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发电厂热工保护误动拒动原因与解决措施

时间:2017-03-24 10:01 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:lunwenbuluo 点击次数:

  摘要:热工保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分,对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。本文对造成热工保护误动及拒动原因进行了分析和总结,并提出相应的措施或对策,对提高热工保护系统的可靠性,保证机组安全、稳定运行具有一定的参考价值。

  关键词:火力发电厂;热工保护;误动;拒动

  热工保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分,对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时,及时采取相应的措施加以保护,从而软化故障,停机待修,避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。但在机组实际运行过程中,时常会发生保护误动或拒动的情况。即虽然主辅

  设备运行状态正常,但由于保护系统因自身故障而引起保护动作,从而造成主辅设备停运,并因此造成不必要的经济损失,这称为保护误动;而在另一方面,在主辅设备发生故障需要保护系统动作时,由于保护系统本身发生故障而不动作,造成事故的扩大和主辅设备的损坏,这称为保护拒动。随着热工控制技术的发展和日益成熟,当前大容量、高参数的机组都采用

  了热工自动控制,因此热工保护系统对确保机组安全稳定运行起着举足轻重的作用。尽管目前热工自动控制系统的技术已经很成熟,热工自动化的水平也越来越高,但热工保护误动和拒动的情况还时有发生。因此,如何防止热工控制系统失灵和热工保护误动、拒动成为火力发电厂日益关注的焦点。此前,关于热工保护系统误动和拒动原因分析的文章不少,但大多

  数都是针对某一种情况进行分析,没有进行综合性的分析。本文对在实际工作中遇到的各种误动和拒动的情况进行了分析,并提出了相应的对策。

  1DCS本身特性造成的误动措施

  电厂普遍使用DCS对电厂的整个生产过程进行控制。在DCS系统中,对运行设备启停的

  检测是通过DCS本身的查询电压实现的,而在大多数的DCS系统中,为了防止强电倒送入DCS或外围短路对DCS造成损害,在每个端子板上一般都设有保险丝,这样在短路或有强电倒送时保险丝就会熔断,从而保护系统不受损害。由于保险丝的容量一般都很小,如贝利公司的INFI-90系统,其保险丝容量只有0.25A,容易发生保险丝熔断的情况。当保险丝熔断时其信号使之为逻辑“0”,此时系统无法检测到设备的真实情况。容易发生误动或拒动。根据该系统的特点以及“宁误动,勿拒动”的原则,厂家在设计机组的保护逻辑时,对保护信号采取逻辑“非”的方式,如在锅炉MFT保护时,对于送风机、引风机、一次风机等全停保护,逻辑取这些设备的运行信号进行逻辑“非”运算,当系统没有检测到这些设备在运行的信号时,就认为该设备已停止运行,于是发出相应的保护信号。这样一旦端子板的保险丝熔断,由于DCS系统检测不到设备的运行信号,即使设备仍在运行,系统也会认为设备已经停止运

  行,于是发出相应的保护信号,从而导致保护误动。某电厂10号机组开始时也是按照此逻辑设计,结果在调试和过程中多次发生由于端子板保险丝熔断而保护误动的情况。经过分析,最后采取了以下措施,有效地解决了此类误动问题。在设备状态反馈信号回路中串入该设备的电流信号,只有在接收到这些设备的跳闸信号且对应设备电流小于该设备空载电流值时,才认为该设备已跳闸,相应的保护才动作。为防止电流信号为坏质量时保护发生拒动,在电流信号回路中加入一质量检测模块,当检测到电流信号为坏质量时,自动切断电流信号,即此时电流信号不起作用。经过上述处理,有效解决了主要辅机在其状态反馈信号的端子的保险丝烧断时误发跳闸信号,导致相应的联锁保护误动作的问题,机组可以长期安全稳定

  运行。

  2采样信号不满足要求造成的误动或拒动解决措施

  在这一类误动或拒动中,主要发生在汽包水位保护、炉膛压力保护、真空保护、润滑油压保护等需要三选二保护。主要是采样信号不能满规程的要求,尤其是汽包水位保护。在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中,对汽包水位保护有严格的规定,要求水位保

