技术领域：
[0001] 本
发明涉及一种大型联合循环机组解列前自动减无功的方法及控制装置。属于发电技术设备领域。背景技术：
[0002] 在发电技术领域，为了减小对对
电网及发
电机组的冲击，
发电机组正常停机时，一般要求将有功、无功减至接近零解列，这样可以减小对电网及发电机组的冲击。目前，大型燃气
蒸汽联合循环机组控制系统在设计时往往以燃机控制为主，忽略了对电机无功的控制。在解列的时候，发电机往往还带有较高的无功负荷，导致解列瞬间，功况突变，发电机端
电压会突升，电网由于突然甩了大量无功，也会引起电压
波动。影响用电设备的正常工作。
[0003] 相对于燃机控制系统(DCS)向励磁发的控制指令，这种指令是一种脉冲，通过调节脉冲长度及
频率，就可以控制加减无功的速率。利用停机指令、有功负荷起动、脉冲长度、频率等组成控制逻辑，实现在停机阶段对无功控制，实现零无功解列。发明内容：
[0004] 本发明的目的之一，是为了解决现在技术停机时电网功况突变、电压剧烈波动的问题，提供一种大型联合循环机组解列前自动减无功的方法。
[0005] 本发明的目的之二，是为了提供一种大型联合循环机组解列前自动减无功的控制装置，该装置具有结构简单、提高电网运行安全的特点。
[0006] 本发明的目的之一可以采用以下技术方案达到：
[0007] 大型联合循环机组解列前自动减无功的方法，其特征在于：利用集散控制系统DCS检测纲组的工作状态，通过机组的励磁系统对励磁
电流的控制，实现大型联合循环机组解列前自动减无功至目标值；具体方法如下：
[0008] 1)由集散控制系统DCS捕捉是否向机组发停机令，如有停机令，则检测机组有功功率是否低于正常运行时最低负荷设定值，当有功功率低于设定值时，机组开始发出减励磁脉冲，开始减无功，当无功减到允许解列设定值时，给出“允许解列”
信号；在减无功过程中一直监测用电端电压，如果用电端电压低于设定值，则停止减无功，同时给出“允许解列”信号；
[0009] 2)前述减励磁脉冲的长度L，用L＝T1/(T2/T3)表达，该表达式中，T1为发电机空载励磁给定到发电机额定负荷给定所需的时间，T2为停机过程中机组负荷由设定值减到50MW所需时间，T3为发一个脉冲所需的时间。
[0010] 本发明的目的之一还可以采用以下技术方案达到：
[0011] 进一步地，所述正常运行时最低负荷设定值为150MW。
[0012] 进一步的，所述无功减到允许解列设定值是指无功减到15MW。
[0013] 本发明的目的之二可以采用以下技术方案达到：
[0014] 大型联合循环机组解列前自动减无功的控制装置，其结构特点在于：包括集散控制系统DCS、检测回路和发电机励磁
控制器AVR，检测回路设有停机信号检测端、发电机用电端电压检测端、有功检测端和无功检测端，检测回路的输出端连接集散控制系统DCS的输入端，集散控制系统DCS的输出端连接发电机励磁控制器AVR的控制输入端，发电机励磁控制器AVR的输出端连接发电机组的励磁系统的输入端，集散控制系统DCS首先检测停机指令信号，发现有停机信号后再通过检测发电机用电端电压、有功检测端和无功检测端，判断所述端电压、有功功率或
无功功率达到设定值时，通过发电机励磁控制器AVR对励磁电流的控制，实现大型联合循环机组解列前自动减无功至目标值。
[0015] 本发明的目的之二还可以采用以下技术方案达到：
[0016] 进一步地，集散控制系统DCS中设置自动减励磁指令发生器，该自动减励磁指令发生器由脉冲设计器(
软件组态实现)，FXDOM01型
数字量输出模
块和负载继电器构成，通过脉冲设计器设计脉冲，将定义好的脉冲参数利用计算机总线送往数字量输出模块FXDOM01，脉冲函数由数字量输出模块解码通道进行解码，以
开关量的形式输出干接点开关信号，数字量输出模块的干接点开关信号由外部
电路供电驱动负载继电器K1；数字量输出模块FXDOM01内置若干个解码通道，所述解码通道构成允许装置自动减无功接点
串联构成“与”逻辑，当所有条件同时满足时，允许装置进行减无功，自动减励磁指令发生器的输出端连接接点K1，该接点K1按设好的时间一开一合，形成高低电平脉冲方波，送到发电机的励磁控制器AVR，AVR跟据
波长及频率决定的减励速度进行减励磁，构成自动减无功回路。
