專利名稱：燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及以燃?xì)廨啓C(jī)為動力的發(fā)電機(jī)組控制裝置。
背景技術(shù)：
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組是燃?xì)廨啓C(jī)的主要用途之一，以往燃?xì)廨啓C(jī)的控制系統(tǒng)由于采用機(jī)械液壓式燃料調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，存在控制功能單一，自動化程度低，對操作員經(jīng)驗(yàn)要求高等缺陷。有些燃機(jī)雖然采用了可電控的燃料調(diào)節(jié)閥門，但往往對燃料潔凈度、熱值要求較高，存在一定的局限性。另外，在并網(wǎng)控制時(shí)，自動同期一般采用自動準(zhǔn)同期裝置來捕捉同期，由自動準(zhǔn)同期裝置發(fā)出并網(wǎng)指令，這就需要在控制系統(tǒng)外增加自動準(zhǔn)同期裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種燃料要求低，自動化程度高，無需自動準(zhǔn)同期裝置的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制裝置。
本實(shí)用新型采用以下措施來實(shí)現(xiàn)上述目的。
主要包含有上位計(jì)算機(jī)，燃機(jī)控制器主控板，燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板，可編程序邏輯控制器(PLC)，通訊轉(zhuǎn)換器，頻率輸入板，轉(zhuǎn)速輸入板，模擬量輸出板，燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，壓力儀表，溫度變送器和儀表，電量變送器，頻率變送器，超轉(zhuǎn)保護(hù)儀表，航空轉(zhuǎn)速表，超溫保護(hù)儀表，壓力信號，溫度信號，發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓互感器，燃機(jī)轉(zhuǎn)速信號，排氣溫度信號等。其主要特點(diǎn)是所述的燃機(jī)控制器主控板內(nèi)存有起動曲線，以保證機(jī)組在不同燃料、不同環(huán)境條件下都能成功起動，上位計(jì)算機(jī)通過通訊轉(zhuǎn)換器與燃機(jī)控制器主控板相連，通過上位計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)選擇不同起動曲線進(jìn)行起動；所述的燃機(jī)控制器主控板通過模擬量輸出板輸出電流信號至燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。所述的壓力信號，溫度信號，排氣溫度信號經(jīng)溫度變送器或儀表變換為4～20mA電流信號后輸入到燃機(jī)控制器主控板，同時(shí)由儀表輸出報(bào)警或緊停開關(guān)信號到可編程序邏輯控制器；所述的燃機(jī)轉(zhuǎn)速信號經(jīng)轉(zhuǎn)速輸入板輸入到燃機(jī)控制器主控板，同時(shí)還輸入到超轉(zhuǎn)保護(hù)儀表和航空轉(zhuǎn)速表，超轉(zhuǎn)保護(hù)儀表輸出緊停信號到可編程序邏輯控制器。
發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓互感器二次側(cè)的發(fā)電機(jī)頻率和電網(wǎng)頻率的交流信號經(jīng)頻率變送器變換為5V左右的頻率信號后再輸入到頻率輸入板，燃機(jī)控制器在檢查同期時(shí)就是根據(jù)這兩個信號來判斷發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)電壓頻率是否相等，相位是否相同。
本實(shí)用新型采用燃機(jī)控制器和燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的起動控制、升速控制、勵磁控制、發(fā)電控制，燃料要求低，無需自動準(zhǔn)同期裝置，同時(shí)采用可編程序邏輯控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)組重要參數(shù)的冗余保護(hù)，自動同期采用燃機(jī)控制器直接采集電壓參數(shù)和頻率參數(shù)，由燃機(jī)控制器自動捕捉同期，反應(yīng)速度快，成功率高。設(shè)計(jì)合理，功能全，起動成功率高，適應(yīng)燃料性廣，環(huán)境適應(yīng)性好，控制可靠、性能穩(wěn)定。


圖1為本實(shí)用新型控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1上位計(jì)算機(jī)，2燃機(jī)控制器主控板，3燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板，4可編程序邏輯控制器，5轉(zhuǎn)換器，6頻率輸入板，7轉(zhuǎn)速輸入板，8模擬量輸出板，9燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，10壓力儀表，11溫度變送器和儀表，12電量變送器，13頻率變送器，14超轉(zhuǎn)保護(hù)儀表，15航空轉(zhuǎn)速表，16超溫保護(hù)儀表，17壓力信號，18溫度信號，19電量參數(shù)，20發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓互感器，21燃機(jī)轉(zhuǎn)速信號，22氣門位置信號，23排氣溫度信號，24報(bào)警信號，25緊停信號，26其他信號，27蜂鳴器，28報(bào)警和緊停顯示光字牌，29緊停繼電器，30操縱臺按鈕和開關(guān)信號，31高壓保護(hù)開關(guān)信號，32其他開關(guān)信號，33起動供氣電磁閥，34工作供氣電磁閥，35防火電磁閥，36點(diǎn)火控制繼電器，37起動柜，38勵磁柜，39低壓柜，40高壓柜。
