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125MW机组汽机保护系统的技术改造(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/23 19:54:14   

 关键词:  汽机 125mw 改造

 概 述
  江西贵溪电厂4×125MW机组,系上海汽轮机厂产N-125-135/535/535型超高压中间再热凝汽式汽轮机,#3机组于1986年投产发电,2002年进行DCS分散控制系统重大技术改造。改造采用北京和利时MACS—Ⅱ分散控制系统,DEH(数字电液控制系统)与DCS为一体化设计。由于原汽机主保护系统(ETS)采用两台冗余可编程控制器(PLC)为基础的微机保护,因此在汽机保护系统的改造上,需对ETS与DCS、DEH进行一体化合理设计,确保汽机保护系统的安全可靠运行。本文就#3机组汽机保护系统改造方案作简要介绍。
1 数字电液控制系统(DEH)改造
  数字电液控制系统(DEH)由计算机控制装置和液压伺服执行机构两大部分组成。改造采用低压透平油纯电调DEH方案,该方案是在二次脉动油路上增加一个由电液转换器(即伺服阀)、可调节流阀、压力传感器等部套构成的电液放大器,用以代替泵液压放大器生成二次脉动油压,并通过二次脉动油压去控制四个调节阀油动机,以实现DEH对汽轮机的控制。该方案可以利用原油动机和液压油源,系统简洁,成本低。
2 液压保安系统改造
  为了提高机组在启动时的可控性,把挂闸、打闸、开主汽门的操作集中到主控室进行,将现场手动操作的启动阀取消,增加挂闸电磁阀、遮断电磁阀和开主汽门电磁阀,保留原停机电磁阀和超速限制电磁阀。保留原机组的机头手动停机按钮、机械超速装置及喷油试验装置。液压保安系统见图1。

  液压保安系统由超速、危急遮断、挂闸、试验等部分组成。工作原理:当操作员单击DEH主控画面上“挂闸”按钮,复位电磁阀4YV、开主汽门电磁阀2YV带电;挂闸电磁阀1YV带电,危急遮断器的撑钩在复位油的作用下挂上,安全油压建立;挂闸电磁阀1YV和复位电磁阀4YV失电,危急遮断油门上腔失压,恢复至备用状态。挂闸完成后,由操作员点画面中的“运行”按钮,开主汽门电磁阀失电,启动油建立,主汽门开启。当打闸回路发出动作指令时,遮断电磁阀3YV和原磁力断路油门5YV均带电泄去安全油,且开主汽门电磁阀2YV和电磁阀6YV均带电动作又泄掉启动油及二次脉动油,使所有主汽阀和调节阀快速关闭,调门开度关至零。
  遮油电磁阀为一双向带机械位置锁紧的二位四通电磁阀。机组启动前(高压电动油泵开启前)左侧电磁阀带电,阀芯处于左侧位置,安全油压接通排油。需要建立安全油压时,右侧电磁阀带电,阀芯处于右侧位置,压力油通过节流孔建立起安全油压。该电磁阀是带位置锁紧式,正常运行时,电磁阀不需要长期通电。停机电磁阀通电时安全油压接通排油,泄去安全油压,使主汽门关闭。超速限制电磁阀在通电时二次油压接通排油,泄去二次脉动油,使调速汽门关闭。
  DEH遮断电磁阀与原系统ETS的停机电磁阀并接在安全油路上,发生紧急停机信号时,两电磁阀同时带电,组成冗余配置,使可靠性得以提高。
3 汽机保护回路改造
3.1 DEH打闸保护:
DEH打闸保护有以下动作条件:
  A:手操盘打闸;B:ETS动作;C:超速110%;D:脱网状态下,测速通道全故障;E:脱网状态下,油动机到紧急手动;F:整定时,转速大于100rpm。
  当以上任意一套保护动作后,主汽门关闭遮油电磁阀和超速限制电磁阀动作,迅速关闭主汽门和调速汽门,使机组紧急停机,并向ETS系统发出DEH打闸保护动作指令。当汽机已跳闸信号发出时,将DEH打闸保护动作指令复位,使关闭主汽门遮油电磁阀失电复位。该电磁阀是带位置锁紧式,能保持失前状态,确保安全油压的释放。
3.2 电超速保护(OPC)
  DEH系统设计时,具有转速控制功能,并增加了三只测速探头,测量转速信号,所以将电超速保护设计在DEH系统更为合理。
  动作原理:当机组甩负荷时,为避免超速,DEH中设有接受油开关跳闸信号和103%n0转速信号的OPC回路。当上述信号发生时,发出OPC信号,通过硬接线使关调速汽门电磁铁带电,迅速关闭调节阀,并同时使伺服板的输入置0,维持汽机转速在3000r/min,防止汽机超速。当OPC信号恢复后,电磁阀失电,二次脉动油又恢复受电液伺服阀控制。
3.3 汽机本体保护(ETS)改造
  原微机保护系统采用PLC可编程控制器,控制功能较先进,所以汽机本体保护仍采用原保护系统,取消原本体保护电超速保护回路,电超速保护功能由DEH系统实现。增加一套DEH打闸保护,机组本体保护共有八套。
  A、超速保护;(14%);B、轴向位移及推力轴承回油温度保护;C、高压缸相对膨胀保护;D、低真空保护;E、支持轴承回油温度保护;F、润滑油压低保护;G、发电机差动保护;H、DEH打闸保护。
  动作原理:当以上任意一套保护动作后,主汽门关闭电磁阀和电超速电磁阀动作,迅速关闭主汽门和调速汽门,使机组紧急停机。并向DEH发出本体保护(ETS)动作指令。
  当甲乙两侧主汽门、甲乙两侧中联门关闭(采用四取二)和DEH系统汽机已跳闸信号发出时,延时3秒后,PLC内接受主汽门关闭指令,本体保护动作指令复位,使关闭主汽门和关闭调速汽门电磁阀失电,并向DCS系统发出联动指令和报警信号。

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来源:中国电站集控运行技术网
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