玉琢

遼寧電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院 110179

汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)改造探析

玉琢

遼寧電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院 110179

在用電量快速增加形勢(shì)下，要確保正常輸電除了做好相關(guān)管理之外，還必須要確保各種設(shè)施正常運(yùn)行。而發(fā)電廠中汽機(jī)正常工作直接關(guān)系著正常供電，這就為汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)提出新要求。本文對(duì)汽機(jī)的主保護(hù)采用DCS分散控制，并且運(yùn)用PLC可編程來(lái)保護(hù)本體，進(jìn)而加強(qiáng)保護(hù)系統(tǒng)控制水平。

汽機(jī)；技術(shù)改造；保護(hù)系統(tǒng)

前言

目前，在許多電廠的汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中運(yùn)用了可靠性措施，但是依然還存在各種問(wèn)題，一些項(xiàng)目從記錄看沒(méi)有不安全現(xiàn)象，但是依然存在各種隱患，而且還經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象。本文就對(duì)某電廠機(jī)組作為案例，該機(jī)組中汽機(jī)主要采用了主保護(hù)系統(tǒng)（ETS）,采用了可編程的控制器實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)，因此改造保護(hù)系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)ETS和DEH(數(shù)字電液控制系統(tǒng))、DCS一體化，進(jìn)而確保保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠。

1 汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)改造

1.1 改造DEH

DEH主要是由液壓伺服機(jī)構(gòu)與計(jì)算機(jī)控制兩大部分共同組成的，本改造中應(yīng)用了低壓透平油純電調(diào)方案，這種方案就是給二次脈動(dòng)油路中加設(shè)電液轉(zhuǎn)換器、壓力傳感器以及可調(diào)節(jié)流閥等各個(gè)部套組成了電液放大器，用來(lái)替代泵液壓的放大器，進(jìn)而形成了二次脈動(dòng)油壓，讓該油壓對(duì)調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，這樣就實(shí)現(xiàn)了通過(guò)DEH控制汽輪機(jī)。這種改進(jìn)方案合理使用了液壓油源于原油動(dòng)機(jī)，成本低系統(tǒng)簡(jiǎn)潔。

1.2 改造液壓的保安系統(tǒng)

很多時(shí)候啟動(dòng)汽機(jī)之時(shí)十分難控制，所以就要采取相應(yīng)措施來(lái)增強(qiáng)啟動(dòng)之時(shí)的可控性，主要是把打閘門(mén)、掛閘以及開(kāi)主氣門(mén)各種操作集中于主控室，同時(shí)還取消手動(dòng)操作的啟動(dòng)閥，加設(shè)了遮斷電磁閥、掛閘電磁閥以及開(kāi)主氣門(mén)的電磁閥，將原來(lái)的超速限制電磁閥與停機(jī)電磁閥保留下來(lái)，同時(shí)還將手動(dòng)停機(jī)按鈕以及超速裝置、噴油裝置保留下來(lái)。具體的保安系統(tǒng)如圖1。

這部分系統(tǒng)主要是由試驗(yàn)及掛閘、危急遮斷、超速等各個(gè)部分組成的。只要操作員按下了DEH的主控畫(huà)面中的“掛閘”，開(kāi)主氣門(mén)的電磁閥2YV以及復(fù)位電磁閥4YV就帶電了，同時(shí)掛閘電磁閥（1YV）也帶電，在復(fù)位油作用下危急遮斷器上撐鉤就掛上了，這樣建立出了安全油壓；如果復(fù)位電磁閥與掛閘電磁閥中出現(xiàn)了失電，就會(huì)導(dǎo)致危急遮斷油門(mén)發(fā)生失壓，很快就恢復(fù)到了備用狀態(tài)。當(dāng)掛閘完畢之后，相關(guān)操作人員點(diǎn)擊畫(huà)面按鈕“運(yùn)行”，就能夠讓主氣門(mén)的電磁閥掉電，建立出了啟動(dòng)油并開(kāi)啟了主氣門(mén)。此時(shí)打閘回路傳送出動(dòng)作的指令，原磁力的斷路油門(mén)（5YV）與遮斷電磁閥（3YV）都發(fā)生帶點(diǎn)將安全油泄掉，將調(diào)節(jié)閥與主汽閥迅速關(guān)閉，而且把調(diào)門(mén)的開(kāi)關(guān)關(guān)閉到零。

將DEH和ETS停機(jī)電磁閥并排連接于安全油路之上，一旦遇到了緊急停機(jī)的信號(hào)，兩個(gè)電磁閥就會(huì)同時(shí)帶電，進(jìn)而組成了冗余配置，有效提升了保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

圖1 保安系統(tǒng)

1.3 改造汽機(jī)保護(hù)電路

1）改進(jìn)打閘保護(hù)

DEH打閘主要有下面的幾個(gè)動(dòng)作條件：手操盤(pán)打閘；ETS動(dòng)作；超速110%；讓保護(hù)系統(tǒng)處于脫網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)存在的故障；或者實(shí)施緊急手動(dòng)；整定之時(shí)轉(zhuǎn)速超過(guò)100rpm。