[0017] 进一步地，集散控制系统DCS中设置用电电压低限自动减无功回路；用电电压低限自动减无功回路由电压变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01和比较低限单元构成，该比较低限单元接收发电机用电端电压检测端送来的端用电端电压信号，经电压变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01输送到比较低限单元，比较低限单元的输出端连接低限模块接点K2，构成用电电压低限自动减无功回路结构。
[0018] 进一步地，集散控制系统DCS中设置发电机有功高限自动减励回路，该有功高限自动减励回路由有功变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01和比较高限单元构成，该比较高限单元接收有功检测端送来的有功信号，经有功变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01输送到比较高限单元，比较高限单元的输出端连接高限模块接点K3，构成有功高限自动减励回路结构。
[0019] 为了确保机组功率因数在一定范围内，只有在发电机有功功率降低到150MW以后才开始减无功。有功变送器将-125～500MW的有功信号转化为4～20mA的模拟量电流信号，电流信号由三菱FXAIM01型模拟量信号采集模块接收。模块输出经高限模块与150MW比较，如小于150MW，高限模块接点K3闭合。
[0020] 进一步地，集散控制系统DCS中设置发电机无功低限自动减励回路，该无功低限自动减励回路由无功变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01和比较低限单元构成，该比较低限单元接收无功检测端送来的有功信号，经无功变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01输送到比较低限单元，比较低限单元的输出端连接低限模块接点K4，构成无功低限自动减励回路结构。
[0021] 为了让机组带小无功解列，要求减无功到一定程度时，停止减无功，等待解列。无功变送器将-400～400MVar的无功信号转化为4～20mA的模拟量电流信号，电流信号由三菱FXAIM01型模拟量信号采集模块接收。模块输出经低限模块与15Mvar比较，如大于15Mvar，低限模块接点K4闭合。
[0022] 进一步地，模拟量信号采集模块FXAIM01为8独立通道模拟量输入模块，可组态选择采集4～20mA模拟量信号或0～20mA模拟量信号，信号识别
精度为±0.1％，允许信号超出量程范围为±10％，信号
采样最小刷新时间可达9.5ms，最大可载电流为30mA直流；当测点输出的电流信号低于标准下限电流4％或高于标准上限电流4％时，信号限位模块发出故障判断：信号电流过低或信号电流过高。当上述故障状态没有发生时，系统认为机组测点无故障。
[0023] 本发明的有益效果是：
[0024] 1、本发明利用集散控制系统DCS检测纲组的工作状态，通过机组的励磁系统对励磁电流的控制，实现大型联合循环机组解列前自动减无功至目标值，可以根据需要
修改设定值，在机组解列自动实现检测并输出控制减无功，具有防止功况突变及发电机端因解列电压会突升、电网由于突然甩了大量无功而引起电压波动的有益效果。可保障用电设备的正常工作。
[0025] 2、本发明涉及的大型联合循环机组解列前自动减无功的控制装置，设有停机信号检测端、发电机用电端电压检测端、有功检测端和无功检测端，构成自动减无功回路、用电电压低限自动减无功回路结构、有功高限自动减励回路结构和无功低限自动减励回路结构，具有确保机组功率因数在一定范围内、保证机组带小无功解列的结构特点，可保证了发电机的正常工作，防止事故的发生，安全可靠。
附图说明
[0026] 图1是大型燃气-蒸汽联合循环机组解列前自动减无功回路图。
[0027] 图2是自动减励磁指令发生器原理图。
[0028] 图3是6KV厂用电压低限制自动减励原理图。
[0029] 图4是发电机有功高于150MW限制自动减励原理图。
[0030] 图5是发电机无功低于15MVar限制自动减励原理图。
[0031] 图6是DCS有停机指令开放自动减励图。具体实施方式：
[0032] 以下结合附图及
实施例对本发明作进一步的详细描述：
[0033] 具体实施例1：
