火电机组汽机保护系统分析.pdf

第1 6 卷 2 0 1 4 年第 l 1 期 电力安全技 术 1 概述 fi e n g c 生 ha 产 ny i xi a 线 n 火电机组汽机保护系统分析 张彩 霞 山西漳泽 电力股份 有限公 司河津发电分公 司，山西 河津0 4 3 3 0 0 某 电厂 1 号机组 是容量为 3 5 0 Mw 的单 元制 火力发电机组，其锅炉、汽轮机主设备以及控制系 统全套 由 日本三菱公 司引进。该机组采用先进的 DC S 分布式控制系统 ，具有 自动化程度高、控制 功能齐全等特点，其联锁保护系统能够确保对设备 进行安全 、可靠的事故处理 ，使锅炉、汽轮机、发 电机等主机设备以及给水泵、送风机、引风机、炉 水泵等辅机不受到损害。在保护动作以后，其指令 发送到有关的控制系统和被控设备 中，能够 自动减 负荷 ，投入旁路系统 ，直至停机或停机进行事故处 理 ，以保证机组安全 ，并且保证 C R T显示器画面 以及辅助控制盘联锁信号和跳闸动作的正确性。 该 电厂 1 号机组保护系统的设计总原则是 当 检测到机组处于危险工况时，确保处于危险状态的 设备跳 闸。该保护系统大大提高了机组事故处理的 自动化水平和可靠性。 2 保护系统的构成特点 2 ． 1 独立的汽机联锁保护盘 各项保护都 由继 电器 等设备采用硬接线实现 ， 直观且可靠 ，其中主要采取以下几种继 电器 1 S RD - N4 S A DC l l 0 V 继电器 ； 2 S R D- N8 S A DC 1 1 O V 继 电器 ； 3 S RL D N4 S A DC l 1 0 V 继电器 ； 4 D RS N2 DC l I O V 继电器 ； 5 G 3 F D 一1 0 2 S N DC 2 4 V 继 电器。 2 ． 2 可靠的双路冗佘供电 多数继 电器和控制电磁阀均使用来 自 D C1 l 0 V P C1 A段和 DC l l 0 V P C1 B段的 DC 1 1 0 V 电源 ， 只有少数继 电器使用经 DC 1 1 0 V降压后的 DC 2 4 V 电源。汽机联锁保护盘 内的另一路 AC 2 2 0 V 电源 与其他柜一样 ，用于照明、风扇和维修。 2 ． 3 逻辑回路的输入信号 逻辑回路的输入信号只有 1 种模拟量信号 主蒸汽温度输入 ，其余全部都是开关量信号。主蒸 汽温度输入模拟量信号经变换和限值后输出 3 路开 关量信号进入逻辑回路。开关量信号包括就地开关 量仪表输出的参数越限接点信号 ，就地阀位行程开 关接点信号，一些设备的电气状态信号 ，操作按钮 发出的信号 ，以及来 自S C S 顺序控制系统 ，C C S 协调控制系统 ，B MS 电池管理系统 ，D E H 汽 轮机数字电液控制系统 ，T S I 汽机监视保护系统 等的开关量信号。 ． 另外，一些做重要保护触发信号 的就地仪表 ， 大部分采用 “ 三取二”冗余接点形成，以提高保护 动作的可靠性，防止保护回路误动或拒动。 2 ． 4 逻辑回路的输出信号 逻辑 回路的输出信号全部为继 电器接点信号 ， 包括送往 DC S相 关系统、保护系统的现场 电磁 阀 以及 MC C 电机控制中心 的指令信号。逻辑回路 还将一些重要信号及跳闸信号送往 DAS 数据采集 系统 ，以便为报警和事故分析所用。 2 ． 5 汽机联锁保护逻辑 汽机联锁保护逻辑有 l 5 项内容通过汽机跳闸 电磁 阀跳机 ，有 2 项 内容通过电超速电磁阀跳机。 3 汽机连锁保护 3 ． 1 安全油压低保护 汽机复位后 ，当安全油压建立 以后，一旦安全 油压低 ，3个压 力开关 1 P S -0 4 7 0 7 A，B，C便动 作 ，经 “ 三取二”逻辑 回路判断，产生 1 s 的脉冲， 使汽轮机跳 闸。 3 ． 2 发 电机跳闸保护 在机组运行中，如果发电机出现内部故障或发 一 9一 Sh e n g o生 h a产 n y ix la线 n 电 力 安 全 技 术 第 l 6 卷 2 0 1 4 年 第 l 1 期 电机跳 闸条件满足联动汽机跳闸，则发电机跳 闸保 护动作。该信号来自电气系统继电保护盘。 3 ． 3 机组自启停系统的汽机跳闸指令 在运用 A P S 机组自启停系统 进行机组停运 时，满足停机条件后 ，由 AP S自动发出汽机跳闸 指令，通过继 电器 T0 5 1 4立即联动汽机跳闸。 