/2接线有主变高压隔刀发变组假同期信号获取与同期并网信号优化图。

图中符号标识说明：

GL01、GL02、1GL、GL1、GL2、GL11、GL12、GL21、GL22、GL31、GL32分别为隔离刀闸；

CB、1CB、DL、DL1、DL2、DL3分别为断路器；

GL1AK1（2、3、4）、GL1BK1（2、3、4）、GL1CK1（2、3、4）为GL1隔刀的第1（2、3、4）对三相常开辅助接点，其他隔离刀闸以此类推；

GL1AB1（2、3、4）、GL1BB1（2、3、4）、GL1CB1（2、3、4）为GL1隔刀的第1（2、3、4）对三相常闭辅助接点，其他隔离刀闸以此类推；

DL1AK1（2、3、4）、DL1BK1（2、3、4）、DL1CK1（2、3、4）为DL1断路器的第1（2、3、4）对三相常开辅助接点，其他断路器以此类推；

DL1AB1（2、3、4）、DL1BB1（2、3、4）、DL1CB1（2、3、4）为DL1断路器的第1（2、3、4）对三相常闭辅助接点，其他断路器以此类推。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

本实施例中，一种机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化方法，步骤如下：

S1：首先根据待并机组与系统的接线方式，确定待并机组的同期并网点、系统隔离刀闸；选择足够的同期断路器和系统隔离刀闸常开辅助接点、常闭辅助接点，必要时利用扩展继电器对同期断路器和系统隔离刀闸的常开辅助接点、常闭辅助接点进行扩展使用；

S2：其次针对不同接线方式，分别进行待并机组假同期并网信号获取与同期并网信号优化；

S2.1：对于单母线接线、发变线接线方式，无发电机断路器的发变组，用主变高压侧断路器作同期并网，选择主变高压侧断路器隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸，如图6所示；

S2.1.1：待并机组假同期并网信号获取：将主变高压侧断路器的任一副三相常闭辅助接点串联组合和系统同期隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合再串联作为一路假同期并网信号，取3路信号送入DCS系统；

S2.1.2：机组同期并网信号优化：将主变高压侧断路器的任一副三相常开辅助接点串联后和其对应的任意一条母线隔离刀闸一副三相常开辅助接点串联后再相串联作为一路信号，取同样的3路信号送入DCS系统作三选二逻辑判断后作为机组同期并网信号；

S2.2：对双母线接线无发电机断路器的发变组，用主变高压侧断路器作同期并网，选择主变高压侧同期断路器对应的两条母线隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸，如图7所示；

S2.2.1：待并机组假同期并网信号获取：将待并发变组的主变高压侧I母与II母隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合相串联，再和主变高压侧断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合相串联作为一路假同期并网信号，取3路信号送入DCS系统；

S2.2.2：机组同期并网信号优化：将待并发变组的主变高压侧I母隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合和II母隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合相并联，再和主变高压侧断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合相串联作为一路同期并网信号，取3路信号送入DCS系统；

S2.3：对于有发电机断路器的发变组，用发电机断路器作同期并网，选择发电机断路器隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸，如图8所示；

S2.3.1：机组假同期并网信号获取：将发电机断路器隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合和发电机断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为一路假同期并网信号，取同样的3路信号送DCS系统；

S2.3.2：机组同期并网信号优化：将发电机断路器隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合和发电机断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为一路同期并网信号，取同样的3路信号送DCS系统；

S2.4：对于3/2接线、4/3接线、角形接线或桥型接线，无主变高压侧隔离刀闸且无发电机断路器的发变组，用边断路器或中断路器作同期并网时，选择边断路器或中断路器靠发变组侧的断路器隔离刀闸主作为假同期试验的待并机组系统隔离刀闸，如图9所示；

S2.4.1：机组假同期并网信号获取：将边断路器或中断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合和其对应的断路器隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合再串联作为边断路器或中断路器的一路假同期并网信号，取同样的3路信号送DCS系统；

S2.4.2：机组同期并网信号优化：将边断路器或中断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合和其对应的断路器隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为边断路器或中断路器的一路同期并网信号，取同样的3路信号送DCS系统；

S2.5：对于3/2接线、4/3接线、角形接线或桥型接线，有主变高压侧带隔离刀闸且无发电机断路器的发变组，用边断路器或中断路器作为同期并网时，选择主变高压侧隔离刀闸作为待并机组系统隔离刀闸，如图10所示；