[0034] 参照图1，本实施例涉及的大型联合循环机组解列前自动减无功的控制装置，包括集散控制系统DCS、检测回路和发电机励磁控制器AVR，检测回路设有停机信号检测端、发电机用电端电压检测端、有功检测端和无功检测端，检测回路的输出端连接集散控制系统DCS的输入端，集散控制系统DCS的输出端连接发电机励磁控制器AVR的控制输入端，发电机励磁控制器AVR的输出端连接发电机组的励磁系统的输入端，集散控制系统DCS首先检测停机指令信号，发现有停机信号后再通过检测发电机用电端电压、有功检测端和无功检测端，判断所述端电压、有功功率或无功功率达到设定值时，通过发电机励磁控制器AVR对励磁电流的控制，实现大型联合循环机组解列前自动减无功至目标值。
[0035] 本实施例中：
[0036] 参照图2，集散控制系统DCS中设置自动减励磁指令发生器，该自动减励磁指令发生器由脉冲设计器(软件组态实现)，FXDOM01型数字量输出模块和负载继电器构成，通过脉冲设计器设计脉冲，将定义好的脉冲参数利用计算机总线送往数字量输出模块FXDOM01，脉冲函数由数字量输出模块解码通道进行解码，以开关量的形式输出干接点开关信号，数字量输出模块的干接点开关信号由外部电路供电驱动负载继电器K1；数字量输出模块FXDOM01内置若干个解码通道，所述解码通道构成允许装置自动减无功接点串联构成“与”逻辑，当所有条件同时满足时，允许装置进行减无功，自动减励磁指令发生器的输出端连接接点K1，该接点K1按设好的时间一开一合，形成高低电平脉冲方波，送到发电机的励磁控制器AVR，AVR跟据波长及频率决定的减励速度进行减励磁，构成自动减无功回路。
[0037] 参照图2，集散控制系统DCS中设置用电电压低限自动减无功回路；用电电压低限自动减无功回路由电压变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01和比较低限单元构成，该比较低限单元接收发电机用电端电压检测端送来的端用电端电压信号，经电压变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01输送到比较低限单元，比较低限单元的输出端连接低限模块接点K2，构成用电电压低限制自动减无功回路结构。
[0038] 参照图3，集散控制系统DCS中设置发电机有功高限自动减励回路，该有功高限自动减励回路由有功变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01和比较高限单元构成，该比较高限单元接收有功检测端送来的有功信号，经有功变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01输送到比较高限单元，比较高限单元的输出端连接高限模块接点K3，构成有功高限自动减励回路结构。
[0039] 为了确保机组功率因数在一定范围内，只有在发电机有功功率降低到150MW以后才开始减无功。有功变送器将-125～500MW的有功信号转化为4～20mA的模拟量电流信号，电流信号由三菱FXAIM01型模拟量信号采集模块接收。模块输出经高限模块与150MW比较，如小于150MW，高限模块接点K3闭合。
[0040] 参照图4，集散控制系统DCS中设置发电机无功低限自动减励回路，该无功低限自动减励回路由无功变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01和比较低限单元构成，该比较低限单元接收无功检测端送来的有功信号，经无功变送器、模拟量信号采集模块FXAIM01输送到比较低限单元，比较低限单元的输出端连接低限模块接点K4，构成无功低限自动减励回路结构。
[0041] 为了让机组带小无功解列，要求减无功到一定程度时，停止减无功，等待解列。无功变送器将-400～400MVar的无功信号转化为4～20mA的模拟量电流信号，电流信号由三菱FXAIM01型模拟量信号采集模块接收。模块输出经低限模块与15Mvar比较，如大于15Mvar，低限模块接点K4闭合。
[0042] 模拟量信号采集模块FXAIM01为8独立通道模拟量输入模块，可组态选择采集4～20mA模拟量信号或0～20mA模拟量信号，信号识别精度为±0.1％，允许信号超出量程范围为±10％，信号采样最小刷新时间可达9.5ms，最大可载电流为30mA直流；当测点输出的电流信号低于标准下限电流4％或高于标准上限电流4％时，信号限位模块发出故障判断：信号电流过低或信号电流过高。当上述故障状态没有发生时，系统认为机组测点无故障。
