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        火電廠防止給煤機(jī)控制回路電源瞬時(shí)失電的優(yōu)化措施

        2021-03-15 01:53:38寧夏棗泉發(fā)電有限責(zé)任公司
        電力設(shè)備管理 2021年2期
        關(guān)鍵詞:變頻器

        寧夏棗泉發(fā)電有限責(zé)任公司 孫 巖 陳 昊

        寧夏棗泉發(fā)電有限責(zé)任公司現(xiàn)有兩臺(tái)660MW 超超臨界機(jī)組,每臺(tái)機(jī)組配置六臺(tái)CS2024型電子稱重式給煤機(jī),由上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院提供,每臺(tái)給煤機(jī)同步配置低電壓穿越裝置。2019年12月11日,#2機(jī)組負(fù)荷515MW,磨煤機(jī)A、B、C、D、E 運(yùn)行,總?cè)剂狭?58t/h。機(jī)組運(yùn)行中因UPS A 段饋線柜內(nèi)“#2機(jī)熱控UPS 電源柜電源一”空開ZK5脫扣,電源丟失,引起#2機(jī)熱控UPS 電源柜供電電源切換,切換過程中所有給煤機(jī)控制回路瞬時(shí)失電,給煤機(jī)運(yùn)行信號(hào)消失,鍋爐失去全部燃料保護(hù)跳閘。

        國(guó)內(nèi)大型火電廠主要使用STOCK 型或類似原理的給煤機(jī),很多電廠已為變頻器電源配置低電壓穿越裝置,但發(fā)生控制回路瞬時(shí)失電時(shí),給煤機(jī)仍會(huì)跳閘無法自啟,STOCK 型或類似原理的給煤機(jī)均存在此類問題,本文從故障發(fā)生的原因及解決問題的方案上進(jìn)行詳細(xì)的剖析。

        1 故障原因分析

        1.1 機(jī)組MFT 原因分析

        STOCK 給煤機(jī)電氣回路圖見圖1所示,給煤機(jī)變頻器動(dòng)力電源由MCC 段送來的一路三相380VAC 電源,給煤機(jī)控制回路電源取自熱控UPS電源柜。六臺(tái)給煤機(jī)控制回路電源均取自熱控UPS電源柜,熱控UPS 電源柜兩路進(jìn)線總電源分別取自UPS A 段饋線柜和UPS B 段饋線柜,經(jīng)雙電源切換裝置(GE Entell-Switch250)后為六臺(tái)給煤機(jī)控制回路供電,如圖1所示。

        經(jīng)檢查UPS A 段饋線柜斷路器ZK5故障脫扣,導(dǎo)致#2機(jī)組熱控UPS 電源柜雙電源切換裝置啟動(dòng),切換過程中給煤機(jī)控制回路電源瞬時(shí)失電,五臺(tái)運(yùn)行給煤機(jī)運(yùn)行信號(hào)消失,鍋爐失去全部燃料。失去全部燃料MFT 邏輯判斷為:任一油層投運(yùn)或磨煤機(jī)運(yùn)行記憶、鍋爐失去所有油燃料及鍋爐失去所有煤燃料條件同時(shí)滿足。失去所有煤燃料條件為六套制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)停運(yùn)或給煤機(jī)運(yùn)行信號(hào)消失,邏輯圖如圖2所示。

        圖1 給煤機(jī)控制電源分配圖

        圖2 A 磨組停運(yùn)邏輯圖(其他磨組同A 磨)

        1.2 給煤機(jī)跳閘原因分析

        經(jīng)測(cè)試,熱控UPS 電源柜雙電源切換裝置GE Entell-Switch250故障切換時(shí)間約70ms,切換過程中電壓最低跌落至1.2V(圖3)。由于控制回路電源電壓最低跌落至1.2V,遠(yuǎn)程啟動(dòng)繼電器FS 在電壓瞬間跌落過程中無法自保持,導(dǎo)致給煤機(jī)變頻器啟動(dòng)指令1ZJ 觸點(diǎn)斷開,給煤機(jī)跳閘(圖4)。

        圖3 雙電源切換裝置切換時(shí)間及壓降測(cè)試結(jié)果

        圖4 給煤機(jī)控制回路原理圖

        2 防止給煤機(jī)控制回路電源瞬時(shí)失去的措施

        為提高給煤機(jī)運(yùn)行可靠性,從給煤機(jī)控制回路電源及DCS 邏輯兩方面入手,現(xiàn)分述如下:

