DEH系統(ABB)提高OPC信號可靠性的改造淺談

楊立斌

（貴州粵黔電力有限責任公司）

DEH系統(ABB)提高OPC信號可靠性的改造淺談

楊立斌

（貴州粵黔電力有限責任公司）

針對某火力發電廠DEH控制系統TPSTU02端子板電源保險燒壞，在DEH操作畫面“汽機并網”信號消失，發生OPC誤動作，汽機所有調門關閉，發電機功率迅速降至0MW，主汽壓力迅速上升，PCV閥聯鎖開出，運行人員及時手動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；冗余

1 引言

貴州粵黔電力有限責任公司某電廠1、2號機組為2×600MW機組，汽輪機為東方汽輪機廠供三缸四排汽、中間再熱凝汽式汽輪機。共設置有四個高壓調節閥油動機（CV1-CV4），二個高壓主汽閥油動機（MSV1-MSV2），二個中壓主汽閥油動機（RSV1-RSV2），四個中壓調節閥油動機（ICV1-ICV2），其中高壓、中壓調節閥及高壓主汽閥油動機由電液伺服閥可實現連續控制，而中壓主汽閥油動機屬開關控制型油動機，另外，兩個中壓主汽閥油動機設置有一個用于閥門活動試驗用的試驗電磁閥，而四個中壓調節閥各設置一個快關電磁閥，當機組發生功率－負荷不平衡時快關中調閥。

EH油系統隨主機配供，安裝了2只并聯的OPC電磁閥、4只AST電磁閥。產生OPC信號時，DEH系統使2只OPC電磁閥帶電，將OPC油快速泄放到回油管，快速關閉CV和ICV。汽機掛閘時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，汽機跳閘時，AST電磁閥失電，卸掉安全油壓和OPC油壓，關閉所有閥門。

DEH控制系統采用了北京ABB控制有限公司的syphony系統，安裝有兩對BRC100控制器，分別實現BTC（基本控制）功能和ATC（自啟動）功能。系統控制分兩部分，一部分是軟邏輯通過BRC控制器內的控制邏輯實現汽輪機的控制，另外則是在機柜內設置硬控制回路，部分實現與軟邏輯的冗余控制以及DEH保護的出口功能，該控制回路關系到DEH系統保護出口動作正確性，非常關鍵。本文涉及到DEH硬回路，重點將DEH硬回路介紹如下：

由三塊TPS02模件（汽輪機專用保護模件）及以電纜連接的一個TPSTU02端子板組成（如圖1）。所有與電子超速保護有關之功能均由模件及端子板監測和完成。這些保護功能是獨立于DEH控制系統的數據總線和BRC控制器的。這套保護回路采用三冗余輸入方式、三選二保護邏輯及在線試驗的能力。三項保護功能都有四個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據，控制輸出及與BRC控制器進行通訊。該系統提供以下超速保護功能：

（1）超速保護（OPC）：以輸出動作OPC電磁閥關閉高壓調閥及中壓調閥來控制超速。此功能由兩個啟動條件為汽輪機轉速超過超速保護OPC設定值（額定轉速的103%）。端子板上有的四個OPC出口繼電器。所有的四個輸出都經過端子板上的三選二邏輯處理。

（2）汽機跳閘低壓遮斷保護（TRIP）：此項保護啟動轉速設定為額定轉速的110%。端子板上的四個TRIP輸出繼電器，所有的四個輸出都經過端子單元上的三選二邏輯處理。

（3）高壓遮斷保護（EHC）：與低壓遮斷配合操作，激勵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。啟動轉速設定與低壓遮斷設定值一樣。端子板上的四個EHC輸出繼電器，所有的四個輸出都經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OPC電磁閥專用，一路供三個500kV斷路器“并脫網”信號的繼電器專用。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，將導致汽輪機OPC保護拒動；如供“并脫網”信號繼電器直流電源失電，將使“并脫網”信號繼電器失電，導致DEH控制器在發電機“并網”時誤判斷為發電機“脫網”，嚴重時導致汽機跳閘、轉速飛升，產生嚴重后果。

圖1 DEH系統硬回路超速保護原理圖

（2）雖然這套獨立的汽機保護系統采用三冗余輸入方式，但其輸入信號的供電方式卻沒有按照風險分散的原則進行獨立供電，“發電機并網”“汽機已復位”和“中排壓力”三個輸入輸入信號共同使用一個保險進行供電。當這個保險燒壞時，就使得三個信號均消失，直接導致DEH控制系統誤認為發電機已經脫網，迅速關閉所有調節門，以防止汽機超速。原理圖如圖2。

圖2

3 具體的技術改造方案

（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，經由ABB公司提供的1個直流電源切換裝置切換后用作三個“并網”信號繼電器專用，原先的兩路直流電源則分別提供給兩個OPC電磁閥專用，這樣，實現了直流電源的冗余配置，任何一路直流電源失電，將不會對系統產生任何影響。此外，還增加了兩個用于監視切換裝置電源的監視繼電器，送到DEH畫面用于監視直流電源的存在（如圖3）。

（2）按照風險分散的原則，給每一路數字量信號增加一個250mA的保險端子，同時＋24VDC供電走外部端子排配電。+24VDC使用機柜內部24VDC電源，以提高供電電源的可靠性。當一路保險燒壞時，在DEH操作員站“自動控制”和“重要信號一覽”畫面報警，以提醒運行人員和檢修人員注意及時檢查。

4 結論

圖3

針對OPC冗余信號的技術改造，通過測試，即使有一路電源或者一個保險燒壞，也不會影響另外兩個輸入信號，由于邏輯中采用三取二的保護邏輯，大大降低保護誤動的情況發生，使得機組OPC冗余信號的可靠性已經大幅提升。當然，這次的改造只是針對電源，如果端子板發生故障，同樣會引起機組的誤動，這是控制系統本身的設計缺陷造成，短時間內還沒有好的解決方案。

[1]《北京ABB控制有限公司的syphony系統說明書》.

[2]《火力發電廠熱工電源及氣源系統設計技術規程》（DL-T544-212）.

[3]《火電廠分散控制系統驗收測試規程》.

[4]《東方汽輪機廠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，畢業于華北電力大學，自動化專業，2003年6月畢業于華北電力大學（自動化專業），2003年7月至今在電廠熱控班工作，從事電廠熱工專業的維護與檢修工作。