具體實(shí)施方式
燃機(jī)控制器主控板2采集4～20mA電流信號，頻率輸入板6采集頻率信號，轉(zhuǎn)速輸入板7采集轉(zhuǎn)速信號，模擬量輸出板8輸出電流信號控制燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)9。燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板3采集操縱臺按鈕和開關(guān)信號30、高壓保護(hù)開關(guān)信號31和其他開關(guān)信號32，并輸出開關(guān)信號控制起動供氣電磁閥33、工作供氣電磁閥34、防火電磁閥35、點(diǎn)火控制繼電器36以及通過起動柜37控制起動機(jī)的起動或停止、通過低壓柜39控制各個泵的起動或停止、通過勵磁柜38控制滅磁開關(guān)以及增減勵磁、通過高壓柜40控制主斷路器的合閘與分閘。
機(jī)組的壓力信號17、溫度信號18、排氣溫度信號23、轉(zhuǎn)速信號21除輸入到燃機(jī)控制器主控板2，由燃機(jī)控制器主控板2進(jìn)行保護(hù)控制外，另外由與之相連的儀表輸出報(bào)警信號24和緊停信號25，該信號輸入到可編程序邏輯控制器4，由可編程序邏輯控制器4實(shí)現(xiàn)冗余保護(hù)。
發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓互感器20二次側(cè)的發(fā)電機(jī)頻率和電網(wǎng)頻率的交流信號經(jīng)頻率變送器13輸入到頻率輸入板6。
在燃機(jī)控制器主控板2內(nèi)存有起動曲線，起動曲線是在機(jī)組安裝完成后針對機(jī)組當(dāng)前使用的燃料特性及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特性在現(xiàn)場反復(fù)調(diào)試獲得，當(dāng)條件改變時(shí)，只需更換不同的起動曲線便可確保起動成功。上位計(jì)算機(jī)1通過通訊轉(zhuǎn)換器5與燃機(jī)控制器主控板2相連，操作員可隨時(shí)通過上位計(jì)算機(jī)1選擇不同的起動曲線。另外，在操縱臺上設(shè)有燃料增和燃料減控制按鈕，機(jī)組起動時(shí)，操作員可通過操作這兩個按鈕來干預(yù)燃料的供給，人工干預(yù)值直接施加在當(dāng)前閥位開度上，這樣，就能保證機(jī)組一次起動成功。
當(dāng)操作員按下起動按鈕，燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板3輸出信號控制低壓柜39打開各個泵，進(jìn)入自動起動程序，向起動柜37發(fā)出起動命令，起動柜37供給起動機(jī)電源，起動機(jī)帶動機(jī)組開始運(yùn)轉(zhuǎn)，燃機(jī)控制器接通防火電磁閥35、起動供氣電磁閥33、點(diǎn)火控制繼電器36，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)到一定轉(zhuǎn)速，燃機(jī)控制器接通工作供氣電磁閥34，燃?xì)廨啓C(jī)開始做功，此時(shí)燃機(jī)控制器主控板2開始按照給定的起動曲線通過模擬量輸出板8自動控制燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)9調(diào)節(jié)燃料調(diào)節(jié)閥開度，機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)步上升，在起動點(diǎn)火后的升速過程中，操作人員按下燃料增和燃料減按鈕均可增加或減少燃?xì)夤饬?，幫助控制系統(tǒng)保證機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)步上升，與此同時(shí)燃機(jī)控制器主控板2監(jiān)測燃機(jī)排氣溫度信號23，對排氣溫度進(jìn)行閉環(huán)控制，確保燃機(jī)排氣不超溫。機(jī)組到達(dá)慢車轉(zhuǎn)速后，暖機(jī)3分鐘，然后燃機(jī)控制器主控板2控制燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)9調(diào)節(jié)燃料調(diào)節(jié)閥開度，機(jī)組自動升速，在機(jī)組轉(zhuǎn)速到達(dá)發(fā)電轉(zhuǎn)速后，燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板3向勵磁柜38發(fā)出勵磁合閘命令，開始勵磁，燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板3輸出增減勵磁信號控制勵磁柜38將發(fā)電機(jī)電壓升至與電網(wǎng)電壓相同，此時(shí)也可通過手動增減勵磁，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓相同后即可進(jìn)入并網(wǎng)操作。