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汽轮机危急遮断系统供电可靠性分析与优化(1)

北极星电力网技术频道    作者:陈宏   2012/8/29 10:25:52   

  所属频道:  火力发电    关键词:  汽轮机危急遮断系统 汽轮机

摘要:本文针对某发电厂一次汽轮机危急遮断系统(Emergency Trip System)控制回路接地,引起ETS系统双回路直流丧失,导致机组跳闸的分析处理情况进行介绍;重点对ETS系统电源供电方式进行可靠性分析,并对现有供电方案进行改进,提高了电源系统的工作可靠性,对于同类机组保护系统的电源设计提供参考。

1 前言

设备的可靠性与设备的维修密切相关,可靠性低的设备必然导致可用性降低和维修频繁。事实上,维修工作也只能使设备维持或接近原有的工作性能。通过可靠性分析,可确定设备或系统的薄弱环节及关键部位存在的潜在性隐患。以及应采取的对策,揭示各种故障模式及其内部的联系,指导故障诊断和维修方案的制定,确定系统检测装置的最佳配置。

汽轮机危急遮断系统ETS(Emergency Trip System)是在汽轮发电机危急情况下的保护系统,它接收来自汽轮发电机组安全监视仪表系统(TSI)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)及其它系统主要参数,进行逻辑处理后,统一输出停机、停炉、快关调门、关闭抽汽逆止门等保护信号及各种报警信号。ETS是电厂热控设备中最重要的保护系统之一,无论其拒动或误动都将造成非常严重的后果,提高汽轮机ETS的准确性、快速性和可靠性是非常必要的。目前国内机组配备的汽轮机危急遮断系统,多数采用冗余PLC实现保护逻辑代替采用分立元件搭建的跳闸逻辑回路,使得保护逻辑回路的故障率大大降低,ETS装置可靠性有了较大的提高,相对来说ETS系统AST电磁阀的硬继电器回路及电源回路的故障率相对较高。由于ETS系统的AST电磁阀为长期带电运行所以一般采用直流电源,而ETS系统控制电源多采用交流电源,导致ETS系统存在多种电源共存现象。如果电源回路设计繁复或考虑不周全,容易造成保护系统可靠性降低。因此提高ETS系统AST电磁阀回路及电源回路供电回路的可靠性对ETS系统的安全、稳定运行就显得十分重要。

2 系统概述

某电厂#3机组ETS系统,保护功能有:汽轮机电超速保护;轴向位移保护;轴承振动保护;胀差大保护;轴承润滑油压低保护; EH油压低保护;凝汽器真空低保护;MFT主燃料跳闸保护;DEH失电停机保护;发电机差动保护;手动停机保护。其主机控制器采用OMRON的C200HE型PLC,与DCS系统数据交换采用硬接线方式。保护逻辑双通道冗余设计,电源系统均为双路供电。ETS装置的跳闸逻辑控制回路为双通道,各自完全独立,双通道同时工作,任一通道均可跳闸。ETS装置各保护回路均设有切/投开关,可对每个回路进行在线试验维修,在试验或维修过程中跳闸保护功能仍然有效。ETS装置内设双路自动切换电源,对内部单元回路冗余供电。ETS装置的报警功能可通过装置上的试验按钮试验,也可通过汽轮机操作盘上的试验按钮试验。ETS装置设计线路简单可靠,电气硬件采用进口的可编程控制系统,以提高ETS装置可靠性,确保机组安全运行。ETS装置内重要停机信号(如转速、真空过低、抗燃油压过低、润滑油压过低等)均采用“四取二”逻辑。

3 机组跳闸及故障处理

机组跳闸过程如下,机组正常运行,负荷稳定,主要参数均正常,集中信号光字牌 “ETS直流220V电源失电”报警信号发出(该信号取自电气供给ETS系统AST二通道电磁阀的220VDC电源监视,检查发现该路电源失去),且信号无法复归,检查发现该回路供电电源熔丝熔断,控制回路存在金属性接地;由于机组尚在运行,回路接地点难以判断,又过了50分钟,“热控ETS直流220V电源失电”信号发出(该信号取自热控整流装置输出的供给ETS系统AST一通道电磁阀的直流电源监视回路),AST电磁阀一、二通道电源全部失去,电磁阀动作,EH油压下降,主汽门关闭,机组跳闸。

ETS系统接地点查找,通过仔细检查、分析,该接地点应该在就地电磁阀处。经认真查找,发现AST电磁阀就地接线盒中,AST4电磁阀线圈的两根引线破损,并且破损处有短路打火痕迹,接线盒上也有放电痕迹,将两根引线进行更换处理后,接地现象消失,从而确认该处接地短路造成了此次机组跳闸。

来源:百度文库
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