1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流(并網(wǎng))用PLC 實現(xiàn)發(fā)電機組自動化控制.精品文檔.目錄一、設(shè)計要求31.硬件條件32.設(shè)計目的33.設(shè)計內(nèi)容34.設(shè)計要求3二、電力系統(tǒng)41.電力系統(tǒng)組成及作用4 2.電力系統(tǒng)自動化5三、發(fā)電機組的介紹6 1.發(fā)電機簡介6 1.1主要結(jié)構(gòu) 6 1.2發(fā)電機工作原理 62.發(fā)電機組實驗概述63.發(fā)電機組的并網(wǎng)8 3.1發(fā)電機組并網(wǎng)的條件8 3.2并網(wǎng)運行的優(yōu)勢8 3.3發(fā)電機同期并網(wǎng)操作94.發(fā)電機組自動化控制的原理10四、發(fā)電機組PLC控制流程131.發(fā)電機組的各過程132.發(fā)電機組的各過程的流程14 2.1自動開機流程142.2發(fā)電機組并

2、網(wǎng)流程142.3發(fā)電機組正常停機流程152.4 事故和緊急停機流程162.5事故停機流程就流程圖163.發(fā)電機組的并網(wǎng)流程183.1發(fā)電機組并網(wǎng)系統(tǒng)圖183.2發(fā)電機組并網(wǎng)流程圖18五、小結(jié)20六、參考文獻(xiàn)21一、設(shè)計要求 1.硬件條件交流發(fā)電機實驗機組、S7-200 PLC 單元（CPU226/EM235）、通訊電纜、通用電腦、彩色 LCD 觸摸屏、模擬輔機與蝶閥控制。 2.設(shè)計目的培養(yǎng)學(xué)生參閱國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，掌握發(fā)電機組啟停車控制的基本要求、系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理；初步學(xué)會PLC的控制方法以及高級HMI的應(yīng)用；同組同學(xué)應(yīng)分別選擇實現(xiàn)機組開機準(zhǔn)備、 開機、并網(wǎng)、正常停機、事故停機、事故緊急停機等

3、邏輯控制功能；初步熟悉HMI的應(yīng)用方法。 3.設(shè)計內(nèi)容1、發(fā)電機組構(gòu)成和系統(tǒng)工作原理、工作過程； 2、基于 PLC 的系統(tǒng)總原理圖，各部分工作原理、工作過程； 3、分別以機組開機準(zhǔn)備、開機、并網(wǎng)、正常停機、事故停機、事故緊急停機等過程為側(cè)重點簡單編制 PLC 程序框圖； 4、與調(diào)速系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、同期裝置的協(xié)調(diào)控制。 4.設(shè)計要求1、通過設(shè)計原理圖，掌握實驗裝置的接線方法、完成上述功能。2、設(shè)計驗收時必須現(xiàn)場示、提交課程設(shè)計報告（電子版） 。二、電力系統(tǒng)1.電力系統(tǒng)組成及作用上圖為電力系統(tǒng)組成上圖為電力系統(tǒng)、動力系統(tǒng)區(qū)別電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體，是將一次能源轉(zhuǎn)換成

4、電能并輸送和分配到用戶的一個統(tǒng)一系統(tǒng)（如上圖所示）。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)過電網(wǎng)將電能輸送和分配到電力用戶的用電設(shè)備，從而完成電能從生產(chǎn)到使用的整個過程。電力系統(tǒng)還包括保證其安全可靠運行的繼電保護(hù)裝置、安全自動裝置、調(diào)度自動化系統(tǒng)和電力通信等相應(yīng)的輔助系統(tǒng)(一般稱為二次系統(tǒng))。2.電力系統(tǒng)自動化 電力系統(tǒng)是世界上最為復(fù)雜的人工系統(tǒng)之一，其安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行是其它產(chǎn)業(yè)正常發(fā)展，乃至社會穩(wěn)定的基礎(chǔ)。因此精確、有效的對電力系統(tǒng)進(jìn)行控制是十分重要的。為保持電力系統(tǒng)正常運行的穩(wěn)定性和頻率、電壓的正常水平，系統(tǒng)應(yīng)有足夠的靜態(tài)穩(wěn)定儲備和有功、無

