一種切機剩余時間估算方法及預警方法及監(jiān)測保護裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析技術領域，尤其是一種切機剩余時間估算方法及預警方 法及監(jiān)測保護裝置。
【背景技術】
[0002] 電力系統(tǒng)中應用串聯(lián)補償技術和高壓直流輸電（HVDC)技術都可能引起次同步振 蕩問題。次同步振蕩是電氣系統(tǒng)與汽輪發(fā)電機組轉子機械系統(tǒng)之間的一種次同步頻率機電 耦合振蕩現(xiàn)象，會引起發(fā)電機組轉子軸系持續(xù)甚至是增幅的扭轉振蕩，產生軸系疲勞損耗， 嚴重情況下導致機組軸系損壞事故。
[0003] 為了避免次同步振蕩導致軸系損壞，對經(jīng)研宄表明可能存在次同步振蕩風險的汽 輪發(fā)電機組，通常在機端裝設軸系扭振保護裝置，在監(jiān)測到軸系出現(xiàn)較大幅度扭振、達到預 設條件時，觸發(fā)切機操作，避免軸系損壞。例如軸系扭振監(jiān)測裝置（TSA)。
[0004] 然而，這種保護方式主要是從保護發(fā)電機組設備安全的角度來設計其各項功能， 并未考慮被動切機對電網(wǎng)正常運行的影響，軸系扭振疲勞損耗是在內部進行計算，達到門 限值時自動觸發(fā)切機操作，一方面會直接使機組退出運行，給發(fā)電廠造成經(jīng)濟損失；另外， 機組被動切機也會對電網(wǎng)帶來沖擊。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是提供一種剩余時間估算方法及預警方法及監(jiān)測保護裝置，以 解決現(xiàn)有技術中的發(fā)電機組的切機無法預警的問題。
[0006] 在一些說明性實施例中，所述發(fā)電機組被動切機的剩余時間估算方法，包括：獲取 發(fā)電機組當前運行時間，以及在該運行時間內所積累的軸系扭振疲勞損耗；根據(jù)所述運行 時間和所述積累的軸系扭振疲勞損耗，確定出損耗增長率；根據(jù)所述損耗增長率，確定該發(fā) 電機組達到切機門限損耗觸發(fā)切機操作的剩余時間。
[0007]本發(fā)明的另一個目的是提出一種發(fā)電機組被動切機的預警方法。
[0008] 在一些說明性實施例中，所述發(fā)電機組被動切機的預警方法，采用上述的剩余時 間估算方法確定出發(fā)電機組的達到切機門限損耗觸發(fā)切機操作的剩余時間，并將所述發(fā)電 機組的當前運行時間、損耗增長率、當前積累的軸系扭振疲勞損耗、切機門限損耗、以及所 述剩余時間通過音/視播放裝置輸出，用于指示操作人員當前該發(fā)電機組的運行情況。
[0009] 本發(fā)明的再一個目的是提出一種發(fā)電機組的監(jiān)測保護裝置。
[0010] 在一些說明性實施例中，所述發(fā)電機組的監(jiān)測保護裝置，包括：采集模塊，用于獲 取發(fā)電機組當前運行時間，以及在該運行時間內所積累的軸系扭振疲勞損耗；運算模塊，用 于根據(jù)所述運行時間和所述積累的軸系扭振疲勞損耗，確定出損耗增長率；估算模塊，用于 根據(jù)所述損耗增長率，確定該發(fā)電機組達到切機門限損耗觸發(fā)切機操作的剩余時間。
[0011] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的說明性實施例包括以下優(yōu)點：
[0012] 本發(fā)明通過發(fā)電機組的運行情況進行采集，估算出發(fā)電機組達到觸發(fā)切機操作 的剩余時間，將該剩余時間及其它運行參數(shù)反饋給操作人員，使操作人員可以知悉發(fā)電機 組的運行情況，并且給操作人員提供一段時間對可能將要被動切機的發(fā)電機組進行主動調 整，或者對發(fā)電廠送出網(wǎng)絡的運行方式進行主動調整，降低被動切機給發(fā)電廠造成的經(jīng)濟 損失，以及對電網(wǎng)帶來的沖擊。
