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                                                     關(guān)鍵詞：保護(hù)系統(tǒng)；閉環(huán)；設(shè)計(jì)；改進(jìn)方案

    田志云（1971－）
男，山西省晉城人，92年畢業(yè)于山西省太原電力學(xué)校熱控專業(yè)，現(xiàn)就職于山西晉煤集團(tuán)金朐股份公司成莊熱電廠。

    汽機(jī)保護(hù)是火力發(fā)電廠一個(gè)十分重要、不可或缺的組成部分，對提高機(jī)組的可靠性和安全性具有十分重要的作用。其意義在于，當(dāng)設(shè)備發(fā)生某些可能引發(fā)嚴(yán)重后果的故障時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施加以保護(hù)，從而轉(zhuǎn)化故障，停機(jī)待修，避免發(fā)生重大設(shè)備損壞和人身傷亡事故。同時(shí)向現(xiàn)場工作人員提供完善的故障診斷功能，便于事故分析。

1     問題的提出

    成莊熱電廠由邯鄲煤炭設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，容量為3×6000KW，采用青島汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的C6-3.43/0.49-6000汽輪機(jī)，機(jī)械保護(hù)有軸向位移和離心飛錘兩項(xiàng)，另設(shè)計(jì)有常規(guī)繼電器保護(hù)，含潤滑油壓過低、冷凝器真空過低、軸向位移過大、發(fā)電機(jī)故障聯(lián)動四項(xiàng)，如圖1所示，當(dāng)保護(hù)條件出現(xiàn)時(shí)，跳閘回路動作，使機(jī)組磁力斷路油門線圈帶電，保安油壓泄掉,主汽門關(guān)閉，機(jī)組停運(yùn)。

    本保護(hù)系統(tǒng)設(shè)有光字牌回路，用于對保護(hù)信息進(jìn)行報(bào)警、記錄，1#機(jī)組于97年11月投產(chǎn)，2#機(jī)組于97年12月投產(chǎn)，投產(chǎn)三年來，機(jī)組運(yùn)行比較平穩(wěn)，沒有發(fā)生安全事故。99年7月，1#發(fā)電機(jī)組做電氣聯(lián)動汽機(jī)實(shí)驗(yàn)，由于走錯(cuò)間隔，導(dǎo)致2#發(fā)電機(jī)組跳閘，操作者在事發(fā)的瞬間也及時(shí)意識到操作失誤，因此，保護(hù)系統(tǒng)存的問題并沒有及時(shí)暴露出來。

    2000年7月30日晚，1#機(jī)組并網(wǎng)10分鐘后，機(jī)組發(fā)生跳閘，經(jīng)查證當(dāng)時(shí)情況為機(jī)控室出現(xiàn)的光字牌顯示“自動主汽門關(guān)閉”、“發(fā)電機(jī)故障”、“軸向位移過大”、“冷凝器真空過大”四個(gè)信號，電氣主控室出現(xiàn)的光字牌為“自動主汽門關(guān)閉”、“汽機(jī)聯(lián)動”兩個(gè)信號。經(jīng)對汽機(jī)保護(hù)回路，發(fā)電機(jī)保護(hù)回路詳細(xì)檢查測試，確認(rèn)完好。進(jìn)行事故分析，由于雙方控制室都有對方的聯(lián)動信號出現(xiàn)，汽機(jī)和電氣均相互認(rèn)定責(zé)任在對方，但是在硬件設(shè)備和人員操作上都沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。8月31日晚，2#機(jī)組檢修完后啟動并網(wǎng)，20分鐘后跳閘，同樣的現(xiàn)象又重演了一遍，立即組織人員對2#機(jī)組所有的機(jī)械式保護(hù)以及繼電器保護(hù)回路進(jìn)行了更為詳細(xì)的檢查，仍就無法找到問題的癥結(jié)所在。事發(fā)第二天，事故責(zé)任人因無法承受巨大的心理壓力，主動交待：機(jī)組并網(wǎng)以后，在投主抽的過程中，操作不慎，使汽機(jī)真空低于保護(hù)值，機(jī)組自動跳閘汽，且兩起事故均系同一班組同一責(zé)任人所為。

2     問題分析

    現(xiàn)在的問題是，責(zé)任方在汽機(jī)，而保護(hù)回路為什么在汽機(jī)和電氣兩側(cè)，同時(shí)互發(fā)聯(lián)動信號呢？難道保護(hù)回路存在問題，筆者從原理圖做一分析，如圖1、圖2所示。

圖1  汽機(jī)保護(hù)聯(lián)動示意圖

    當(dāng)CJ帶電的同時(shí)，其常開接點(diǎn)閉合，使發(fā)電機(jī)保護(hù)回路接通，將發(fā)電機(jī)解列，另一常開接點(diǎn)向主控室送出“汽機(jī)聯(lián)動”信號，發(fā)電機(jī)解列以后，保護(hù)出口繼電器接點(diǎn)BCJ閉合，J3繼電器帶電, 其常開接點(diǎn)向機(jī)控室送出“發(fā)電機(jī)故障”信號。

