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DEH电源系统改造和优化
来源:互联网 sk006 | 李国豪
【分  类】 机械与建筑工程
【关 键 词】 DEH 电源 直流 冗余 并联 误动作率
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  摘要:本文对以茂名电厂#6机组DEH电源系统为例,对改造前的DEH电源系统进行分析,发现设计存在严重缺陷,提出了DEH电源的改进和优化,改造和优化后的电源系统采用冗余配置的方法,大大降低了误动作率。

  关键词:DEH 电源 直流 冗余 并联 误动作率

  工程概况:

  DEH系统即汽轮机数字电液控制系统,是汽轮发电机的专用控制系统,是控制汽轮机汽动、停机及转速控制、功率控制的唯一手段,是电厂实现机组协调控制、远方自动调度功能必不可少的控制设备。DEH在电厂热工自动化系统中有着十分重要的地位。DEH的安全可靠直接影响到整个电厂的安全可靠。DEH电源系统给DEH系统设备供电,它关系到DEH系统能否正常运行。因此DEH供电的系统非常重要,它一般设置单独的供电系统。

  茂名臻能热电有限公司1×300MW(#6机组)热电联产发电机组项目(含脱硫系统工程),是由国家发展和改革委员会于2003年4月29日以发改厅〔2003〕71号文批准立项,项目投资概算13.03亿元。2004年11月2日基础处理正式开工,2007年3月11日锅炉第一次点火,2007年5月19日整套完成168小时试运行。汽轮机是东方汽轮机厂生产的超临界机组。小机即汽动给水泵,采用的是沈阳泵业有限公司的汽泵,通过抽汽为给水泵提供动力。大小机DEH系统均采用新华DEH控制系统。AST电磁阀等一些重要的DEH设备采用220V直流电系统。

  一、改造背景:

  1、旧电源系统分析

  茂名热电厂维护人员在一次处理#6机组故障时,需要对B小机的DEH直流电源系统断电处理,拉开该直流电源系统的刀闸,整机还正常运行,当拆开该刀闸的进线的另一端时,机组因DEH电源电源消失紧急跳闸。经过技术人员仔细研究图纸、对照现场情况、电路走向,发现旧有的DEH直流电源系统图原理图如图1。

  图1

  事故前A路电源刀闸K1闭合,B路电源刀闸K2断开,按此图K2是不能闭合的,原因是:直流系统不能简单并联,否则会造成系统回路,没有负荷的情况下,回路电流过大会使整个电源系统烧坏。事故前拆下的线即是K1的出线。通过这个图,我们可以看到,当初设计时的本意是A路、B路电源并联到直流电源母线,而电源母线出来DEH 1路和DEH 2路构成双冗余,通过直流电源切换装置分配到DEH各设备,我们注意到当拆掉K1出线导致的结果是导致整个直流电源母线实现,DEH 1路和DEH 2路也同时失电,即DEH失电,AST电磁阀动作。

  2、存在缺陷

  根据分析以上电路情况,发现它存在以下严重缺陷:

  a、冗余量不足,误动作率高;

  b、回路设计不合理,两路电不能同时合闸;

  c、供电电路负荷率高,影响设备使用寿命;

  d、机组正常运行时,维护工作存在很大风险。

  二、临时改造

  针对这些缺陷,考虑当时正处于保电期间,不允许长时间停机,同时考虑到只有一个直流电源切换装置,它的容量有限,为了保证机组在短时间可靠稳定运行我们临时做如下改造,线路原理图如图2:

  通过短时间的简单改造,可以将直流馈线柜过来的B路开关K2合上,可以做到DEH 1路、2路的冗余配置,这样即使是断开一路,通过切换可以保障DEH系统得正常供电。

  图2

  通过临时改造,虽然DEH电源构成了冗余配置、双路供电,但是我们注意到A、B小机直流电源系统依然是单路供电,依然存在很大的风险,还有如果这唯一的直流电源切换装置出线故障时,依然会造成DEH系统失电。所以这次小改造只能短时间运行,要彻底解决DEH电源系统存在的缺陷,需要进行对DEH电源系统进行大型改造与优化。