  护和调节的信号要分开,同时要求过热器出口压力为13.5MPa以上机组的水位信号以差压式水位计为基准。由于很多机组的锅炉汽包开孔有限,在现场又不能在汽包上开孔,因此,很多机组往往都是保护和调节都采用同样的信号,有的机组在同一根取样管上接2个差压变送器,分别用于保护和调节。表明上看这两个信号是独立的,实际上由于共用一根取样管,这2个信号会互相影响。一旦发生泄漏等情况,也容易发生保护误动或拒动的情况。某电厂10号机组的汽包水位保护和调节取样就采用上述方式,在运行过程中,曾发生过由于取样管泄漏,导致测量到的汽包水位比实际值低,而水位调节系统正好选择该水位作为被调量,由于测量到的水位始终比实际值和设定值低,给水泵的转速不断加大,给水流量一直在增加,

  由于保护有2个信号在这根取样管上,汽包水位保护没有动作,最终导致锅炉汽包满水,主汽温急剧下降,最后手动打闸停机。这个事故进一步说明了保护和调节信号要独立取样的重要性。由于此问题主要是汽包上取样孔数量不够造成的,对于已投运的机组,只有对取样系统进行改造才能从根本上解决。目前汽包水位测量技术和方式已有了改进,新的电接点测量系统已基本上消除了压力误差,在不同的工况下,其测量的实际值和差压式水位计很接近,可以作为保护信号。这样就可以用新式电接点水位计的信号作为保护信号,差压式水位计信号作为调节信号,从而实现保护信号和调节信号分开。另外,多测孔接管技术已取得经验,当锅炉汽包上水位测孔不够时,热工自动化标准化技术委员会推荐可用多测孔接管技术解决。对于炉膛压力取样造成误动或拒动的原因主要是各压力开关和炉膛压力没有进行独立取样,而是几个变送器或压力开关公用一根取样管,这样在管路堵塞或渗漏时炉膛压力就容易发生误动或拒动。由于在炉膛上开孔比较容易,因此存在此类隐患的锅炉可以在炉膛上增加取样孔,保证各保护信号均为独立取样。

  3继电器原因造成的误动或拒动解决措施

  目前,DCS系统对外围设备的启、停控制都是通过继电器来实现的,当继电器工作不正常时,就会发生保护误动或拒动事故。对于已运行多年的老机组来说,这种情况更容易发生。原因时继电器工作时间长了以后,其接点由于氧化等原因,会出现虽然继电器正确动作,由于接点的接触电阻大,实际上该接点没有接通,相应的保护动作没有发生,也就是系统发生了拒动。而对于固态继电器,经过长期工作后,由于元件的老化,其导通电压会降得很低,以致于感应电压就可以使其导通,从而导致误动事故得发生。要防止此类问题的发生,就要按DCS运行检修规程的要求,在机组大、小修过程中,对重要保护的继电器进行检验,详细记录继电器的通、断电压,各接点的通、断电阻,并且与前次的情况进行比较。当发现继电器的参数和原始参数有较大变化时,就要及时更换新的继电器,防止保护误动或拒动事故的发生。

  4DCS电源问题造成的误动

  DCS系统的电源虽然都是冗余配置,电源一般不容易出现问题。但是当电源模件使用时间较长时,由于电源模件老化,电源模件输出的电压不能维持模件正常运行所需要的电压,导致模件不能正常工作,从而引起机组保护误动。有些系统,如ABB的SYMFONY,其模件所需的电源经电源模块转换后,先统一接到背板上的电源棒上,然后再接到模件上,连接处用螺母压接。这样,一旦电源输出接头松动,就会造成压降过大,导致卡件的工作电压达不到要

  求,最终引起机组保护动作。某厂一台300MWe机组用的就是上述系统,曾发生过因电源输出接头松动导致机组跳闸的事故,事故发生时,电源棒的温度估计超过60℃,接头螺母松动,拧紧螺母后故障消除,电源棒的温度也恢复到正常值。为防止此类事故的发生,可以采取以下措施:(1)在一个机柜上不要布置过多的模件。最好是根据卡件的说明书估算机柜电源总容量,其容量以不超过单路供电电源的70%为宜。(2)定期测量各电源模件的输出电压,发现输出电压降低时及时更换电源模件(3)定期测量电源接头处的温度,发现异常时及时对接头进行紧固。

  参考文献:

  1.丛雷,李硕.浅析电厂热工保护系统的常见故障及防控措施[J].科技创新与应用.2014(08)


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