張一夫

摘? 要：隨著科技的迅猛發(fā)展，高新技術(shù)已高速融入電力生產(chǎn)行業(yè)中。智能數(shù)顯表根據(jù)其簡單的測量方式和高精度的性能，在發(fā)電企業(yè)參數(shù)監(jiān)視和保護系統(tǒng)中，占據(jù)了主要的地位。該文通過現(xiàn)場實際出現(xiàn)的問題，進一步地優(yōu)化了我廠五號機組小汽輪機超速保護系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能轉(zhuǎn)速表;精度;保護系統(tǒng)

中圖分類號：TM623? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

汽動給水泵是通過蒸汽推動驅(qū)動給水泵用于滿足鍋爐用水需求的重要輔機，其運行的穩(wěn)定性直接關(guān)系著負荷的變化以及鍋爐上水量的變化。當遇到突然甩負荷等事故狀況，一旦調(diào)速系統(tǒng)失靈或動作過慢，汽動給水泵轉(zhuǎn)速就會迅速上升，嚴重時將會發(fā)生超速現(xiàn)象。由于汽動給水泵高速旋轉(zhuǎn)時，各轉(zhuǎn)動部件會產(chǎn)生很大的離心力，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，當汽動給水泵超速，其零部件在工作過程中將因承受極大的離心力而受到嚴重的損壞，甚至發(fā)生“飛車”的惡性事故。因此，為了保證機組的安全運行，必須嚴格監(jiān)測汽動給水泵的轉(zhuǎn)速，并通過超速保護裝置及時有效地采取保護措施。

1 設(shè)備概況

某公司五號機組是660 MW的火力發(fā)電機組，共有兩臺汽動給水泵，每臺有2套超速保護系統(tǒng)： 1）MEH超速保護系統(tǒng)。通過就地前箱齒輪處安裝的3個轉(zhuǎn)速探頭測量，得到汽動給水泵實時轉(zhuǎn)速信號。實時轉(zhuǎn)速信號與邏輯預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速進行減法運算，通過高限判斷輸出超速保護信號。2）METS超速保護系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速傳感器安裝的位置與MEH轉(zhuǎn)速探頭安裝位置相同?？A(yù)先設(shè)定超速的動作值，當轉(zhuǎn)速達到設(shè)定的動作值時，輸出開關(guān)量信號送至METS，實現(xiàn)超速保護功能。由于汽動給水泵設(shè)計之初，未設(shè)計機械超速保護系統(tǒng)，所以METS超速保護系統(tǒng)和MEH超速保護系統(tǒng)動作的正確性和穩(wěn)定性極其重要。

DFCS001超速保護卡是通過采集前端磁阻或渦流轉(zhuǎn)速傳感器信號，計算出啟動給水泵轉(zhuǎn)速并判斷是否越限。汽動給水泵METS超速保護動作的過程，是由3塊DFCS001卡件分別接收三路轉(zhuǎn)速傳感器的模擬量信號，通過預(yù)先設(shè)定的動作值進行判斷，當轉(zhuǎn)速達到設(shè)定值，卡件內(nèi)部的繼電器動作并輸出一對開關(guān)量信號，通過盤間電纜傳遞到METS系統(tǒng)中，再由METS進行三取二的邏輯判斷輸出停機信號。

2 案例分析

在2017年機組啟動過程中，發(fā)生過超速保護卡失靈的事件。A小機正常運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達到4 560轉(zhuǎn)/分時，超速保護裝置第二路超速卡件顯示的轉(zhuǎn)速值發(fā)生跳變現(xiàn)象，跳變峰值瞬間達到預(yù)設(shè)停機值，超速保護卡件開關(guān)量接點動作，但其他兩路卡件顯示均正常。檢修人員發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象后，對卡件及轉(zhuǎn)速傳感器進行檢查。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速傳感器阻值正常，采集的信號無問題，連接電纜的屏蔽層接地良好，不存在信號干擾。初步判斷DFCS001卡件內(nèi)部出現(xiàn)故障造成跳變現(xiàn)象。檢修人員及時地更換了第二路超速保護卡件后，轉(zhuǎn)速跳變現(xiàn)象消除。

3 改造思路

3.1 改造必要性

檢修人員在更換DFCS001卡件過程中，對參數(shù)設(shè)置時操作極為煩瑣，并且需要頻繁地熱插拔卡件進行設(shè)定。在此過程中，為避免靜電影響不能用手直接接觸電路板。這樣的更換過程，不但容易對設(shè)備造成一定的損壞，而且在機組運行過程中存在很大的風險。根據(jù)《二十五項重點反事故措施》8.1.3規(guī)定，運行中的機組，監(jiān)視表計出現(xiàn)報警，必須查明原因。特此決定，對五號機組兩臺汽動給水泵進行升級改造。