3 ． 4 汽机急停按钮 当运行人员根据运行工况认为需要停机时，可 在 UC D盘上同时按下汽机跳闸按钮， 使汽机跳闸。 3 ． 5 汽机无流量保护 汽机无流量保护有以下 2 种情况 1 在 发变 组开 关 5 2 G闭合 并 网状 态 时， 出现左右高压主汽门全关且中 压缸无进汽的情况； 2 当发变组开 关 5 2 G闭合 并网状态 时， 出现左右高压主汽门曾全开而此时又全关的情况。 在发生汽机无流量保护时，不仅可使汽轮机跳 闸，还可送信号至发电机保护， 联动发电机跳闸。 3 ． 6 调门无负荷位置保护 在发变组主开关 5 2 G闭合 并网状态 时，如 果 出现左右高压调 门无负荷位置的情况 ，便可发出 命令使汽轮机跳闸。 3 ． 7 电超速保护 当 汽 机 DE H 3套 测 速 装 置 A，B，C所 测 汽机转速大于额定转速 l 1 1 ％，即汽机 转速为 3 3 3 0 r ／ mi n时，经 “ 三取二”逻辑组合后 ，电超 速保护 E O S T 信号成立 ，通过远方跳 闸电磁 阀励 磁泄掉脱扣油 ，同时也使 E OS T电磁阀失磁 ，泄掉 安全油。此 E OS T信号来 自DE H。 3 ． 8 D E H电源故障 在机组运行 中，如果 DE H 的 电源发生故 障， 则会发出命令使汽机跳闸。 3 ． 9 锅炉主燃料跳闸保护 机组运行中，发生锅炉主燃料跳闸 MF T 以 后 ，5 S 后立 即联动汽机跳闸。 3 ． 1 0 轴振动保护 汽轮发电机主轴上共设有 6 对振动测点，通过 这 6 对振动测量装置综合监视主轴的振动隋况 1 当测得任一轴的振动值超过 0 ． 1 2 5 mm 时， 保护回路发出 “ 轴振动高”报警； 2 当测得任一点的轴振动值超过 0 ． 2 5 mm， 且 非同一点轴振动值 超过 0 ． 1 2 5 mm 时 ，延时 3 s 发出汽机跳闸命令 ，并发出报警信号。 一 3 ． 1 1 凝汽器真空低低保护 “ 凝汽器真空低低”信号 由 3只测量凝汽器真 空的开关经 “ 三取二 ”逻辑 回路组合形成。 当 2 只及以上真空开关测得的凝汽器真空低于设定值 5 0 0 mm汞柱 0 ． 0 6 6 MP a 时，立即发出 “ 凝汽器 真空低低”信号 ，使汽机跳闸。 3 ． 1 2 轴承润滑油压低低保护 “ 轴承润滑油压低低”信号 由 3只测量汽机轴 承润滑油压的压力开关经 “ 三取二”逻辑回路组合 而成。当 2只及 以上压力开关测得 的轴承润滑油压 低于设定值 0 ． 0 5 MP a时，立 即发出 “ 轴承润滑油 压低低”信号 ，使汽机跳闸。 3 ． 1 3 推力轴承磨损保护 “ 推力轴承磨损”信号由 3只测量 汽机推力轴 承润滑油压的压力开关经 “ 三取二”逻辑回路组合 而成。推力轴承磨损得越厉害，油压越高，当 2只 及 以上压力开 关测得 的推力轴承油压高于设定值 0 ． 5 5 MP a时，立 即发 出 “ 推 力轴承磨 损”信号 ， 使汽机跳闸。 3 ． 1 4 主汽温度低低保护 “ 主汽温度低 低”信号 为当发 电机负荷大于 4 0 ％额定负荷，通过 3 只热电偶测量主汽温度， 经过高低值限值 日 后，再经过 “ 三取二”逻辑 回路组合而成。如果有 2只及 以上热电偶测得的主 汽温度低于 4 4 0℃时，则延时 5 S 发出 “ 主汽温度 低低”信号 ，使汽机跳闸。 3 ． 1 5 2台循环水泵全跳保护 机组运行 中，如果 2台循环水泵全部跳闸，便 发出 “ 2台循环水泵全跳”信号 ，使汽机跳闸。 综上 ，由于现代汽轮机组朝着大容量 、高参数 方向发展 ，其热力系统及本体结构也更加复杂 ，因 此其保护系统也更加重要。在机组正常运行 中，要 求汽轮机保护系统对机组的各项监视均正确 ；当出 现危险工况时， 汽机联锁保护系统应能及时、 准确、 可靠动作，防止事故 的发生和扩大，保证设备与人 身安全。 收稿 日期 2 0 1 4 0 7 0 3 。 作者简介 张彩霞 1 9 7 6 - ， 女 ， 工程师 ， 主要从事电厂热控专业技术工作 e ma i l lj j 1 9 7 5 1 8 1 2 6 ． c o m。