5、功備用容量，并有必要的調(diào)節(jié)手段。在正常負(fù)荷波動和調(diào)節(jié)有功、無功潮流時，均不應(yīng)發(fā)生自發(fā)振蕩。電力系統(tǒng)自動化的主要目的是采取各種措施使系統(tǒng)盡可能運行在正常運行狀態(tài)。在正常運行狀態(tài)下，通過制定運行計劃和運用計算機監(jiān)控系統(tǒng)實時進(jìn)行電力系統(tǒng)運行信息的收集和處理，在線安全監(jiān)視和安全分析等，使系統(tǒng)處于最優(yōu)的正常運行狀態(tài)。 同時，在正常運行時，確定各項預(yù)防性控制，以對可能出現(xiàn)的緊急狀態(tài)提高處理能力。當(dāng)電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障進(jìn)入緊急狀態(tài)后，則系統(tǒng)能夠自動（也可手動）做出反應(yīng)，采取控制措施。這些控制措施包括繼電保護(hù)裝置正確快速動作和各種穩(wěn)定控制裝置。通過緊急控制將系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)或事故后狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)處于事故后狀態(tài)

6、時，系統(tǒng)采取恢復(fù)措施，使其重新進(jìn)入正常運行狀態(tài)。在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化建設(shè)發(fā)展越加完善，尤其是在電力系統(tǒng)監(jiān)控和電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中，廣泛采用了最新的計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和圖像處理等技術(shù)。借助當(dāng)今計算機的強大快速綜合處理能力，實施對大電網(wǎng)運行管理的計算機監(jiān)控，實現(xiàn)對投入系統(tǒng)運行的發(fā)電廠（火力、水力等形式的發(fā)電廠）進(jìn)行遙測、遙控、遙信、遙調(diào)（四遙技術(shù)），并進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理，密切監(jiān)視大電網(wǎng)運行，使電力系統(tǒng)能夠安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定的運行。 從八十年代以后，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展非常迅速，整體功能和設(shè)備水平有很大程度提高，特別是從九十年代開始，電力

7、調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)，已從80年代的封閉式、集中式系統(tǒng)向開放式、分布式、集散式的集成系統(tǒng)發(fā)展，在保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行方面發(fā)揮了重要作用，已成為我國各級調(diào)度部門指揮電網(wǎng)穩(wěn)定、可靠、長久運行不可缺少的重要方法和必要手段，同時也為我國的電力系統(tǒng)提供了穩(wěn)定、可靠的解決方案。三、發(fā)電機組的介紹 1.發(fā)電機簡介發(fā)電機是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機，再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定

8、律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。 1.1主要結(jié)構(gòu)發(fā)電機通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯（或磁極、磁扼）繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。 1.2發(fā)電機工作原理和電動機一樣在定子鐵芯槽內(nèi)放有A、B、C三相并且線圈匝數(shù)相等的線圈，在轉(zhuǎn)子鐵芯槽上也有線圈

9、分N極和S極，當(dāng)外面的直流電經(jīng)電刷、滑環(huán)通入轉(zhuǎn)子線圈后在轉(zhuǎn)子線圈上會產(chǎn)生磁力線，這磁力線的方向從N極到S極，發(fā)電機轉(zhuǎn)子被汽輪機轉(zhuǎn)子帶動以n1(3000轉(zhuǎn)每分鐘)速旋轉(zhuǎn)時，相當(dāng)于該轉(zhuǎn)子磁力線也以n1的速度在旋轉(zhuǎn)，這過程被定子線圈所切割在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電壓），發(fā)電機和外面線路上的負(fù)載連接后輸出發(fā)電，這是基本的原理。 2.發(fā)電機組實驗概述電力系統(tǒng)動模與自動化綜合實驗臺是一個自動化的電力系統(tǒng)綜合試驗裝置。該裝置功能集成了發(fā)電機運行動態(tài)實驗，發(fā)電機運行保護(hù)實驗，線路保護(hù)實驗，變壓器保護(hù)，數(shù)字繼電器保護(hù)曲線實驗等。發(fā)電機動模實驗裝置主體是由電動機（作為該實驗裝置的原動機）、同步發(fā)電機、調(diào)速