【附圖說明】
[0013] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0014] 圖1示出了現(xiàn)有技術中軸系扭振監(jiān)測裝置的結構示意圖；
[0015] 圖2是按照損耗增長率的變化曲線圖的試驗結果；
[0016] 圖3是按照本發(fā)明的說明性實施例的流程圖；
[0017] 圖4是按照本發(fā)明的說明性實施例的監(jiān)測保護裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 在以下詳細描述中，提出大量特定細節(jié)，以便于提供對本發(fā)明的透徹理解。但是， 本領域的技術人員會理解，即使沒有這些特定細節(jié)也可實施本發(fā)明。在其它情況下，沒有詳 細描述眾所周知的方法、過程、組件和電路，以免影響對本發(fā)明的理解。
[0019] 目前實際工程中應用的軸系扭振監(jiān)測裝置，能夠實現(xiàn)在軸系扭振超過門檻值后自 動啟動疲勞壽命累計計算，如圖1所示。
[0020] 針對于圖1所示出的現(xiàn)有技術中的監(jiān)測裝置，對本發(fā)明的主要思想進行簡單說 明，以便于更快的理解本發(fā)明。
[0021] 本發(fā)明提出的軸系扭振保護方法為，在監(jiān)測到軸系扭振超過門檻值啟動疲勞壽命 累計計算后，一方面，實時估算距到達跳閘門檻值的剩余時間，另一方面向調度運行人員實 時顯示當前疲勞壽命損耗累計值及其變化率、啟動門檻值、跳閘門檻值以及預估的切機剩 余時間等，以便調度運行人員能夠及時的判斷是否可采取調整系統(tǒng)運行方式等主動措施來 避免被動切機。
[0022] 切機剩余時間可根據(jù)已累計的疲勞壽命損耗值以及當前時刻的疲勞壽命損耗值 變化速率進行估算，并實時進行更新。如下公式所示，Tx為發(fā)電機組當前運行時間，T。為發(fā) 電機組從啟動到觸發(fā)切機操作所需要的時間，S。為切機門限損耗，Sx為發(fā)電機組在當前運 行時間內積累的軸系扭振疲勞損耗。實驗結果參照圖2所示。
【主權項】
1. 一種發(fā)電機組被動切機的切機剩余時間估算方法，其特征在于，包括： 獲取發(fā)電機組當前運行時間，以及在該運行時間內所積累的軸系扭振疲勞損耗； 根據(jù)所述運行時間和所述積累的軸系扭振疲勞損耗，確定出損耗增長率； 根據(jù)所述損耗增長率，確定該發(fā)電機組達到切機門限損耗觸發(fā)切機操作的剩余時間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的切機剩余時間估算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述損耗增 長率，確定該發(fā)電機組達到切機門限損耗觸發(fā)切機操作的剩余時間，具體包括： 確定所述發(fā)電機組的所述積累的軸系扭振疲勞損耗與該發(fā)電機組的切機門限損耗之 間的差額； 根據(jù)所述差額與所述損耗增長率的比值，確定該發(fā)電機組距離觸發(fā)切機操作的剩余時 間。
3. 根據(jù)權利要求1所述的切機剩余時間估算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述損耗增 長率，確定該發(fā)電機組達到切機門限損耗觸發(fā)切機操作的剩余時間，具體包括： 按照如下公式計算出所述剩余時間：
其中，Tx為發(fā)電機組當前運行時間，T。為發(fā)電機組從啟動到觸發(fā)切機操作所需要的時 間，S。為切機門限損耗，SXS發(fā)電機組在當前運行時間內積累的軸系扭振疲勞損耗。