3.2 改進要求

（1）保證測量精度;（2）參數(shù)設(shè)定簡便;（3）信號獨立接收;（4）抗干擾能力強;（5）儀表電源冗余;（6）便于觀察及維護。

3.3 設(shè)備選型

通過對現(xiàn)場環(huán)境的考察以及多種智能儀表的比較，確定該次優(yōu)化改進選用的SZC-04B型智能轉(zhuǎn)速表，該轉(zhuǎn)速表具有精度高、性能穩(wěn)定、抗干擾強、可靠性高和操作簡便等特點?？筛鶕?jù)不同條件，在現(xiàn)場通過軟件設(shè)置儀表的齒數(shù)、報警保護值等參數(shù)。

4 改造過程

4.1 儀表試驗

安裝前，檢修人員對選用的6塊智能轉(zhuǎn)速表進行了效驗檢定。在儀表檢定室內(nèi)，用與現(xiàn)場相同的轉(zhuǎn)速探頭連接待使用的儀表。表上電后，打開面板與箱體連接的鎖扣（如圖1所示），按“功能”鍵切換到“齒數(shù)”調(diào)整界面，用“移位鍵（AN3）”選擇數(shù)位調(diào)節(jié)到十位，用“加一鍵（AN1）”進行數(shù)值調(diào)整，用相同的方法調(diào)節(jié)個位。再按功能鍵即保存數(shù)值。報警開關(guān)量輸出調(diào)整，選中應(yīng)用的開關(guān)量報警接點，數(shù)值調(diào)節(jié)方法與齒數(shù)調(diào)節(jié)方法相同，將報警保護定值設(shè)置為6 380轉(zhuǎn)/分。用“切換”按鈕查看設(shè)定值。通過轉(zhuǎn)速信號發(fā)生器模擬不同工況下的各階段轉(zhuǎn)速情況。將信號發(fā)生器輸出依次設(shè)置為6 379轉(zhuǎn)/分和6 381轉(zhuǎn)/分，并重復(fù)3次操作，每次接點動作正確，滿足現(xiàn)場應(yīng)用條件。

4.2 傳感器連接

經(jīng)檢測試驗發(fā)現(xiàn)，原超速保護裝置應(yīng)用的磁阻式轉(zhuǎn)速探頭輸出信號良好，探頭延長線無破皮接地現(xiàn)象，信號傳輸電纜屏蔽接地良好，無干擾現(xiàn)象發(fā)生，且信號輸出與SZC-04B智能轉(zhuǎn)速表接收信號類型相匹配，決定繼續(xù)使用。

4.3 信號獨立接收

根據(jù)《二十五項重點反事故措施》9.4.3規(guī)定，保護信號應(yīng)遵循從取樣點到輸入模件全程相對獨立的原則。每臺小汽輪機有三路轉(zhuǎn)速傳感器，保持原設(shè)計方式，將原DFCS001卡件拆除，并加裝3塊SZC-04B智能轉(zhuǎn)速表（共6塊轉(zhuǎn)速表）。

4.4 電源連接

總電源裝置采用冗余切換連接方式，確保在一路電源發(fā)生故障時儀表可以正常工作。在總電源下一級對每塊智能轉(zhuǎn)速表分別加裝了空氣開關(guān)，從而達到了對每塊轉(zhuǎn)速表供電分別控制的目的。

4.5 安裝位置

東汽配套的3塊DFCS001超速保護卡件集成到一塊框架中，并安裝于小汽輪機TSI框架機柜內(nèi)。該次優(yōu)化選擇的安裝位置是原超速框架的安裝位置，將原框架拆除，根據(jù)智能儀表的尺寸重新開孔安裝。

4.6 儀表接線

SZC-04B智能轉(zhuǎn)速表的背板共有兩行接線端子，第一行1、2端子是信號的輸入端子，直接接入轉(zhuǎn)速探頭。5、6為電流信號輸出端子，由于儀表操作面板有顯示功能，此端子無用。第二行13-21端子是三組開關(guān)量報警輸出信號（選用常開接點）根據(jù)現(xiàn)場需要只應(yīng)用一對報警節(jié)點，其余留作備用。23、24端子為AC200V電源端子。

5 改進效果

機組運行后，檢修人員對運行情況進行為期一個月的觀察，每臺汽動給水泵在啟、停和持續(xù)運行過程中，三路轉(zhuǎn)速顯示均一致，且與MEH轉(zhuǎn)速測量信號顯示相同。達到了改造的預(yù)期效果，大大降低了因轉(zhuǎn)速儀表故障造成保護誤動的概率。

6 結(jié)語

汽動給水泵超速保護裝置的優(yōu)化改造后，進一步的提高了汽動給水泵超速保護系統(tǒng)動作的正確率，以及轉(zhuǎn)速顯示的準確性。保證了機組的安全穩(wěn)定運行。該次改造也使熱工人員進一步提高了熱工人員的分析和處理缺陷的能力。

參考文獻

[1]田建勇.主輔機狀態(tài)監(jiān)測與評估系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用[J].電力安全技術(shù)，2017（4）：43.

[2]楊建波.600MW機組給水系統(tǒng)試運中的問題分析及處理[J].電力安全技術(shù)，2014（1）：23.