上面任何一個(gè)動(dòng)作條件開(kāi)始動(dòng)作之后，主氣門(mén)就會(huì)將超速限制與遮油電磁閥關(guān)閉，還十分迅速的將調(diào)速氣門(mén)與主氣門(mén)關(guān)閉，將機(jī)組進(jìn)行緊急停機(jī)，同時(shí)還將DEH打閘動(dòng)作指令傳遞給ETS系統(tǒng)。如果汽機(jī)發(fā)出了跳閘信號(hào)，那么DEH打閘就會(huì)讓該指令復(fù)位，同時(shí)還讓主氣門(mén)的遮油閥磁掉電復(fù)位。事實(shí)上這個(gè)電磁閥屬于帶裝置的鎖緊式，能夠確保失前的狀態(tài)，還能夠確保安全釋放油壓。

2）電超速保護(hù)

其實(shí)該系統(tǒng)還具備控制轉(zhuǎn)速的功能，同時(shí)還加設(shè)幾只測(cè)速探頭，有效測(cè)量轉(zhuǎn)速的信號(hào)，同時(shí)在DEH系統(tǒng)中設(shè)計(jì)電超速保護(hù)比較合理。當(dāng)汽機(jī)處于甩負(fù)荷之時(shí)，就有效防止超速，而DEH之中設(shè)計(jì)有接受油開(kāi)關(guān)的跳閘信號(hào)，設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)速信號(hào)OPC回路。一旦出現(xiàn)了信號(hào)之時(shí)，同時(shí)也就發(fā)出了OPC信號(hào)，經(jīng)過(guò)外線將電送到關(guān)調(diào)速氣門(mén)的電磁鐵，快速將調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，同時(shí)還把伺服板歸入到0，將汽機(jī)的轉(zhuǎn)速維持到3000r/min，有效避免了汽機(jī)超速。

3）改造汽機(jī)的本體保護(hù)

原來(lái)的汽機(jī)使用了可編程控制器，相比之下運(yùn)用了先進(jìn)的控制功能，因此保護(hù)字體依然使用了保護(hù)系統(tǒng)，但是將電超速回來(lái)取消了，其保護(hù)功能通過(guò)DEH系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，加設(shè)了一套DEH的打閘保護(hù)。

2 改進(jìn)安全油壓低保護(hù)

實(shí)施上安全油壓保護(hù)上存在一定的安全隱患，一旦保護(hù)不當(dāng)就可能導(dǎo)致保護(hù)定值而出現(xiàn)誤動(dòng)。當(dāng)安全油壓降低到一個(gè)定值之下之后就會(huì)跳閘，主要根源在于安全油壓系統(tǒng)發(fā)生故障或者手動(dòng)打閘。依據(jù)電廠汽機(jī)安全油壓系統(tǒng)的工作原理可知，不管是手動(dòng)打閘還是遠(yuǎn)方電磁閥發(fā)生跳閘，安全油的隔膜閥可能造成汽機(jī)跳閘、將EH油放回到油箱中，因此汽機(jī)中各種氣門(mén)最好使用安全油來(lái)驅(qū)動(dòng)，這樣安全油壓低就能夠直接控制隔膜閥，把EH油進(jìn)行泄壓，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉閥門(mén)。所以把安全油壓低的定值合理降低，就能夠減低因安全油壓造成波動(dòng)而跳閘的幾率。

3 將本體保護(hù)納入到DCS系統(tǒng)中

案例的電廠中使用的汽機(jī)上沒(méi)有設(shè)計(jì)管理上位機(jī)的數(shù)據(jù)，因此操作人員都是應(yīng)用操作臺(tái)監(jiān)視操作，事實(shí)上可以取消操作臺(tái)，將DCS系統(tǒng)操作人員通過(guò)本體的畫(huà)面顯示出來(lái)，主要是通過(guò)危急保護(hù)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)投入與切除開(kāi)關(guān)。當(dāng)在線運(yùn)行之時(shí)，只要單擊畫(huà)面上的“本體保護(hù)”，就進(jìn)入到了ETS主控界面，該操作畫(huà)面功能較多，主要包含了主控畫(huà)面、汽機(jī)輔聯(lián)鎖、試燈按鈕。相關(guān)人員只需要點(diǎn)擊菜單，就極為便利的切換畫(huà)面。但是關(guān)閉主氣門(mén)之時(shí)，就能夠在ETS中實(shí)現(xiàn)聯(lián)跳發(fā)電機(jī)。同時(shí)主氣門(mén)通過(guò)DCS系統(tǒng)發(fā)出了關(guān)閉信號(hào)。

主保護(hù)回路上發(fā)電機(jī)的差動(dòng)信號(hào)，以及發(fā)電機(jī)油的開(kāi)關(guān)跳閘信號(hào)，如果距離過(guò)于長(zhǎng)，當(dāng)PLC的查詢電壓達(dá)到了24V,就很容易發(fā)生誤信號(hào)。改進(jìn)的有效方法都是在兩者之間加設(shè)上220V隔離繼電器，這樣就能夠有效提升抗干擾的能力。

4 結(jié)語(yǔ)

事實(shí)上，改進(jìn)了汽機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)之后，有效實(shí)現(xiàn)了集中管理、分散度強(qiáng)以及冗余配置等特征，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了CRT作為了監(jiān)控中心，建立出了人機(jī)友好界面，而且操作員通過(guò)DCS系統(tǒng)所顯現(xiàn)出來(lái)的畫(huà)面對(duì)整個(gè)操作進(jìn)行監(jiān)視，不但降低了操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還提升了控制水平，在一定程度上增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性，確保了汽機(jī)的安全運(yùn)行。

[1]周雯,吳京軍.300MW汽輪機(jī)危急跳閘保護(hù)系統(tǒng)的改進(jìn)與實(shí)踐[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008(1)：88-91.

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.23.048