4. 一種發(fā)電機組被動切機的預警方法，其特征在于，采用權利要求1-3任一項所述的 切機剩余時間估算方法確定出發(fā)電機組的達到切機門限損耗觸發(fā)切機操作的剩余時間，并 將所述發(fā)電機組的當前運行時間、損耗增長率、當前積累的軸系扭振疲勞損耗、切機門限損 耗、以及所述剩余時間通過音/視播放裝置輸出，用于指示操作人員當前該發(fā)電機組的運 行情況。
5. 根據(jù)權利要求4所述的預警方法，其特征在于，還包括： 在所述剩余時間低于預先設定的剩余時間門限時，則運行聲和/或光警報。
6. -種發(fā)電機組的監(jiān)測保護裝置，其特征在于，包括： 采集模塊，用于獲取發(fā)電機組當前運行時間，以及在該運行時間內所積累的軸系扭振 疲勞損耗； 運算模塊，用于根據(jù)所述運行時間和所述積累的軸系扭振疲勞損耗，確定出損耗增長 率； 估算模塊，用于根據(jù)所述損耗增長率，確定該發(fā)電機組達到切機門限損耗觸發(fā)切機操 作的剩余時間。
7. 根據(jù)權利要求6所述的監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述估算模塊包括： 第一計算模塊，用于確定所述發(fā)電機組的所述積累的軸系扭振疲勞損耗與該發(fā)電機組 的切機門限損耗之間的差額； 第二計算模塊，用于根據(jù)所述差額與所述損耗增長率的比值，確定該發(fā)電機組距離觸 發(fā)切機操作的剩余時間。
8. 根據(jù)權利要求6所述的監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述估算模塊采用如下公式計 算出所述剩余時間：
其中，Tx為發(fā)電機組當前運行時間，T。為發(fā)電機組從啟動到觸發(fā)切機操作所需要的時 間，S。為切機門限損耗，SXS發(fā)電機組在當前運行時間內積累的軸系扭振疲勞損耗。
9. 根據(jù)權利要求6所述的監(jiān)測保護裝置，其特征在于，還包括：顯示模塊，用于將所述 發(fā)電機組的當前運行時間、損耗增長率、當前積累的軸系扭振疲勞損耗、切機門限損耗、以 及所述剩余時間通過音/視播放裝置輸出，指示操作人員當前該發(fā)電機組的運行情況。
10. 根據(jù)權利要求6所述的監(jiān)測保護裝置，其特征在于，還包括： 警報模塊，用于在所述剩余時間低于預先設定的剩余時間門限時，則運行聲和/或光 警報。
【專利摘要】一種發(fā)電機組被動切機的剩余時間估算方法，包括：獲取發(fā)電機組當前運行時間，以及在該運行時間內所積累的軸系扭振疲勞損耗；根據(jù)所述運行時間和所述積累的軸系扭振疲勞損耗，確定出損耗增長率；根據(jù)所述損耗增長率，確定該發(fā)電機組達到切機門限損耗觸發(fā)切機操作的剩余時間。本發(fā)明通過發(fā)電機組的運行情況進行采集，估算出發(fā)電機組達到觸發(fā)切機操作的剩余時間，將該剩余時間及其它運行參數(shù)反饋給操作人員，使操作人員可以知悉發(fā)電機組的運行情況，并且給操作人員提供一段時間對可能將要被動切機的發(fā)電機組進行主動調整，或者對發(fā)電廠送出網(wǎng)絡的運行方式進行主動調整，降低被動切機給發(fā)電廠造成的經(jīng)濟損失，以及對電網(wǎng)帶來的沖擊。
【IPC分類】H02J3-24
【公開號】CN104578114
【申請?zhí)枴緾N201510017625
【發(fā)明人】高峰, 張爽, 張軍, 黃永寧, 梁劍, 杜寧, 周佩朋, 宋瑞華, 班連庚, 項祖濤, 韓亞楠
【申請人】國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學研究院, 中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月14日