S2.5.1：机组假同期并网信号获取：将主变高压侧隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合和边断路器或中断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为一路假同期并网信号，取3路信号送DCS系统；

S2.5.2：机组同期并网信号优化：将主变高压侧隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点串联组合和边断路器或中断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联作为一路同期并网信号，取3路信号送DCS系统。

本实施例中，S2.1.1、S2.2.1、S2.3.1、S2.4.1、S2.5.1中机组假同期并网信号获取：利用待并机组与系统的隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合与同期断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联组合作为一路假同期并网信号，取三路假同期并网信号送DCS系统。

本实施例中，S2.1.2、S2.2.2、S2.3.2、S2.4.2、S2.5.2中机组同期并网信号优化：利用待并机组与系统的隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点串联组合与同期断路器的任一副三相常开辅助接点串联组合再串联组合作为一路同期并网信号，取3路同期并网信号送DCS系统。

3/2接线有主变高压侧隔刀无发电机断路器的发变组接线方式在电力系统中受到广泛应用。本实施例以3/2接线有主变高压侧隔刀无发电机断路器的发变组接线方式为例，对发变组假同期信号获取与同期并网信号进的优化。

如图5所示，现有技术中，发变组的同期并网点可分别选择边断路器DL1或中断路器DL2。DL1断路器的隔刀GL11、GL12，DL2断路器的隔刀GL21、GL22的控制权网络控制室的网络控制系统。发变组主变高压侧隔刀GL1的控制权限在DCS系统或网络控制系统，将GL1隔刀位置信号GL1AK1、GL1BK1、GL1CK1三相串联送机组DCS系统，用于实现发变组DL1、DL2控制权限在网络控制系统和机组同期控制的选择。

现有技术机组同期并网信号一般取DL1断路器的三相分相断路器DL1A、DL1B、DL1C的任一副常开辅助接点如DL1AK1、DL1BK1、DL1CK1三相串联组合形成一路同期并网信号，共送3路至DCS系统，由DCS作三取二逻辑判断。

本发明需要较多用到边断路器DL1、中断路器DL2、主变高压侧隔刀GL1的常开、常闭辅助位置接点组合，可根据实际需要适量增配边断路器DL1、中断路器DL2、主变高压侧隔刀GL1的位置扩展继电器。

如图10所示，当选择边断路器DL1作同期并网时，将GL1隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点（如GL1AB1、GL1BB1、GL1CB1）串联后和边断路器DL1的任一副三相常开辅助接点（如DL1AK1、DL1BK1、DL1CK1）串联后再相串联作为一路信号，取同样的3路信号送入DCS系统作为DL1的假同期并网信号；

将GL1隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点（如GL1AK1、GL1BK1、GL1CK1）串联后和边断路器DL1的任一副三相常开辅助接点（如DL1AK1、DL1BK1、DL1CK1）串联后再相串联作为一路信号，取同样的3路信号送入DCS系统作为DL1的同期并网信号。

如图10所示，对中断路器DL2作为同期并网点时，将GL1隔离刀闸的任一副三相常闭辅助接点（如GL1AB4、GL1BB4、GL1CB4）串联后和中断路器DL2的任一副三相常开辅助接点（如DL2AK1、DL2BK1、DL2CK1）串联后再相串联作为一路信号，取同样的3路信号送入DCS系统作为DL2的假同期并网信号；

将GL1隔离刀闸的任一副三相常开辅助接点（如GL1AK4、GL1BK4、GL1CK4）串联后和中断路器DL2的任一副三相常开辅助接点（如DL2AK1、DL2BK1、DL2CK1）串联后再相串联作为一路信号，取同样的3路信号送入DCS系统作为DL2的同期并网信号。

通过本发明改造后，3/2接线有主变高压侧隔刀无发电机断路器的发变组采用DL1或DL2作假同期并网试验时，DCS系统接收只会到非同期并网信号，DCS系统自动闭锁DEH控制回路之间的切换、并网带初负荷、一次调频控制及甩负荷控制等功能。发变组采用DL1或DL2作同期并网时，机组只接收到同期并网信号，而不会接受假同期并网信号，从电气二次回路硬接线上成功消除了待并网发电机组启动过程中仅靠同期断路器的状态判断机组同期并网的缺陷。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。