王滩发电厂汽轮机轴振保护方案的修改

河北大唐国际王滩发电股份有限公司 郭迎宾 胡民宗 李成志

王滩发电厂汽轮机轴振保护方案的修改

河北大唐国际王滩发电股份有限公司 郭迎宾 胡民宗 李成志

河北大唐国际王滩发电厂一期工程的2台600 MW汽轮机，采用了哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界蒸汽参数、一次中间再热、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机。

一、汽轮机监测仪表系统

1.汽轮机监测仪表系统。汽轮机监测仪表系统（Turbine Supervisory Instrumentation，简称TSI）是一种可靠的连续监测汽轮发电机组转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，可以连续显示机组的启停和运行状态，为记录表提供输出信号，并在被测参数超出预置的运行极限时发出报警信号，必要时采取自动停机保护。此外，还能提供用于故障诊断的各种测量数据。

2.VM600系统的配置及特点。VM600系统是瑞士 Vibro-Meter公司于 1999 年开发的基于最先进数字信号处理技术（数传信号处理器技术）的全数字化TSI系统。河北大唐王滩发电厂使用的就是该系统。

（1）VM600系统的配置。VM600系统配置如下：电源模块RPS6U； 转速传感器DSF1210.00SHV；超速保护模块FTFU3024E01。轴振、轴位移、偏心、健相、转速均采用8 mm涡流传感器，灵敏度为4 mm/V，量程为4 mm，探头本体带1 m 电缆。瓦振选用10 mm测量系统，采用加速度传感器。胀差选用本特利LVDT，并提供24 V外接电源 。热膨胀选用国产传感器，24 V供电。框架电源采用冗余双电源，双路电源AC220 V输入。仪表中每块MPC4卡件配置4通道输出IOC4T，整套系统另外再配一套16路继电器模块RLC16。健相直接接入MPC4卡件的转速通道。超速保护由专用的超速装置实现三取二后输出到ETS系统。TSI与DCS、TDM信号连接采用4～20 MA硬接线。

（2）VM600系统的特点。VM600系统的特点如下：只用一种4+2 通道的卡件 MPC4即可实现 TSI 系统中的各种参数的监测和保护，各通道完全由软件进行组态和设定。每块 MPC4 卡件上有 4 个通道，可以设定为绝对振动、相对振动、复合振、位移、胀差、偏心、壳胀、动态压力、其他模拟量。另有 2 个通道为转速相位通道。

二、VM600系统调试方案的修改

在调试过程中，调试提出对主机振动保护逻辑进行修改。在前期设计阶段，振动条件保护为任一轴振动大即跳机，主机厂按此设计。接到调试所意见后，经与主机厂传真确认，主机厂认为采用原设计，即任一轴振动大跳机最安全，对其余方案无法确认。调试所根据《二十五项反措》中对振动保护要长期投入的要求，认为此方案容易引起机组误动。当时提出以下三个方案。

1.方案一。维持原设计，因为此方案在讨论主机保护时已多方商讨确认，且尊重主机厂设计。缺点是容易引起机组误动。

2.方案二。将机组振动保护改为任一方向的轴振跳机值和相邻的一个轴承振动任一方向报警值相与，条件满足即跳机信号发生，通道需重新分配如下：2，3W设置在一个板件内，4，5W设置在一个板件内，6，7W设置在一个板件内，1，8W相互独立即有任一振动值达到跳机值则保护动作，9W由于考虑到电磁干扰，不参与跳机，只做报警输出。由于为临时修改，卡件故障、通道故障不能输出。此方案优点：逻辑简单，跳机信号由两个传感器产生，减少误动。缺点：由于VM600装置功能的局限性，跳机继电器需要硬接线连接再送至ETS做逻辑判断，如果线路有虚接、断路或者短路极容易造成误动或者拒动，且故障点不容易排除，且不能排除1，8W误动的可能性。

3.方案三。满足调试所要求，即有任一瓦振达到跳机值和相邻的两个轴承任一振动大报警相与信号满足则跳机，VM600装置中任一轴振探头都有报警和跳机两路输出至ETS，在ETS中做逻辑判断。此方案优点：稳定性高，可靠性高。缺点：将所有板件通道重新分配，打破主机厂的常规设计，柜内接线全部更改，工作量大。

经与各专业人员共同商讨，确定采用方案三，即VM600装置中任一轴振探头都有报警和跳机两路输出至ETS，在ETS中做逻辑判断，有任一瓦振达到跳机值和相邻的两个轴承任一振动大报警相与，信号满足则跳机。在ETS中又分为两种情况，即在启动过程中则任一轴振动大即跳机。机组并网后则采用任一瓦振达到跳机值和相邻的两个轴承任一振动大报警则跳机。这样既保证了机组在启动过程中的设备安全,又保证了机组并网后的稳定运行，同时将通道合理分配（图1），即使VM600板件损坏也不会引起保护误动。

图1 逻辑图及通道分配