10、器、勵磁器、PLC和觸摸屏組成。無論從結(jié)構(gòu)還是工作效果來看，它都可以說就是一個小型的發(fā)電廠。該裝置能夠反映現(xiàn)代電能的生產(chǎn)、傳輸和使用的全過程，體現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化、信息化、數(shù)字化的特點，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的檢測、控制、監(jiān)視、保護(hù)的自動化。本裝置基本結(jié)構(gòu)如下圖所示:* 自勵方式 自并勵可控硅勵磁* 他勵方式有副勵磁機的他勵可控硅勵磁 3.發(fā)電機組的并網(wǎng) 一臺發(fā)電機組在未并入系統(tǒng)運行之前，它的電壓與并列母線電壓的狀態(tài)量往往不等，須對待并發(fā)電機組進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?，使之符合條件后才允許斷路器合閘作并網(wǎng)運行。這一系列的操作稱為“并網(wǎng)”。 3.1發(fā)電機組并網(wǎng)的條件 發(fā)電機的頻率與系統(tǒng)頻率相同。 發(fā)電機出口電壓與

11、系統(tǒng)電壓相同,其最大誤差應(yīng)在5%以內(nèi)。 發(fā)電機相序與系統(tǒng)相序相同。 發(fā)電機電壓相位與系統(tǒng)電壓相位一致。 當(dāng)滿足以上四個條件時，可以合上并網(wǎng)開關(guān)，使發(fā)電機組并入系統(tǒng)運行。若以上條件中的任何一個不滿足則在開關(guān)K的兩端，會出現(xiàn)差額電壓 ，如果閉合K，在發(fā)電機和電網(wǎng)組成的回路中必然會出現(xiàn)瞬態(tài)沖擊電流。 上述條件中，除相序一致是絕對條件外，其它條件都是相對的，因為通常電機可以承受一些小的沖擊電流。 并網(wǎng)的準(zhǔn)備工作是檢查并網(wǎng)條件和確定合閘時刻。通常用電壓表測量電網(wǎng)電壓 ，并調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流使得發(fā)電機的輸出電壓U=U1。再借助同步指示器檢查并調(diào)整頻率和相位以確定合閘時刻。下圖為三相發(fā)電機整步3.2并網(wǎng)運

12、行的優(yōu)勢電網(wǎng)供電比單機供電有許多優(yōu)點：提高了供電的可靠性，一臺電機發(fā)生故障或定期檢修不會引起停電事故。提高了供電的經(jīng)濟性和靈活性，例如水電廠與火電廠并聯(lián)時，在枯水期和旺水期，兩種電廠可以調(diào)配發(fā)電，使得水資源得到合理使用。在用電高峰期和低谷期，可以靈活地決定投入電網(wǎng)的發(fā)電機數(shù)量，提高了發(fā)電效率和供電靈活性。提高了供電質(zhì)量，電網(wǎng)的容量巨大(相對于單臺發(fā)電機或者個別負(fù)載可視為無窮大)，單臺發(fā)電機的投入與停機，個別負(fù)載的變化，對電網(wǎng)的影響甚微，衡量供電質(zhì)量的電壓和頻率可視為恒定不變的常數(shù)。 電網(wǎng)對單臺發(fā)電機來說可視為無窮大電網(wǎng)或無窮大匯流排。同步發(fā)電機并聯(lián)到電網(wǎng)后，它的運行情況要受到電網(wǎng)的制約，也就是