并網(wǎng)過程可由燃機(jī)控制器主控板2自動完成，也可由人工手動合閘。在自動合閘方式下，燃機(jī)控制器主控板2自動監(jiān)測發(fā)電機(jī)電壓和電網(wǎng)電壓信號，尋找同期點(diǎn)，當(dāng)找到同期點(diǎn)后，燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板3向高壓柜40發(fā)出合閘命令，合閘成功后機(jī)組開始向電網(wǎng)饋電。在手動合閘方式下，由操作員監(jiān)視同期表，當(dāng)滿足同期要求時(shí)，由操作員扳動合閘旋鈕，合閘成功后機(jī)組開始向電網(wǎng)饋電。正常停機(jī)時(shí)，操作員只需扳動停機(jī)旋鈕，燃機(jī)控制器主控板2將自動完成降功率、分閘、跳勵、降速、暖車、切斷燃料等一系列操作，此時(shí)若人工干預(yù)則停機(jī)過程轉(zhuǎn)換由人工控制。在機(jī)組運(yùn)行過程中，如有報(bào)警信號24出現(xiàn)，可編程序邏輯控制器4則輸出信號控制蜂鳴器27、報(bào)警和緊停顯示光字牌28發(fā)出聲光報(bào)警，如有緊停信號25，則實(shí)施緊急停車，緊急停車時(shí)可由燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板3輸出信號完成跳閘、跳勵、切斷燃料等動作，同時(shí)可編程序邏輯控制器4控制緊停繼電器29也同步完成上述動作。
權(quán)利要求1.一種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制裝置，包含有上位計(jì)算機(jī)(1)，燃機(jī)控制器主控板(2)，燃機(jī)控制器I/O擴(kuò)展板(3)，可編程序邏輯控制器(4)，通訊轉(zhuǎn)換器(5)，頻率輸入板(6)，轉(zhuǎn)速輸入板(7)，模擬量輸出板(8)，燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(9)，壓力儀表(10)，溫度變送器和儀表(11)，電量變送器(12)，頻率變送器(13)，超轉(zhuǎn)保護(hù)儀表(14)，航空轉(zhuǎn)速表(15)，超溫保護(hù)儀表(16)，壓力信號(17)，溫度信號(18)，發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓互感器(20)，燃機(jī)轉(zhuǎn)速信號(21)，排氣溫度信號(23)，其特征在于所述的燃機(jī)控制器主控板(2)內(nèi)存有起動曲線，上位計(jì)算機(jī)(1)通過通訊轉(zhuǎn)換器(5)與燃機(jī)控制器主控板(2)相連，燃機(jī)控制器主控板(2)由模擬量輸出板(8)輸出電流信號至燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制裝置，其特征在于壓力信號(17)，溫度信號(18)，排氣溫度信號(23)經(jīng)壓力儀表(10)，溫度變送器和儀表(11)，超溫保護(hù)儀表(16)變換為4～20mA電流信號后輸入到燃機(jī)控制器主控板(2)，同時(shí)由壓力儀表(10)，溫度變送器和儀表(11)和超溫保護(hù)儀表(16)輸出報(bào)警信號(24)和緊停信號(25)到可編程序邏輯控制器(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制裝置，其特征在于燃機(jī)轉(zhuǎn)速信號(21)經(jīng)轉(zhuǎn)速輸入板(7)輸入到燃機(jī)控制器主控板(2)，同時(shí)還輸入到超轉(zhuǎn)保護(hù)儀表(14)和航空轉(zhuǎn)速表(15)，超轉(zhuǎn)保護(hù)儀表(14)輸出緊停信號(25)到可編程序邏輯控制器(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制裝置，其特征在于發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓互感器(20)二次側(cè)的發(fā)電機(jī)頻率和電網(wǎng)頻率的交流信號經(jīng)頻率變送器(13)輸入到頻率輸入板(6)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制裝置。主要是燃機(jī)控制器主控板內(nèi)保存有起動曲線，上位機(jī)通過通訊轉(zhuǎn)換器與燃機(jī)控制器主控板相連，燃機(jī)控制器主控板由模擬量輸出板輸出電流信號至燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是燃機(jī)控制器和燃?xì)庹{(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的起動控制、升速控制、勵磁控制、發(fā)電控制，燃料要求低，無需自動準(zhǔn)同期裝置，同時(shí)采用可編程序邏輯控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)組重要參數(shù)的冗余保護(hù)，自動同期采用燃機(jī)控制器直接采集電壓參數(shù)和頻率參數(shù)，由燃機(jī)控制器自動捕捉同期，反應(yīng)速度快，起動成功率高，適應(yīng)燃料性廣，控制可靠、性能穩(wěn)定。
文檔編號F02C7/26GK2866857SQ20052005269
公開日2007年2月7日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者彭建軍, 陳慈平, 鄒定國 申請人:中國南方航空動力機(jī)械公司