DEH功率回路快減負荷異常分析及防范措施

2017-12-01 10:42:44貴州黔東電力有限公司劉海兵

電力設備管理 2017年10期

貴州黔東電力有限公司劉海兵

貴州黔東電力有限公司劉海兵

本文主要針對600MW機組降負荷過程中DEH功率回路切換時導致機組快速減負荷異常情況進行分析,通過對DCS的歷史數據、DEH控制邏輯的檢查分析和混仿，查找異常原因，并提出改進建議，供同行業借鑒。

功率；快減；異常

0 概述

某廠2×600MW亞臨界機組三大主機分別由東方電氣、東方鍋爐、東方汽輪機廠供貨，其中分散控制系統采用西門子SPPA-T3000系統（DCS），汽輪機電液控制系統（DEH）采用ABB公司Symphony系統，CCS方式下系統間采用硬接線方式進行通訊。

1 事件經過

機組負荷305MW，主汽壓力10MPa，運行人員手動解除CCS，下一秒，將機組DEH本機控制方式由“閥控”方式切為“功率自動”方式，自動投入后功率設定值未能正常跟蹤當前負荷，而與之前的總閥位指令值（69.9%）相等（69.9MW）。機組負荷根據設定值快速下降，22:11:11因快減速率較快，閥門因慣性導致機組負荷接近0MW，主汽壓力最高達到約19MPa。

圖1 異常前后主參數趨勢

圖2

快減負荷發生后，運行人員手動切除DEH功率自動并投入CCS方式以調整負荷，22:18:43負荷由異常發生后最低值（0MW）上升至265MW。期間鍋爐受熱面發生大規模超溫，當班值長向調度申請同意后，由運行人員對機組進行手動打閘處理。圖1是事故發生前后3min內的主參數趨勢變化。

2 原因分析

從對事故過程直觀判斷上，認為該事故觸發的直接原因為由“閥控”切“功率自動”的方式切換引起。因而對DEH中以上方式切換的相關邏輯進行了檢查分析，圖2～4是經簡化后的方式切換邏輯。

圖3

圖4

在DEH控制器中，按以上時序循環執行方式切換邏輯。分別對圖中邏輯進行說明，圖2中：當功率自動投入脈沖觸發后，各切換塊輸出均為SETPOINT，同時手動置值塊REMSET在該脈沖的作用下輸出也為SETPOINT，然而圖2中括號內的序號表示各功能塊在控制器中的實際執行步序，即先執行圖左側的切換塊（1），再執行REMSET塊（2），最后執行中間的切換塊（3），因而REMSET的輸出并非跟蹤圖中最左側的SETPOINT，而是跟蹤中間切換塊的輸出作用，故而REMSET的輸出（即TARGET）=上一周期的SETPOINT。

圖3中：SETPOINT與TARGET相減，若其絕對值大于0.5MW，則RAMPED TARGET始終保持初值，否則RAMPED TARGET=TARGET。

圖4中：功率自動投入脈沖觸發后，SETPOINT=實際負荷-一次調頻增量；脈沖消失后，SETPOINT=RAMPED TARGET。

通過對DCS歷史記錄進行分析發現，事故發生時功率自動投入后TARGET跟蹤實際負荷，而SETPOINT卻等于自動投入前的總閥位指令。因而判斷方式切換發生時圖3中的邏輯發生了信號保持導致TARGET未能將其數值傳遞給RAMPED TARGET，此時RAMPED TARGET始終保持為事故發生前的總閥位指令。而當圖4中的脈沖信號消失后，SETPOINT=RAMPED TARGET=事故發生前的總閥位指令。

圖5

由之前的分析可知，要使圖3中的RAMPED TARGET始終保持，則SETPOINT與TARGET之差的絕對值要在脈沖持續時間內始終大于0.5MW。由于TARGET=前一周期的SETPOINT，因此只要當前周期與前一周期的SETPOINT之差的絕對值大于0.5MW就有可能導致以上現象。

進一步分析，SETPOINT在脈沖持續期間的變化：脈沖剛觸發時，當前周期SETPOINT=實際負荷-一次調頻增量≈300MW，上一周期SETPOINT=總閥位指令≈69.9%，因而此時兩者之差必然大于0.5MW；而通過DCS歷史趨勢發現，方式切換發生時機組一次調頻保持動作，該機組的一次調頻不等率按600MW、4%設定，則1r/min的轉速偏差對應5MW的調頻幅度，因而若要當前周期與上一周期的SETPOINT之差的絕對值大于0.5MW，只需每一控制器周期的轉速變化0.1r/min即可，這在一次調頻動作時非常容易達到。

綜上認為，此次事故發生的根本原因是圖2中的邏輯執行步序功能塊地址設置不合理，導致一次調頻動作條件下當前周期與上一周期的SETPOINT始終存在使RAMPED TARGET保持初值的偏差，進而當脈沖消失后，SETPOINT=RAMPED TARGET=初始總閥位指令。