13、說它的電壓、頻率要和電網(wǎng)一致而不能單獨變化。3.3發(fā)電機同期并網(wǎng)操作發(fā)電機準(zhǔn)同期并列的基本原理：設(shè)并列斷路器兩側(cè)電壓分別為和，并列斷路器主觸頭閉合瞬間所出現(xiàn)的沖擊電流值以及進(jìn)入同步運行的暫態(tài)過程，決定于合閘時的電壓差和滑差角頻率。因此，準(zhǔn)同期并列主要是脈動電壓和滑差角頻率進(jìn)行檢測和控制，并選擇合適的時間發(fā)出合閘信號，使合閘瞬間的值在允許值以內(nèi)。檢測信息也就取自斷路器兩側(cè)的電壓，而且主要是對進(jìn)行檢測提取信息。（1） 發(fā)電機自動同期并網(wǎng)：通常采用恒定越前時間原理工作，這個越前時間可按斷路器的合閘時間整定。準(zhǔn)同期控制器根據(jù)給定的允許壓差和允許頻差，不斷地檢查準(zhǔn)同期條件是否滿足，在不滿足要求時閉鎖合閘

14、并且發(fā)出均壓均頻控制脈沖。當(dāng)所有條件均滿足時，在整定的越前時刻送出合閘脈沖。恒定越前時間：最理想的合閘瞬間是在兩電壓相量和重合瞬間?？紤]到斷路器操動機構(gòu)和合閘回路控制電器的固有動作時間，必須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號，即取一提前量。這一段時間一般稱為“越前時間”。由于越前時間只需按斷路器的合閘時間（準(zhǔn)同期裝置的動作時間可忽略）進(jìn)行整定，整定值和滑差及壓差無關(guān)，故稱其為“恒定越前時間”。恒定越前并列裝置的組成：滑差檢測、電壓檢測、合閘信號控制邏輯、頻差控制、壓差控制。其中，滑差檢測和壓差檢測主要是獲取信息。合閘信號控制邏輯是在滑差、壓差在允許范圍內(nèi)時，在越前信號測得的瞬間就發(fā)出合閘控制操作

15、。頻差控制單元的任務(wù)是將待并發(fā)電機的頻率調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率，使頻率差趨向并列條件允許范圍內(nèi)，以促成并列的實現(xiàn)。頻率差控制單元可由頻率差方向測量環(huán)節(jié)和頻率調(diào)整執(zhí)行環(huán)節(jié)兩部分組成。前者判別和間頻率的高低，作為發(fā)升速或降速脈沖的依據(jù)。后者按比例調(diào)節(jié)的要求，調(diào)整發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速。電壓控制單元的任務(wù)是在并列操作過程中，自動調(diào)節(jié)待并發(fā)電機的電壓，使電壓差條件符合并列的要求，也由電壓差方向測量環(huán)節(jié)和脈沖展寬電路兩部分組成。發(fā)電機自動同期并網(wǎng)流程： 將同期調(diào)整開關(guān)切至細(xì)調(diào)位置，同期開關(guān)切至投入位置，同期閉鎖裝置在“閉鎖”位置，觀察組合同期表開始轉(zhuǎn)動; 自動同期：將自動準(zhǔn)同期轉(zhuǎn)換開關(guān)切至試驗位置；按自動準(zhǔn)同期裝

