DEH系統(tǒng)(ABB)提高OPC信號(hào)可靠性的改造淺談

楊立斌

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司）

DEH系統(tǒng)(ABB)提高OPC信號(hào)可靠性的改造淺談

楊立斌

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司）

針對(duì)某火力發(fā)電廠DEH控制系統(tǒng)TPSTU02端子板電源保險(xiǎn)燒壞，在DEH操作畫面“汽機(jī)并網(wǎng)”信號(hào)消失，發(fā)生OPC誤動(dòng)作，汽機(jī)所有調(diào)門關(guān)閉，發(fā)電機(jī)功率迅速降至0MW，主汽壓力迅速上升，PCV閥聯(lián)鎖開出，運(yùn)行人員及時(shí)手動(dòng)MFT，造成一次非停的問題，提出了具體的解決方案。

TPSTU02端子板；OPC誤動(dòng)；冗余

1 引言

貴州粵黔電力有限責(zé)任公司某電廠1、2號(hào)機(jī)組為2×600MW機(jī)組，汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠供三缸四排汽、中間再熱凝汽式汽輪機(jī)。共設(shè)置有四個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)（CV1-CV4），二個(gè)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)（MSV1-MSV2），二個(gè)中壓主汽閥油動(dòng)機(jī)（RSV1-RSV2），四個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)（ICV1-ICV2），其中高壓、中壓調(diào)節(jié)閥及高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)由電液伺服閥可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，而中壓主汽閥油動(dòng)機(jī)屬開關(guān)控制型油動(dòng)機(jī)，另外，兩個(gè)中壓主汽閥油動(dòng)機(jī)設(shè)置有一個(gè)用于閥門活動(dòng)試驗(yàn)用的試驗(yàn)電磁閥，而四個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥各設(shè)置一個(gè)快關(guān)電磁閥，當(dāng)機(jī)組發(fā)生功率－負(fù)荷不平衡時(shí)快關(guān)中調(diào)閥。

EH油系統(tǒng)隨主機(jī)配供，安裝了2只并聯(lián)的OPC電磁閥、4只AST電磁閥。產(chǎn)生OPC信號(hào)時(shí)，DEH系統(tǒng)使2只OPC電磁閥帶電，將OPC油快速泄放到回油管，快速關(guān)閉CV和ICV。汽機(jī)掛閘時(shí)4只AST電磁閥由ETS控制柜中各自的繼電器保持供電，建立安全油和OPC油，汽機(jī)跳閘時(shí)，AST電磁閥失電，卸掉安全油壓和OPC油壓，關(guān)閉所有閥門。

DEH控制系統(tǒng)采用了北京ABB控制有限公司的syphony系統(tǒng)，安裝有兩對(duì)BRC100控制器，分別實(shí)現(xiàn)BTC（基本控制）功能和ATC（自啟動(dòng)）功能。系統(tǒng)控制分兩部分，一部分是軟邏輯通過BRC控制器內(nèi)的控制邏輯實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的控制，另外則是在機(jī)柜內(nèi)設(shè)置硬控制回路，部分實(shí)現(xiàn)與軟邏輯的冗余控制以及DEH保護(hù)的出口功能，該控制回路關(guān)系到DEH系統(tǒng)保護(hù)出口動(dòng)作正確性，非常關(guān)鍵。本文涉及到DEH硬回路，重點(diǎn)將DEH硬回路介紹如下：

由三塊TPS02模件（汽輪機(jī)專用保護(hù)模件）及以電纜連接的一個(gè)TPSTU02端子板組成（如圖1）。所有與電子超速保護(hù)有關(guān)之功能均由模件及端子板監(jiān)測(cè)和完成。這些保護(hù)功能是獨(dú)立于DEH控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線和BRC控制器的。這套保護(hù)回路采用三冗余輸入方式、三選二保護(hù)邏輯及在線試驗(yàn)的能力。三項(xiàng)保護(hù)功能都有四個(gè)繼電器輸出至液壓集成塊，TPS模件利用模件上的處理器及存貯器以處理輸入數(shù)據(jù)，控制輸出及與BRC控制器進(jìn)行通訊。該系統(tǒng)提供以下超速保護(hù)功能：

（1）超速保護(hù)（OPC）：以輸出動(dòng)作OPC電磁閥關(guān)閉高壓調(diào)閥及中壓調(diào)閥來控制超速。此功能由兩個(gè)啟動(dòng)條件為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過超速保護(hù)OPC設(shè)定值（額定轉(zhuǎn)速的103%）。端子板上有的四個(gè)OPC出口繼電器。所有的四個(gè)輸出都經(jīng)過端子板上的三選二邏輯處理。

（2）汽機(jī)跳閘低壓遮斷保護(hù)（TRIP）：此項(xiàng)保護(hù)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速設(shè)定為額定轉(zhuǎn)速的110%。端子板上的四個(gè)TRIP輸出繼電器，所有的四個(gè)輸出都經(jīng)過端子單元上的三選二邏輯處理。

