火電廠汽輪機DEH控制系統(tǒng)直流電源供電方式改造

喻從軍

（貴州大方發(fā)電有限公司，貴州畢節(jié)551600）

1 D EH控制系統(tǒng)簡介

貴州大方發(fā)電有限公司（以下簡稱“大方電廠”）1～4號機采用東方汽輪機廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537-8亞臨界中間再熱兩缸兩排汽凝汽式汽輪機組，汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）采用新華控制工程有限公司配供的DEH-Ⅴ型控制系統(tǒng)，并與分散控制系統(tǒng)DCS成一體化配置。DEH熱控控制電源由電氣直流系統(tǒng)提供，其雙電源切換裝置由東方汽輪機廠家成套設(shè)計，采用二極管并聯(lián)來實現(xiàn)兩路電源的冗余切換。在直流系統(tǒng)發(fā)生接地或回路絕緣不良等情況下，直流系統(tǒng)的絕緣在線監(jiān)察裝置將誤報DEH回路接地故障，給機組運行帶來了較大安全隱患。

2 DEH熱控直流電源配置情況

大方電廠4×300 MW亞臨界機組的DEH由東方汽輪機廠家提供，直流雙電源切換裝置原理如圖1所示。主電源來至控制直流Ⅰ組（220 V），輔電源來至控制直流Ⅱ組（220 V），主電源和輔電源通過正負極上串接的二極管進行并聯(lián)和隔離，實現(xiàn)“二選一”供電模式，確保DEH熱控盤不失去電源。DEH系統(tǒng)汽輪機保護聯(lián)鎖用電磁閥AST電磁閥（6YV、7YV、8YV、9YV）、OPC電磁閥（5AYV、5BYV）、低壓跳機電磁閥（3YV）、試驗電磁閥（1YV、2YV、4YV、20YV、21YV、22YV）、調(diào)門快關(guān)電磁閥（12YV、13YV、14YV、15YV、16YV、17YV）、主汽門快關(guān)電磁閥（10YV、11YV、18YV、19YV）采用兩路直流電源經(jīng)四個二級管并聯(lián)切換的供電方式。

圖1 DEH系統(tǒng)電磁閥供電圖

3 電源系統(tǒng)存在的問題

（1）未實現(xiàn)電氣完全隔離。它是利用二極管的單向?qū)ㄌ匦?，二極管存在漏電流，對主電源和輔電源來進行電氣不完全隔離，但這個隔離在主、輔電源負極的兩個二極管參數(shù)接近時，會出現(xiàn)主、輔電源負極相互串回路現(xiàn)象（即正極可能是主電源，負極可能是輔電源）。

（2）系統(tǒng)絕緣不良或接地時，會導致直流Ⅰ、Ⅱ母的絕緣在線監(jiān)察裝置均出現(xiàn)報警，影響故障點的查找。

（3）違反了國網(wǎng)的反措要求，給機組運行帶來了較大安全隱患。

4 解決方案

根據(jù)大方電廠DEH系統(tǒng)汽輪機保護、聯(lián)鎖電磁閥各運行狀態(tài)下的帶電、失電情況，將其劃分為以下兩種負荷：

（1）AST電磁閥（6YV、7YV、8YV、9YV）在汽輪機正常運行和進行各種試驗時，不能同時失電，否則電氣遮斷即機組跳閘，列為不可短暫失電的負荷；OPC電磁閥（5AYV、5BYV）在汽輪機電氣遮斷和超速限制動作時帶電動作，失電將造成超速限制硬邏輯保護的失去，恢復電源后保護恢復，列為不可短暫失電的負荷。

（2）低壓跳機電磁閥（3YV）、試驗電磁閥（1YV、2YV、4YV、20YV、21YV、22YV）、調(diào)門快關(guān)電磁閥（12YV、13YV、14YV、15YV、16YV、17YV）、主汽門快關(guān)電磁閥（10YV、11YV、18YV、19YV）均為帶電動作電磁閥，短暫失電，將造成機組部分功能暫不能使用，恢復電源后，功能恢復，列為可短暫失電的負荷。

根據(jù)AST電磁閥（6YV、7YV、8YV、9YV）串并聯(lián)和OPC電磁閥（5AYV、5BYV）相互并聯(lián)的結(jié)構(gòu)特點，為解決上述四個二級管并聯(lián)切換供電方式存在的問題，依據(jù)大方電廠DEH系統(tǒng)汽輪機保護聯(lián)鎖用電磁閥在汽輪機各正常運行工況下的帶電、失電情況，提出以下方案，如圖2所示。

圖2 二路電源分別供電原理圖

將AST電磁閥6YV、AST電磁閥8YV、OPC電磁閥5AYV采用第一路直流電源供電；AST電磁閥7YV、AST電磁閥9YV、OPC電磁閥5BYV采用第二路直流電源供電；低壓跳機電磁閥（3YV）、試驗電磁閥（1YV、2YV、4YV、20YV、21YV、22YV）、調(diào)門快關(guān)電磁閥（12YV、13YV、14YV、15YV、16YV、17YV）、主汽門快關(guān)電磁閥（10YV、11YV、18YV、19YV）采用第一路直流電源與第二路直流電源經(jīng)過繼電器切換后進行供電。

5 試驗及改造效果

（1）空載通電測試。對K1、K2、K11、K12空開分別上電，均正確指示工作正常。拉K11空開，自動切換到K12路供電，拉K12空開，自動切換到K11路供電，分別測試KA1、KA2、KA3、KA4監(jiān)視均正常，聯(lián)動正確。

（2）帶負載測試。汽機處于掛閘狀態(tài)，分別模擬其中任意一路直流電源失去做電源切換，在電源切換過程中均沒有異常出現(xiàn)，滿足功能要求。

（3）切換時間記錄。在帶負載試驗過程中，用FLUKE示波器記錄切換時的輸入電壓和輸出電壓波形，真實了解切換時的電壓變換，切換時間間隔為30 ms。

在對DEH控制系統(tǒng)直流220 V進行改造后，經(jīng)過長時間的實時工況觀察，電氣側(cè)的合環(huán)現(xiàn)象消失，未再出現(xiàn)過合環(huán)報警現(xiàn)象。此次改造不但解決了絕緣監(jiān)察裝置直流母線合環(huán)誤報警的問題，還節(jié)省了大筆費用，消除了熱控DEH控制系統(tǒng)電源存在的安全隱患，有利于機組運行時的故障判斷和處理。

[1]程蔚萍.熱工自動控制設(shè)備[M].2版.北京：中國電力出版社，2011.

[2]降愛琴，郝秀芳.數(shù)字電液調(diào)節(jié)與旁路控制系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006.

[3]王常力，羅安.分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計與應(yīng)用實例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.