16、置啟動按鈕，此按鈕上方的紅燈亮；將自動準(zhǔn)同期轉(zhuǎn)換開關(guān)切至投入位置；觀察同期表停在12點位置，觀察有功功率表有指示顯示，并網(wǎng)成功; 將同期開關(guān)切至退出位置，退出同期表，將自動準(zhǔn)同期開關(guān)切至退出位置，紅燈滅; 將同期閉鎖裝置切至解除位，同期調(diào)整切至斷開位； 將發(fā)電機出口主開關(guān)打在合后位置（豎直位置），開關(guān)上方紅燈亮; （2）發(fā)電機手動同期并網(wǎng): 將同期調(diào)整開關(guān)切至細(xì)調(diào)位置，同期開關(guān)切至投入位置，同期閉鎖裝置在“閉鎖”位置，觀察組合同期表開始轉(zhuǎn)動;手動同期:將發(fā)電機出口主開關(guān)打在預(yù)合位置（豎直位置）；觀察左側(cè)的組合同期表轉(zhuǎn)至靠近12點位置，手動合主開關(guān)，紅燈亮，并網(wǎng)成功; 4.發(fā)電機組自動化控制的原

17、理首先，對于原動機即直流電機，采用他勵的勵磁方式對其進(jìn)行勵磁，它的勵磁是獨立的，不受控制的。而在轉(zhuǎn)子的電樞繞組上改變感應(yīng)電動勢，由于，通過改變感應(yīng)電勢就可以改變轉(zhuǎn)速。在電樞繞組上獨立加上三相交流電，經(jīng)過整流變后接到SCR上，用電流互感器將整流變后的電流采集出來然后經(jīng)過整流濾波，變成矩形脈沖經(jīng)過A/D口進(jìn)入PLC。電動機的轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速傳感器與變送器變?yōu)槊}沖送入PLC，與準(zhǔn)同期裝置發(fā)出的“加速”、“減速”脈沖經(jīng)過調(diào)速器作用后再與A/D進(jìn)來的電流共同通過電流環(huán)后經(jīng)D/A發(fā)出“加速”、“減速”脈沖來改變SCR的觸發(fā)角，構(gòu)成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。從而改變的大小，即就可以改變直流電機的轉(zhuǎn)速。發(fā)電機又是和電動機同

18、軸相連的，所以發(fā)電機的轉(zhuǎn)速也就可以改變了，而發(fā)電機的轉(zhuǎn)速公式，就可以改變頻率。頻率的改變就有利于并網(wǎng)。也可以通過手動進(jìn)行改變直流電機的轉(zhuǎn)速，采用能耗制動。當(dāng)啟動能耗制動時，電樞繞組與SCR斷開，與能耗電阻構(gòu)成回路，將消耗在電阻上，轉(zhuǎn)速就可以改變。發(fā)電機是與電動機同軸相連的，對于同步發(fā)電機，其原理上面已經(jīng)講到，對于它的本次采用兩種勵磁方式：自并勵方式和他勵方式。自并勵磁用發(fā)電機自身作為勵磁電源的方法，即以接于發(fā)電機出口的變壓器作為勵磁電源，經(jīng)整流硅供給發(fā)電機勵磁，而他勵只是從別處接電壓到變壓器，后面部分與自并勵相同。同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)一般由勵磁功率單元和勵磁控制器兩部分組成，如下圖：勵磁系統(tǒng)自

19、動控制框圖勵磁功率單元向同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子提供直流電流，即勵磁電流；勵磁控制器根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元的輸出。整個勵磁自動控制系統(tǒng)是由勵磁控制器、勵磁功率單元和發(fā)電機構(gòu)成一個反饋控制系統(tǒng)。本次控制器為PLC，功率單元是SCR。不管是自并勵還是他勵都是交流電，經(jīng)過勵磁變進(jìn)行降壓，然后接到SCR，而勵磁變出來的電流經(jīng)過電流互感器采集出來，再經(jīng)過整流濾波輸入到PLC，與準(zhǔn)同期裝置發(fā)出的“增磁”、“減磁”和斷路器發(fā)電機側(cè)檢測到得電壓、電流脈沖同時進(jìn)入勵磁控制器，經(jīng)過勵磁控制器的計算，發(fā)出控制脈沖作用于SCR，來控制勵磁電流。電力系統(tǒng)正常運行時，負(fù)荷是經(jīng)常波動的，同步發(fā)電機的功率也就相