（3）高壓遮斷保護(hù)（EHC）：與低壓遮斷配合操作，激勵(lì)高壓遮斷集成塊即使AST電磁閥失電以泄掉安全油壓和OPC油壓。啟動(dòng)轉(zhuǎn)速設(shè)定與低壓遮斷設(shè)定值一樣。端子板上的四個(gè)EHC輸出繼電器，所有的四個(gè)輸出都經(jīng)過端子單元上的三選二邏輯處理。

2 改造前存在的問題

（1）DEH控制柜共由電氣直流屏提供兩路直流電源，其中一路供2個(gè)OPC電磁閥專用，一路供三個(gè)500kV斷路器“并脫網(wǎng)”信號(hào)的繼電器專用。這種配置使得DEH直流電源無冗余手段，如供OPC電磁閥的直流電源失電，將導(dǎo)致汽輪機(jī)OPC保護(hù)拒動(dòng)；如供“并脫網(wǎng)”信號(hào)繼電器直流電源失電，將使“并脫網(wǎng)”信號(hào)繼電器失電，導(dǎo)致DEH控制器在發(fā)電機(jī)“并網(wǎng)”時(shí)誤判斷為發(fā)電機(jī)“脫網(wǎng)”，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致汽機(jī)跳閘、轉(zhuǎn)速飛升，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

圖1 DEH系統(tǒng)硬回路超速保護(hù)原理圖

（2）雖然這套獨(dú)立的汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)采用三冗余輸入方式，但其輸入信號(hào)的供電方式卻沒有按照風(fēng)險(xiǎn)分散的原則進(jìn)行獨(dú)立供電，“發(fā)電機(jī)并網(wǎng)”“汽機(jī)已復(fù)位”和“中排壓力”三個(gè)輸入輸入信號(hào)共同使用一個(gè)保險(xiǎn)進(jìn)行供電。當(dāng)這個(gè)保險(xiǎn)燒壞時(shí)，就使得三個(gè)信號(hào)均消失，直接導(dǎo)致DEH控制系統(tǒng)誤認(rèn)為發(fā)電機(jī)已經(jīng)脫網(wǎng)，迅速關(guān)閉所有調(diào)節(jié)門，以防止汽機(jī)超速。原理圖如圖2。

圖2

3 具體的技術(shù)改造方案

（1）增加冗余電源供電，增加了兩路從電氣不同直流屏取的直流電源，經(jīng)由ABB公司提供的1個(gè)直流電源切換裝置切換后用作三個(gè)“并網(wǎng)”信號(hào)繼電器專用，原先的兩路直流電源則分別提供給兩個(gè)OPC電磁閥專用，這樣，實(shí)現(xiàn)了直流電源的冗余配置，任何一路直流電源失電，將不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。此外，還增加了兩個(gè)用于監(jiān)視切換裝置電源的監(jiān)視繼電器，送到DEH畫面用于監(jiān)視直流電源的存在（如圖3）。

（2）按照風(fēng)險(xiǎn)分散的原則，給每一路數(shù)字量信號(hào)增加一個(gè)250mA的保險(xiǎn)端子，同時(shí)＋24VDC供電走外部端子排配電。+24VDC使用機(jī)柜內(nèi)部24VDC電源，以提高供電電源的可靠性。當(dāng)一路保險(xiǎn)燒壞時(shí)，在DEH操作員站“自動(dòng)控制”和“重要信號(hào)一覽”畫面報(bào)警，以提醒運(yùn)行人員和檢修人員注意及時(shí)檢查。

4 結(jié)論

圖3

針對(duì)OPC冗余信號(hào)的技術(shù)改造，通過測(cè)試，即使有一路電源或者一個(gè)保險(xiǎn)燒壞，也不會(huì)影響另外兩個(gè)輸入信號(hào)，由于邏輯中采用三取二的保護(hù)邏輯，大大降低保護(hù)誤動(dòng)的情況發(fā)生，使得機(jī)組OPC冗余信號(hào)的可靠性已經(jīng)大幅提升。當(dāng)然，這次的改造只是針對(duì)電源，如果端子板發(fā)生故障，同樣會(huì)引起機(jī)組的誤動(dòng)，這是控制系統(tǒng)本身的設(shè)計(jì)缺陷造成，短時(shí)間內(nèi)還沒有好的解決方案。

[1]《北京ABB控制有限公司的syphony系統(tǒng)說明書》.

[2]《火力發(fā)電廠熱工電源及氣源系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL-T544-212）.

[3]《火電廠分散控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程》.

[4]《東方汽輪機(jī)廠D600B說明書》.

TM62

A

1004-7344（2016）13-0060-02

2016-4-20

楊立斌（1981-），男，助工，技師，本科，畢業(yè)于華北電力大學(xué)，自動(dòng)化專業(yè)，2003年6月畢業(yè)于華北電力大學(xué)（自動(dòng)化專業(yè)），2003年7月至今在電廠熱控班工作，從事電廠熱工專業(yè)的維護(hù)與檢修工作。