        合理配置給煤機(jī)控制電源。六臺(tái)給煤機(jī)控制回路電源均取自熱控UPS 電源柜,對(duì)六臺(tái)給煤機(jī)控制回路電源重新引接合理配置,將六臺(tái)給煤機(jī)控制回路電源由熱控UPS 電源柜改至A/B UPS 饋線柜,A、C、F 給煤機(jī)控制回路電源取自UPS A 段饋線屏,B、D、E 給煤機(jī)控制回路電源取自UPS B 段饋線屏。

        給煤機(jī)控制回路中加裝延時(shí)斷開繼電器。通過在給煤機(jī)控制回路中增加延時(shí)繼電器,增加給煤機(jī)控制回路延時(shí)斷開功能,防止電壓瞬間跌落或控制信號(hào)抖動(dòng)引起給煤機(jī)誤跳閘。在給煤機(jī)啟動(dòng)回路中加入延時(shí)繼電器,設(shè)置延時(shí)斷開時(shí)間大于電源切換裝置的切換時(shí)間差,設(shè)置為2s,控制回路接線改造見圖5,即將BC 繼電器(新加裝的)與原有的FS進(jìn)行并聯(lián),將FS 繼電器常開觸點(diǎn)接入端子6(正端)與BC 繼電器A1端之間,將BC 繼電器的延時(shí)斷開節(jié)點(diǎn)15和18接入給煤機(jī)端子6與端子16之間。

        圖5 改造后給煤機(jī)控制回路圖

        給煤機(jī)控制回路中加裝小UPS 電源。在給煤機(jī)控制回路中加裝小UPS 電源,可有效解決給煤機(jī)控制電源受外界電源波動(dòng)或失去的影響,提高給煤機(jī)控制回路的可靠性。但會(huì)出現(xiàn)另外的問題,給煤機(jī)控制電源使用UPS 供電時(shí),當(dāng)給煤機(jī)動(dòng)力電源電壓低到變頻器不能工作時(shí)給煤機(jī)也將停止運(yùn)行,由于此時(shí)控制電源正常,“變頻器電壓低”停運(yùn)給煤機(jī)這一事件將被給煤機(jī)控制裝置認(rèn)為是由于變頻器故障而停運(yùn)的給煤機(jī),給煤機(jī)控制裝置將記憶并保持這一故障狀況,不能及時(shí)遠(yuǎn)方啟動(dòng)給煤機(jī)[1]。

        給煤機(jī)運(yùn)行信號(hào)延時(shí)斷開功能。失去全部燃料MFT 邏輯判斷為:任一油層投運(yùn)或磨煤機(jī)運(yùn)行記憶、鍋爐失去所有油燃料及鍋爐失去所有煤燃料條件同時(shí)滿足。失去所有煤燃料條件為六套制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)停運(yùn)或給煤機(jī)運(yùn)行信號(hào)消失,通過對(duì)給煤機(jī)“運(yùn)行”信號(hào)加延時(shí)斷開邏輯功能塊,當(dāng)控制回路電源瞬間失去,給煤機(jī)不會(huì)出現(xiàn)跳閘(圖6)。

        圖6 磨組停運(yùn)判斷邏輯圖

        自動(dòng)控制回路中防誤動(dòng)措施。由于給煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和給煤量參與模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)算邏輯,中速磨煤機(jī)內(nèi)儲(chǔ)煤量在瞬間磨煤機(jī)輸出的煤粉變化不大,如果給煤機(jī)控制電源瞬間失去或波動(dòng)使給煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和給煤量發(fā)生突變,將造成鍋爐主控指令的大幅度變化,影響鍋爐安全運(yùn)行。為此,應(yīng)對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)回路的相關(guān)邏輯進(jìn)行修改。實(shí)際DCS 邏輯組態(tài)中,將參與煤量主控回路中的實(shí)際給煤量累積回路中,增加給煤機(jī)“運(yùn)行”信號(hào)延時(shí)3s 斷開的邏輯功能塊,有效避免給煤機(jī)運(yùn)行信號(hào)瞬時(shí)消失導(dǎo)致的自動(dòng)控制功能異常。

        3 結(jié)語

        本文就火電廠發(fā)生控制回路瞬時(shí)失電造成給煤機(jī)無法自啟而全部停運(yùn)的事件,分析給煤機(jī)全停導(dǎo)致鍋爐MFT 的原因,提出解決給煤機(jī)供電系統(tǒng)可靠性和有效的DCS 控制策略方面的解決方案,并通過實(shí)際試驗(yàn)和使用驗(yàn)證解決方案的可行性。給煤機(jī)控制系統(tǒng)可靠性得到顯著提高,使機(jī)組運(yùn)行更加安全可靠,對(duì)使用同類型設(shè)備的兄弟單位具有借鑒意義。

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