20、應(yīng)的變化，所以需要對勵磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)機端的電壓，勵磁自動控制系統(tǒng)主要是維持電壓的穩(wěn)定，就是通過不斷地調(diào)節(jié)勵磁電流來維持電壓符合并網(wǎng)的要求。而由于發(fā)電機的有功功率只受調(diào)速器控制，與勵磁電流的大小無關(guān)。所以調(diào)節(jié)勵磁電流可以改變發(fā)電機的無功功率的數(shù)值。勵磁電流不僅與電壓、無功功率有關(guān)，還與系統(tǒng)的穩(wěn)定性有關(guān)。通過手動也可以減小勵磁電流，采用滅磁裝置。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場建立起來以后，如果由于某種原因（發(fā)電機內(nèi)部故障等）需強迫發(fā)電機立即退出工作時，在斷開發(fā)電機斷路器的同時，必須使轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)部的磁場盡快消失，否則發(fā)電機會因過勵磁而產(chǎn)生過電壓，或者會使定子繞組內(nèi)部的故障繼續(xù)擴大。就需采用滅磁裝置。滅磁就是將發(fā)電機轉(zhuǎn)子

21、勵磁繞組的磁場盡快地減弱到最小程度。一般是將勵磁回路斷開，但由于勵磁繞組是個大電感，將轉(zhuǎn)子勵磁繞組接入到放電電阻滅磁。還有就是控制與保護(hù)模塊，準(zhǔn)同期裝置的合閘不僅滿足它檢測到的電壓、電流、相角差有關(guān)，還與系統(tǒng)的保護(hù)有關(guān)，他們共同控制合閘機構(gòu)。還有發(fā)電機的起勵、電動機的停機、電動機轉(zhuǎn)速是否正常的控制與保護(hù)。最后就是人機接口模塊，將PLC與觸摸屏通過通訊接口連接，可以通過觸摸屏進(jìn)行參數(shù)顯示、參數(shù)整定、開停機的控制以及查看趨勢曲線。還可以將PLC與監(jiān)控機相連，來監(jiān)視整個系統(tǒng)的運行。如果發(fā)電機系統(tǒng)建在無人區(qū)，也可以通過遠(yuǎn)程控制來監(jiān)視整個系統(tǒng)的運行。發(fā)電機自動化控制原理圖如下：四、發(fā)電機組PLC控制流程

22、本系統(tǒng)按照發(fā)電機組工藝流程來設(shè)定工作流程，通過完成機組的自動開機、停機、緊急和事故停機等功能，從而保證發(fā)電機組的正常運行。 1.發(fā)電機組的各過程（1）開機過程 當(dāng)開機條件具備時（斷路器跳位，無電氣故障等），若按下開機指令，啟動調(diào)速器（如果調(diào)速器啟動失敗，則跳出開機過程）。當(dāng)調(diào)速器升速至95%額定轉(zhuǎn)速，若滅磁開關(guān)合閘，勵磁裝置合起勵開關(guān)（起勵過程一般小于5s，若大于20s,則起勵失敗，由勵磁裝置跳起勵開關(guān)）。當(dāng)機端電壓大于40%額定電壓時，跳起勵開關(guān)。當(dāng)機端電壓為95%額定電壓時，進(jìn)行并網(wǎng)調(diào)節(jié)，直到并網(wǎng)條件滿足，合并網(wǎng)斷路器。并網(wǎng)后，調(diào)速器和勵磁器進(jìn)入負(fù)載運行狀態(tài)。至此，開機過程結(jié)束。（2）.并

