DEH系统(ABB)提高OPC信号可靠性的改造浅谈

杨立斌

（贵州粤黔电力有限责任公司）

DEH系统(ABB)提高OPC信号可靠性的改造浅谈

杨立斌

（贵州粤黔电力有限责任公司）

针对某火力发电厂DEH控制系统TPSTU02端子板电源保险烧坏，在DEH操作画面“汽机并网”信号消失，发生OPC误动作，汽机所有调门关闭，发电机功率迅速降至0MW，主汽压力迅速上升，PCV阀联锁开出，运行人员及时手动MFT，造成一次非停的问题，提出了具体的解决方案。

TPSTU02端子板；OPC误动；冗余

1 引言

贵州粤黔电力有限责任公司某电厂1、2号机组为2×600MW机组，汽轮机为东方汽轮机厂供三缸四排汽、中间再热凝汽式汽轮机。共设置有四个高压调节阀油动机（CV1-CV4），二个高压主汽阀油动机（MSV1-MSV2），二个中压主汽阀油动机（RSV1-RSV2），四个中压调节阀油动机（ICV1-ICV2），其中高压、中压调节阀及高压主汽阀油动机由电液伺服阀可实现连续控制，而中压主汽阀油动机属开关控制型油动机，另外，两个中压主汽阀油动机设置有一个用于阀门活动试验用的试验电磁阀，而四个中压调节阀各设置一个快关电磁阀，当机组发生功率－负荷不平衡时快关中调阀。

EH油系统随主机配供，安装了2只并联的OPC电磁阀、4只AST电磁阀。产生OPC信号时，DEH系统使2只OPC电磁阀带电，将OPC油快速泄放到回油管，快速关闭CV和ICV。汽机挂闸时4只AST电磁阀由ETS控制柜中各自的继电器保持供电，建立安全油和OPC油，汽机跳闸时，AST电磁阀失电，卸掉安全油压和OPC油压，关闭所有阀门。

DEH控制系统采用了北京ABB控制有限公司的syphony系统，安装有两对BRC100控制器，分别实现BTC（基本控制）功能和ATC（自启动）功能。系统控制分两部分，一部分是软逻辑通过BRC控制器内的控制逻辑实现汽轮机的控制，另外则是在机柜内设置硬控制回路，部分实现与软逻辑的冗余控制以及DEH保护的出口功能，该控制回路关系到DEH系统保护出口动作正确性，非常关键。本文涉及到DEH硬回路，重点将DEH硬回路介绍如下：

由三块TPS02模件（汽轮机专用保护模件）及以电缆连接的一个TPSTU02端子板组成（如图1）。所有与电子超速保护有关之功能均由模件及端子板监测和完成。这些保护功能是独立于DEH控制系统的数据总线和BRC控制器的。这套保护回路采用三冗余输入方式、三选二保护逻辑及在线试验的能力。三项保护功能都有四个继电器输出至液压集成块，TPS模件利用模件上的处理器及存贮器以处理输入数据，控制输出及与BRC控制器进行通讯。该系统提供以下超速保护功能：

（1）超速保护（OPC）：以输出动作OPC电磁阀关闭高压调阀及中压调阀来控制超速。此功能由两个启动条件为汽轮机转速超过超速保护OPC设定值（额定转速的103%）。端子板上有的四个OPC出口继电器。所有的四个输出都经过端子板上的三选二逻辑处理。

（2）汽机跳闸低压遮断保护（TRIP）：此项保护启动转速设定为额定转速的110%。端子板上的四个TRIP输出继电器，所有的四个输出都经过端子单元上的三选二逻辑处理。

（3）高压遮断保护（EHC）：与低压遮断配合操作，激励高压遮断集成块即使AST电磁阀失电以泄掉安全油压和OPC油压。启动转速设定与低压遮断设定值一样。端子板上的四个EHC输出继电器，所有的四个输出都经过端子单元上的三选二逻辑处理。

2 改造前存在的问题

（1）DEH控制柜共由电气直流屏提供两路直流电源，其中一路供2个OPC电磁阀专用，一路供三个500kV断路器“并脱网”信号的继电器专用。这种配置使得DEH直流电源无冗余手段，如供OPC电磁阀的直流电源失电，将导致汽轮机OPC保护拒动；如供“并脱网”信号继电器直流电源失电，将使“并脱网”信号继电器失电，导致DEH控制器在发电机“并网”时误判断为发电机“脱网”，严重时导致汽机跳闸、转速飞升，产生严重后果。

图1 DEH系统硬回路超速保护原理图

（2）虽然这套独立的汽机保护系统采用三冗余输入方式，但其输入信号的供电方式却没有按照风险分散的原则进行独立供电，“发电机并网”“汽机已复位”和“中排压力”三个输入输入信号共同使用一个保险进行供电。当这个保险烧坏时，就使得三个信号均消失，直接导致DEH控制系统误认为发电机已经脱网，迅速关闭所有调节门，以防止汽机超速。原理图如图2。

图2

3 具体的技术改造方案

（1）增加冗余电源供电，增加了两路从电气不同直流屏取的直流电源，经由ABB公司提供的1个直流电源切换装置切换后用作三个“并网”信号继电器专用，原先的两路直流电源则分别提供给两个OPC电磁阀专用，这样，实现了直流电源的冗余配置，任何一路直流电源失电，将不会对系统产生任何影响。此外，还增加了两个用于监视切换装置电源的监视继电器，送到DEH画面用于监视直流电源的存在（如图3）。

（2）按照风险分散的原则，给每一路数字量信号增加一个250mA的保险端子，同时＋24VDC供电走外部端子排配电。+24VDC使用机柜内部24VDC电源，以提高供电电源的可靠性。当一路保险烧坏时，在DEH操作员站“自动控制”和“重要信号一览”画面报警，以提醒运行人员和检修人员注意及时检查。

4 结论

图3

针对OPC冗余信号的技术改造，通过测试，即使有一路电源或者一个保险烧坏，也不会影响另外两个输入信号，由于逻辑中采用三取二的保护逻辑，大大降低保护误动的情况发生，使得机组OPC冗余信号的可靠性已经大幅提升。当然，这次的改造只是针对电源，如果端子板发生故障，同样会引起机组的误动，这是控制系统本身的设计缺陷造成，短时间内还没有好的解决方案。

[1]《北京ABB控制有限公司的syphony系统说明书》.

[2]《火力发电厂热工电源及气源系统设计技术规程》（DL-T544-212）.

[3]《火电厂分散控制系统验收测试规程》.

[4]《东方汽轮机厂D600B说明书》.

TM62

A

1004-7344（2016）13-0060-02

2016-4-20

杨立斌（1981-），男，助工，技师，本科，毕业于华北电力大学，自动化专业，2003年6月毕业于华北电力大学（自动化专业），2003年7月至今在电厂热控班工作，从事电厂热工专业的维护与检修工作。