  三、DEH电源系统彻底改造和优化

  1、DEH电源系统优化与改造原理

  通过一段时间运行观察,#6机组在进行临时改造能正常运行,我们通过分析论证,准备将同样的思想运用到整个DEH系统中去,即将每个小系统都设置成双路冗余供电,只有这样才能彻底解决旧有电源系统存在的缺陷。在经过长时间的前期准备,设计出更加合理和可靠DEH电源原理图图3所示。我们利用#6机组大修时机,按如原理图3所示的方法做了DEH电源系统彻底改造和优化。

  2、DEH电源系统优化与改造效果评估

  为评估改造效果,我们作了如下试验:

  a、模拟进线故障:断开K2,系统正常工作;断开K1,系统正常工作;同时断开K1、K2,ETS系统发出DEH失电跳闸;

  b、模拟母线故障:依次断开K1.1、K1.2、K1.3、K1.4系统正常工作;同时断开K1.1、K1.2、K1.3、K1.4系统正常工作;依次断开K2.1、K2.2、K2.3、K2.4系统正常工作;同时断开K2.1、K2.2、K2.3、K2.4系统正常工作;同时断开K1.1、K1.2、K1.3、K1.4 、K2.1、K2.2、K2.3、K2.4,ETS系统发出DEH失电跳闸;

  c、模拟直流电源切换装置故障试验:拆开直流电源切换装置(一)两条出线,系统正常工作;拆开直流电源切换装置(二)两条出线,系统正常工作;拆开直流电源切换装置(三)两条出线,系统正常工作;拆开直流电源切换装置(四)两条出线,系统正常工作;同时拆开直流电源切换装置(一)和直流电源切换装置(二)的出线,系统正常工作;同时拆开直流电源切换装置(一)和直流电源切换装置(四)的出线,系统正常工作;同时拆开直流电源切换装置(二)和直流电源切换装置(三)的出线,系统正常工作;同时拆开直流电源切换装置(一)和直流电源切换装置(三)的出线,A、B小机的ETS系统发出DEH电源消失跳闸,机组的ETS系统正常;同时拆开直流电源切换装置(二)和直流电源切换装置(四)的出线,机组的ETS系统发出发出DEH电源消失跳闸;A、B小机的DEH电源系统正常;

  通过模拟以上试验,涵盖了整个DEH直流电源系统出线的各种故障情况,试验得出的结论满足我们的设计要求。同时也给我们日后的维护提供了依据和指导。改造后机组运行到现在,没有出现过因DEH系统失电而发生机组跳闸的情况,运行中,我们也出现停一路电的情况,系统正常都能正常工作。

  四、DEH电源系统改造和优化误动作率比较

  通过数据比较改造前后的误动作率的情况,假设A路、B路的误动作率都为2%,母线到切换装置间的误动作率为2%,切换装置的误动作率为5%,改造前后的系统的误动作率如下:

  改造前: 1-(1-2%)(1-2%)(1-5%)=8.762%

  按图3改造后: (1-(1-(1-(1-2%)(1-2%))(1-(1-2%)(1-2%))) (1-5%))(1-(1-(1-(1-2%)(1-2%))(1-(1-2%)(1-2%))) (1-5%))=0.265%

  改造后的误动作率是改造前2.92%,大大减小了误动作率。

  结束语

  DEH电源系统彻底改造和优化后不仅减少DEH系统因电源系统误动作率,保证机组安全稳定运行,同时更方便热工维护人员对DEH电源系统的维护,降低了日常维护期间的风险,符合生产要求。

  参考文献:

  上海新华XDPS-400功能手册

  XDPS- 400 系统手册. 新华控制工程有限公司.

  金以慧编 过程控制 清华大学出版社 1991

  电力行业职业技能鉴定指导中心编 热工自动装置检修 中国建筑工业出版社 2002

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