23、網(wǎng)過程對待并發(fā)電機組進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳎怪舷辔弧⑾嘈颉㈩l率、電壓大小相同等條件后才允許斷路器合閘作并網(wǎng)運行，使發(fā)電機組并入系統(tǒng)運行的過程。并網(wǎng)的準(zhǔn)備工作是檢查并網(wǎng)條件和確定合閘時刻。通常用電壓表測量電網(wǎng)電壓 ，并調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流使得發(fā)電機的輸出電壓U=U1。再借助同步指示器檢查并調(diào)整頻率和相位以確定合閘時刻。（3）.停機過程發(fā)停機指令給調(diào)速器，調(diào)速器自動卸掉負(fù)載進(jìn)入空載狀態(tài)，之后斷路器跳閘，機組解列。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至80%額定值時，勵磁逆變滅磁（若小于3轉(zhuǎn)速則滅磁結(jié)束，否則自動跳滅磁開關(guān)，設(shè)故障標(biāo)志以阻止下次開機）。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至35%額定值時，機組制動裝置啟動制動，直至轉(zhuǎn)速降為5%額定值，解除制

24、動。到機組完全停機后，復(fù)歸制動回路。至此，正常停機過程結(jié)束。 當(dāng)機組轉(zhuǎn)速大于115%額定值，調(diào)速器啟動失敗，勵磁器故障以及電氣事故時，啟動事故停機。此時，斷路器跳閘，跳滅磁開關(guān)。之后，發(fā)出事故停機信號（信號保持，應(yīng)手動解除），進(jìn)入停機過程。（4）.事故停機過程當(dāng)機組轉(zhuǎn)速大于115%額定值，調(diào)速器啟動失敗，勵磁器故障以及電氣事故時，啟動事故停機。此時，斷路器跳閘，跳滅磁開關(guān)。之后，發(fā)出事故停機信號（信號保持，應(yīng)手動解除），進(jìn)入停機過程。（5）.緊急停機過程 當(dāng)機組轉(zhuǎn)速達(dá)到140%額定值或緊急停機按鈕按下時，啟動緊急停機過程。此時，斷路器跳閘，跳滅磁開關(guān)。之后，發(fā)出緊急停機信號（信號保持，應(yīng)手動解

25、除），進(jìn)入停機過程。 2.發(fā)電機組的各過程的流程2.1自動開機流程 當(dāng)工作人員發(fā)出開機命令后，PLC檢查機組是否具備以下條件：（1）機組無事故；（2）制動系統(tǒng)接點開；（3）發(fā)電機斷路器處于跳閘位置；（4）開機準(zhǔn)備好燈亮。上述開機條件表明了機組目前的狀態(tài)，只要其中有一個不滿足就堅決不能開機，否則會造成重大的機組事故。開機條件具備后，開機準(zhǔn)備好燈亮，PLC按流程投入原動機電源，并在觸摸屏上顯示調(diào)速器參數(shù)設(shè)定，延時10s按默認(rèn)參數(shù)投調(diào)速器。當(dāng)PLC檢測到機組95%額定轉(zhuǎn)速信號后投入勵磁回路交流電源開關(guān)和滅磁開關(guān)，起勵建壓；當(dāng)檢測到勵磁屏95%額定電壓信號時，檢查機組同期轉(zhuǎn)換開關(guān)位置，以判定是否投入自

26、動準(zhǔn)同期裝置；當(dāng)機端電壓和頻率接近系統(tǒng)頻率時，在適當(dāng)?shù)臅r間合發(fā)電機斷路器，機組與系統(tǒng)并列。在規(guī)定的時間內(nèi)，PLC如沒有檢測到斷路器合位信號，則取消本次開機，切除自動準(zhǔn)同期并停勵磁和調(diào)速器，延時10秒彈出并網(wǎng)失敗畫面。如檢測到合位信號，則延時20秒切除自動準(zhǔn)同期裝置，彈出并網(wǎng)成功畫面。調(diào)速器在檢測到機組并網(wǎng)信號后，將輸出加到10%額定有功，機組帶上負(fù)荷，至此開機流程結(jié)束。 1、開機自檢：需檢查有無故障信號或事故信號、斷路器跳位信號，避免非同期并列損壞發(fā)電機。2、開啟蝶閥：若檢測不到蝶閥開啟信號，發(fā)出報警信號、取消開機操作。3、開啟調(diào)速器：如果調(diào)速器啟動失敗，則跳出開機過程。4、檢測機組轉(zhuǎn)速：當(dāng)調(diào)