    經(jīng)查設(shè)計(jì)院圖紙，回路所采用的行程開關(guān)為LX3-11H，BCJ和 J3為中間繼電器JZ7-62。根據(jù)繼電器有關(guān)規(guī)定，JZ7系列閉合時(shí)間規(guī)定在30ms之內(nèi)，根據(jù)青汽廠家說明書規(guī)定，自動主汽門閥桿完全落下允許時(shí)間在1s之內(nèi)。經(jīng)測試，JZ7-62閉合時(shí)間為20ms，LX3-11H閉合時(shí)間為980ms，J3和BCJ聯(lián)動時(shí)間在50 ms 之內(nèi)，使得XC還沒有閉合之前，J3已經(jīng)帶電，即J4-2、J4-3未打開之前，J3-2、J3-3已經(jīng)閉合，導(dǎo)致ZM磁力斷路油門電磁線圈要進(jìn)行二次帶電。從電氣側(cè)分析，當(dāng)BCJ故障閉合時(shí)，通過CJ的聯(lián)動作用，BCJ同樣要進(jìn)行二次帶電。實(shí)際上，汽機(jī)和電氣兩個(gè)控制室聯(lián)鎖保護(hù)回路構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)，汽機(jī)側(cè)和電氣側(cè)任一方出現(xiàn)故障，兩側(cè)控制室均要出現(xiàn)對方的聯(lián)動信號，任一方即是起點(diǎn)又是終點(diǎn)，這就是原設(shè)計(jì)中存在的問題，使得無法準(zhǔn)確斷定責(zé)任方，事故無法進(jìn)一步分析，給事故責(zé)任者提供了賴以推托的借口。

3     解決辦法

    針對保護(hù)回路存在的上述問題，對其進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，其基本思路為：斷開閉環(huán)，在發(fā)電機(jī)聯(lián)動汽機(jī)回路中增加一個(gè)接觸器CJ0 ,將其單獨(dú)與J4繼電器常閉接點(diǎn)串聯(lián)，取J4接點(diǎn)J4-4、J4-5，CJ0的接點(diǎn)CJ0-1、CJ0-2與CJ接點(diǎn)并聯(lián)使用，改造后的原理圖如圖3所示。

圖3  改造后的汽機(jī)保護(hù)原理圖

    仍以潤滑油壓過低為例分析，當(dāng)PIS-237閉合后，汽輪機(jī)跳閘的同時(shí)，發(fā)電機(jī)也跳閘， 通過BCJ閉合使J3-2、J3-3閉合， CJ0接觸器的接點(diǎn)閉合使ZM帶電吸合，機(jī)控室顯示的光字牌為“潤滑油壓過低”和“發(fā)電機(jī)故障”，電氣主控室顯示的光字牌為“汽機(jī)聯(lián)動”。當(dāng)發(fā)電機(jī)保護(hù)條件出現(xiàn)時(shí)，BCJ閉合，發(fā)電機(jī)跳閘的同時(shí)汽輪機(jī)也跳閘，汽機(jī)控制室出現(xiàn)的信號僅為“發(fā)電機(jī)故障”。這樣，在汽機(jī)控制室，有僅有“發(fā)電機(jī)故障”出現(xiàn)時(shí)，即可認(rèn)定責(zé)任方位于電氣；有“發(fā)電機(jī)故障”+另一信號出現(xiàn)時(shí)，即可認(rèn)定責(zé)任方在汽機(jī)，故障診斷即為另一信號，當(dāng)故障位于電氣時(shí)，主控室絕對不會出現(xiàn)“汽機(jī)聯(lián)動”這一信號。

4     應(yīng)用效果

    該方案于2005年8月1日實(shí)施，機(jī)組啟動前實(shí)驗(yàn)：汽機(jī)聯(lián)跳發(fā)電機(jī)，汽機(jī)控制室出現(xiàn)相應(yīng)的“被試驗(yàn)信號”和“發(fā)電機(jī)故障”光字牌亮，發(fā)電機(jī)聯(lián)跳汽輪機(jī)，僅出現(xiàn)“發(fā)電機(jī)故障”光字牌亮。

    該方案實(shí)施兩年多以來，至今未出現(xiàn)保護(hù)拒動、誤動的情況，2006年8月1日，汽機(jī)人員在調(diào)整軸向位移油壓時(shí)，鎖母松脫，瞬間失去安全油壓，汽機(jī)保護(hù)動作，出現(xiàn)的光字牌為“軸向位移過大”“發(fā)電機(jī)故障”兩個(gè)信號，診斷為故障位于汽機(jī)側(cè)。在線故障的發(fā)生，再一次驗(yàn)證了改進(jìn)回路在故障診斷方面的可靠性。經(jīng)過此次改進(jìn)實(shí)踐，保護(hù)回路的可靠性和報(bào)警記錄功能進(jìn)一步得到了完善，大大提高了機(jī)組的安全性能，截至目前，該系統(tǒng)故障率為零，為成莊熱電廠機(jī)組的穩(wěn)發(fā)滿供奠定了良好的基礎(chǔ)。