[0043] 本实施例涉及的大型联合循环机组解列前自动减无功的方法，其特征在于：利用集散控制系统DCS检测纲组的工作状态，通过机组的励磁系统对励磁电流的控制，实现大型联合循环机组解列前自动减无功至目标值；具体方法如下：
[0044] 1)由集散控制系统DCS捕捉是否向机组发停机令，如有停机令，则检测机组有功功率是否低于正常运行时最低负荷设定值，当有功功率低于设定值时，机组开始发出减励磁脉冲，开始减无功，当无功减到允许解列设定值时，给出“允许解列”信号；在减无功过程中一直监测用电端电压，如果用电端电压低于设定值，则停止减无功，同时给出“允许解列”信号；
[0045] 2)前述减励磁脉冲的长度L，用L＝T1/(T2/T3)表达，该表达式中，T1为发电机空载励磁给定到发电机额定负荷给定所需的时间，T2为停机过程中机组负荷由设定值减到50MW所需时间，T3为发一个脉冲所需的时间。
[0046] 进一步地，所述正常运行时最低负荷设定值为150MW。
[0047] 进一步的，所述无功减到允许解列设定值是指无功减到15MW。
[0048] 本实施例的工作原理如下：
[0049] 1、发电机无功低于15MVar限制自动减励
[0050] 为了避免进行运行，同时让机组带小无功解列，要求减无功到一定程度时，停止减无功，等待解列。无功变送器将-400～400MVar的无功信号转化为4～20mA的模拟量电流信号，电流信号由三菱FXAIM01型模拟量信号采集模块接收。模块输出经低限模块与15Mvar比较，如大于15Mvar，低限模块接点K4(见图5)闭合。
[0051] 无功测点无故障作为产生自动减无功指令的条件之一使用。
[0052] 2、发电机有功高于150MW限制自动减励
[0053] 为了确保机组功率因数在一定范围内，只有在发电机有功功率降低到150MW以后才开始减无功。有功变送器将-125～500MW的有功信号转化为4～20mA的模拟量电流信号，电流信号由三菱FXAIM01型模拟量信号采集模块接收。模块输出经高限模块与150MW比较，如小于150MW，低限模块接点K3(见图4)闭合。
[0054] 3、6KV厂用电压低限制自动减励
[0055] 在减无功过程中，发电机电压及厂用电电压会随之降低，为了确保厂用电电压在最低安全
水平上，必须加入厂用电电压低限制自动减无功功能。电压变送器将6KV电压信号转化为4～20mA的模拟量电流信号，电流信号由三菱FXAIM01型模拟量信号采集模块接收。模块输出经低限模块与5.9KV比较，如大于5.9KV，低限模块接点K2(见图3)闭合。
[0056] 4、自动减励磁指令发生器
[0057] 自动减励磁指令发生器由三部分组成，他们分别是脉冲设计器(软件组态实现)，FXDOM01型数字量输出模块，负载继电器。电气原理图见图2：通过脉冲设计器设计脉冲，并将定义好的脉冲参数利用计算机总线送往数字量输出模块FXDOM01。脉冲函数由数字量输出模块解码通道进行解码，以开关量的形式输出干接点开关信号。数字量输出模块的干接点开关信号由外部电路供电驱动负载继电器K1，最终由负载继电器K1的常开辅助触点向无功调节系统提供脉冲。
[0058] 脉冲设计器中只有两个参数需要定义，分别是脉冲的高电平持续时间和低电平持续时间，逻辑图中表示为高电平持续时间on＝0.1s，低电平持续时间off＝1.7s。
[0059] 5、停机指令
[0060] 由于自动减无功必须在停机过程进行，所以该装置接收DCS停机指令以确保在停机过程。停机指令由运行人员在DCS上发出，发出的指令被DCS系统下位机接收并由执行机构执行停机程序。本控制系统通过TCP/IP-CARD协议通信方式从DCS接收停机指令并将其作为产生自动减无功指令的条件之一使用。
[0061] 6、自动减无功回路(见图1)：图3-6中提供允许装置自动减无功接点串联构成“与”逻辑，当所有条件同时满足时，允许装置进行减无功，K1接点由自动减励磁指令发生器产生，接点按设好的时间一开一合，形成高低电平脉冲(方波)，送到发电机的励磁控制器(AVR)，AVR跟据波长及频率决定的减励速度进行减励磁。
[0062] 7、装置的其他功能：解列限制，当无功大于20MW(可整定)时，限制接点接通送到DCS，禁止发电机解列。测点故障：见FXAIM01模块说明。功能投退：投入及退出自动减励功能及解列限制功能。
[0063] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