27、速器升速至95%額定轉(zhuǎn)速，若滅磁開關(guān)合閘，勵磁裝置合起勵磁開關(guān)（起勵過程一般小于5s，若大于20s,則起勵失敗，由勵磁裝置跳起勵開關(guān)）。5、同期操作：當(dāng)機端電壓大于40%額定電壓時，跳起勵開關(guān)。當(dāng)機端電壓為95%額定電壓時，進(jìn)行并網(wǎng)調(diào)節(jié)，直到并網(wǎng)條件滿足。6、并網(wǎng)：合并網(wǎng)斷路器。7、結(jié)束；開機過程流程圖如下：2.2發(fā)電機組并網(wǎng)流程KQK1開關(guān)已合，KQK2開關(guān)已合，Q7開關(guān)已合，投入勵磁，電壓至95%，轉(zhuǎn)子正極絕緣良好，轉(zhuǎn)子負(fù)極絕緣良好，定子絕緣良好，DEH允許，TK投入，微機同期已投入，并網(wǎng)完成。機組并網(wǎng)初負(fù)荷產(chǎn)生過程如下圖： 在并網(wǎng)過程中DEH、自動準(zhǔn)同期裝置、勵磁調(diào)節(jié)器三者的關(guān)系、作用如

28、下圖：2.3發(fā)電機組正常停機流程機組正常停機的條件是卸掉負(fù)荷，進(jìn)入空載狀態(tài)。1、調(diào)速器卸載：調(diào)速器自動卸掉負(fù)載進(jìn)入空載狀態(tài)。2、解列操作：斷路器跳閘，停勵磁。3、滅磁：當(dāng)轉(zhuǎn)速降至80%額定值時，勵磁逆變滅磁（若小于3轉(zhuǎn)速則滅磁結(jié)束，否則自動跳滅磁開關(guān)，設(shè)故障標(biāo)志以阻止下次開機）。4、當(dāng)轉(zhuǎn)速降至35%額定值時，機組制動裝置啟動制動。5、直至轉(zhuǎn)速降為5%額定值，關(guān)閉蝶閥。解除制動，到機組完全停機后，復(fù)歸制動回路。6、結(jié)束2.4事故和緊急停機流程當(dāng)機組出現(xiàn)軸承（包括定子）溫度過高，調(diào)速器油壓過低，電氣事故、風(fēng)機故障（實驗臺面板上相關(guān)模擬開關(guān)）等事故，直接跳發(fā)電機斷路器、滅磁開關(guān)，向調(diào)速器發(fā)停機令，將

29、原動機迅速關(guān)閉而無需經(jīng)過先卸負(fù)荷后停機的動作程序，從而加快停機過程以免事故擴大。當(dāng)機組飛逸（140%）或在其它重大保護(hù)動作時，立即緊急停機，并關(guān)閉原動機。1、機組轉(zhuǎn)速達(dá)到140%額定值或緊急停機按鈕按下時，啟動緊急停機過程。2、解列操作：斷路器跳閘。3、滅磁：滅磁開關(guān)跳開。4、發(fā)出緊急停機信號（信號保持，應(yīng)手動解除）。5、檢測轉(zhuǎn)速：制動，關(guān)閉蝶閥。6、手動解除制動。7、結(jié)束。2.5事故停機流程1、信號檢測：當(dāng)機組轉(zhuǎn)速大于115%額定值，調(diào)速器啟動失敗，勵磁器故障以及電氣事故時，啟動事故停機。2、解列操作：斷路器跳閘。3、滅磁：滅磁開關(guān)跳開。4、發(fā)出事故停機信號（信號保持，應(yīng)手動解除）。5、檢測轉(zhuǎn)速：制動，關(guān)閉蝶閥。6、手動解除制動。7