汽機保護系統的技術改造探析

玉琢

遼寧電力勘測設計院 110179

汽機保護系統的技術改造探析

玉琢

遼寧電力勘測設計院 110179

在用電量快速增加形勢下，要確保正常輸電除了做好相關管理之外，還必須要確保各種設施正常運行。而發電廠中汽機正常工作直接關系著正常供電，這就為汽機保護系統提出新要求。本文對汽機的主保護采用DCS分散控制，并且運用PLC可編程來保護本體，進而加強保護系統控制水平。

汽機；技術改造；保護系統

前言

目前，在許多電廠的汽機保護系統中運用了可靠性措施，但是依然還存在各種問題，一些項目從記錄看沒有不安全現象，但是依然存在各種隱患，而且還經常出現誤動現象。本文就對某電廠機組作為案例，該機組中汽機主要采用了主保護系統（ETS）,采用了可編程的控制器實現微機保護，因此改造保護系統，合理設計ETS和DEH(數字電液控制系統)、DCS一體化，進而確保保護系統的運行安全可靠。

1 汽機保護系統的技術改造

1.1 改造DEH

DEH主要是由液壓伺服機構與計算機控制兩大部分共同組成的，本改造中應用了低壓透平油純電調方案，這種方案就是給二次脈動油路中加設電液轉換器、壓力傳感器以及可調節流閥等各個部套組成了電液放大器，用來替代泵液壓的放大器，進而形成了二次脈動油壓，讓該油壓對調節閥油動機進行控制，這樣就實現了通過DEH控制汽輪機。這種改進方案合理使用了液壓油源于原油動機，成本低系統簡潔。

1.2 改造液壓的保安系統

很多時候啟動汽機之時十分難控制，所以就要采取相應措施來增強啟動之時的可控性，主要是把打閘門、掛閘以及開主氣門各種操作集中于主控室，同時還取消手動操作的啟動閥，加設了遮斷電磁閥、掛閘電磁閥以及開主氣門的電磁閥，將原來的超速限制電磁閥與停機電磁閥保留下來，同時還將手動停機按鈕以及超速裝置、噴油裝置保留下來。具體的保安系統如圖1。

這部分系統主要是由試驗及掛閘、危急遮斷、超速等各個部分組成的。只要操作員按下了DEH的主控畫面中的“掛閘”，開主氣門的電磁閥2YV以及復位電磁閥4YV就帶電了，同時掛閘電磁閥（1YV）也帶電，在復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；如果復位電磁閥與掛閘電磁閥中出現了失電，就會導致危急遮斷油門發生失壓，很快就恢復到了備用狀態。當掛閘完畢之后，相關操作人員點擊畫面按鈕“運行”，就能夠讓主氣門的電磁閥掉電，建立出了啟動油并開啟了主氣門。此時打閘回路傳送出動作的指令，原磁力的斷路油門（5YV）與遮斷電磁閥（3YV）都發生帶點將安全油泄掉，將調節閥與主汽閥迅速關閉，而且把調門的開關關閉到零。

將DEH和ETS停機電磁閥并排連接于安全油路之上，一旦遇到了緊急停機的信號，兩個電磁閥就會同時帶電，進而組成了冗余配置，有效提升了保護系統的可靠性。

圖1 保安系統

1.3 改造汽機保護電路

1）改進打閘保護

DEH打閘主要有下面的幾個動作條件：手操盤打閘；ETS動作；超速110%；讓保護系統處于脫網狀態檢測存在的故障；或者實施緊急手動；整定之時轉速超過100rpm。

上面任何一個動作條件開始動作之后，主氣門就會將超速限制與遮油電磁閥關閉，還十分迅速的將調速氣門與主氣門關閉，將機組進行緊急停機，同時還將DEH打閘動作指令傳遞給ETS系統。如果汽機發出了跳閘信號，那么DEH打閘就會讓該指令復位，同時還讓主氣門的遮油閥磁掉電復位。事實上這個電磁閥屬于帶裝置的鎖緊式，能夠確保失前的狀態，還能夠確保安全釋放油壓。

2）電超速保護

其實該系統還具備控制轉速的功能，同時還加設幾只測速探頭，有效測量轉速的信號，同時在DEH系統中設計電超速保護比較合理。當汽機處于甩負荷之時，就有效防止超速，而DEH之中設計有接受油開關的跳閘信號，設計有轉速信號OPC回路。一旦出現了信號之時，同時也就發出了OPC信號，經過外線將電送到關調速氣門的電磁鐵，快速將調節閥關閉，同時還把伺服板歸入到0，將汽機的轉速維持到3000r/min，有效避免了汽機超速。

3）改造汽機的本體保護

原來的汽機使用了可編程控制器，相比之下運用了先進的控制功能，因此保護字體依然使用了保護系統，但是將電超速回來取消了，其保護功能通過DEH系統來實現，加設了一套DEH的打閘保護。

2 改進安全油壓低保護

實施上安全油壓保護上存在一定的安全隱患，一旦保護不當就可能導致保護定值而出現誤動。當安全油壓降低到一個定值之下之后就會跳閘，主要根源在于安全油壓系統發生故障或者手動打閘。依據電廠汽機安全油壓系統的工作原理可知，不管是手動打閘還是遠方電磁閥發生跳閘，安全油的隔膜閥可能造成汽機跳閘、將EH油放回到油箱中，因此汽機中各種氣門最好使用安全油來驅動，這樣安全油壓低就能夠直接控制隔膜閥，把EH油進行泄壓，實現關閉閥門。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而跳閘的幾率。

3 將本體保護納入到DCS系統中

案例的電廠中使用的汽機上沒有設計管理上位機的數據，因此操作人員都是應用操作臺監視操作，事實上可以取消操作臺，將DCS系統操作人員通過本體的畫面顯示出來，主要是通過危急保護控制來實現投入與切除開關。當在線運行之時，只要單擊畫面上的“本體保護”，就進入到了ETS主控界面，該操作畫面功能較多，主要包含了主控畫面、汽機輔聯鎖、試燈按鈕。相關人員只需要點擊菜單，就極為便利的切換畫面。但是關閉主氣門之時，就能夠在ETS中實現聯跳發電機。同時主氣門通過DCS系統發出了關閉信號。

主保護回路上發電機的差動信號，以及發電機油的開關跳閘信號，如果距離過于長，當PLC的查詢電壓達到了24V,就很容易發生誤信號。改進的有效方法都是在兩者之間加設上220V隔離繼電器，這樣就能夠有效提升抗干擾的能力。

4 結語

事實上，改進了汽機的保護系統之后，有效實現了集中管理、分散度強以及冗余配置等特征，同時還實現了CRT作為了監控中心，建立出了人機友好界面，而且操作員通過DCS系統所顯現出來的畫面對整個操作進行監視，不但降低了操作員的勞動強度，還提升了控制水平，在一定程度上增強了系統可靠性，確保了汽機的安全運行。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.23.048