第五章 DEH和汽轮机的主要保护.ppt

一、一、DEHDEH控制系统的组成控制系统的组成◆◆◆◆ 计算机控制部分计算机控制部分计算机控制部分计算机控制部分——人机接口※※ M M I 站站DPU—分布式处理单元※※ DEH 控制柜控制柜卡件端子柜◆◆◆◆ EH EH 液压控制部分液压控制部分液压控制部分液压控制部分EH EH EH EH ———————— 高压抗燃油控制系统高压抗燃油控制系统高压抗燃油控制系统高压抗燃油控制系统功能：功能：功能：功能：提供压力油提供压力油控制汽轮机运行控制汽轮机运行调节阀门开度调节阀门开度危机遮断及保护危机遮断及保护抗燃油的特性抗燃油的特性•优异的耐热防火性能优异的耐热防火性能•超群的抗氧化和热稳定性能超群的抗氧化和热稳定性能•良好的水解稳定性能良好的水解稳定性能•优异的润滑性能优异的润滑性能•最高洁度的液压油最高洁度的液压油•高介电性能，能够消除伺服阀上的电化学腐蚀高介电性能，能够消除伺服阀上的电化学腐蚀———— 103% 103%超速保护超速保护超速保护超速保护———— 110% 110%超速保护超速保护超速保护超速保护———— 机械超速机械超速机械超速机械超速 和和和和 手动脱扣手动脱扣手动脱扣手动脱扣（（（（OPCOPCOPCOPC电磁阀）电磁阀）电磁阀）电磁阀）（（（（ASTAST电磁阀电磁阀电磁阀电磁阀））））（隔膜阀）（隔膜阀）（隔膜阀）（隔膜阀）二、二、DEHDEH控制系统自动保护控制系统自动保护AST电磁阀动作原理•AST1AST1电磁阀断电，电磁阀断电，ASPASP压力升高，压力升高，ASP1ASP1压力开关动作。

压力开关动作•AST2AST2电磁阀断电，电磁阀断电，ASPASP压力降低，压力降低，ASP2ASP2压力开关动作压力开关动作•AST3AST3电磁阀断电，电磁阀断电，ASPASP压力升高，压力升高，ASP1ASP1压力开关动作压力开关动作•AST2AST2电磁阀断电，电磁阀断电，ASPASP压力降低，压力降低，ASP2ASP2压力开关动作压力开关动作1、103%保护（OPC）目标：维持目标：维持n = 3000 rpm→ OPC电磁阀复位（关闭）→ OPC电磁阀动作（打开）→ 泄OPC油→ 关调门→ n < 103%n > 103%OPC OPC 电磁阀：电磁阀： （（2 2个）个）———— 正常运行中正常运行中正常运行中正常运行中不带电不带电不带电不带电———— 并联并联并联并联（防止电磁阀（防止电磁阀（防止电磁阀（防止电磁阀拒动作拒动作拒动作拒动作））））n > 110%目的：紧急停机保护（目的：紧急停机保护（ETS））→ AST电磁阀动作（打开）→ 泄AST油（关所有阀门）→ 停机（脱扣）———— 属于属于 ETS ETS ETS ETS 停机保护之一停机保护之一ETSETSETSETS条件触发条件触发条件触发条件触发2、110%保护（AST）———— 正常运行中正常运行中正常运行中正常运行中带电带电带电带电———— 串联串联串联串联（防止电磁阀（防止电磁阀（防止电磁阀（防止电磁阀误动作误动作误动作误动作））））———— 并联并联并联并联（防止电磁阀（防止电磁阀（防止电磁阀（防止电磁阀拒动作拒动作拒动作拒动作））））AST AST 电磁阀：（电磁阀：（4 4个）个）3 3、机械超速和手动脱扣、机械超速和手动脱扣机械超速机械超速/手动脱扣手动脱扣 → 泄透平油安全油压→ → 泄泄ASTAST油（关所有阀门）油（关所有阀门）→ → 停机（脱扣）停机（脱扣）→ 隔膜阀动作（打开）保护逻辑：保护逻辑：保护：保护：软件软件软件软件硬件硬件硬件硬件————DPUDPU控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑————卡件卡件卡件卡件———— 30% 30%以上甩负荷以上甩负荷以上甩负荷以上甩负荷※※ 按温度分：按温度分：冷态冷态温态温态热态热态极热态极热态※※ 按参数分：按参数分： 滑参数启动滑参数启动定参数启动定参数启动※※ 按汽缸分：按汽缸分： 高压缸启动高压缸启动中压缸启动中压缸启动※※ 按控制方式分：按控制方式分： 手动手动自动自动（DEH手操盘控制）（MMI站控制）主要包括有： a).程控启动 b).ATC启动 c).操作员自动三、三、DEH控制系统的启动方式控制系统的启动方式a).超速试验b).阀门严密性试验c).EH油压低试验d).润滑油压低试验e).真空低试验f).AST电磁阀试验负荷控制盘车低速暖机高速暖机高速暖机t 5003000rpm0冲转转速控制摩擦检查a).阀门试验b).单/多阀切换c).功频调节DEH的启动曲线的启动曲线满速、并网满速、并网1 1、、、、手动手动手动手动：：：：2 2、、、、自动自动自动自动：：：：（（（（DEHDEH手操盘）手操盘）手操盘）手操盘）DEHDEH手操盘手操盘→ 卡件卡件→ 端子板→ 现场MMI→ DPU→ 卡件卡件→ 端子板 → 现场四、四、DEHDEH控制系统的控制系统的手手/ /自动控制方式自动控制方式———— 转速控制转速控制转速控制转速控制功率控制功率控制功率控制功率控制调节级压力控制调节级压力控制（一）（一）（一）（一） 转速回路：转速回路：转速回路：转速回路：BR=0 ：纯转速控制：纯转速控制BR=1：一次调频：一次调频五、五、DEH控制系统的自动调节控制系统的自动调节（二）（二） 功率回路功率回路（三）（三）（三）（三） 调节级压力回路调节级压力回路调节级压力回路调节级压力回路方式方式WSMWIMP阀位控制阀位控制OUTOUTOUT定功率运行定功率运行OUTINOUT功功-频运行频运行INININ纯转速调节纯转速调节INOUTOUT（四）（四） 回路投切回路投切（五）（五） 投切次序投切次序（若（若MW与与IMP同时投入）同时投入）投：投：IMP→MW切：切：MW→IMP六、六、DEH控制基本功能控制基本功能1、控制方式：、控制方式：1）、程控启动：）、程控启动：——从当前转速开始，将汽机转速升到从当前转速开始，将汽机转速升到3000 rpm的过程的过程升速率在临界区时自动设到最大转速不能在临界区保持操作员（操作员（MMI）） → 设定目标转速、升速率设定目标转速、升速率 → 选择选择 进行进行 / 保持保持 → n =3000 rpm→ 同期同期→ 并网并网→选择选择 进行进行 / 保持保持 →设定目标功率、变负荷率设定目标功率、变负荷率目标值不能设在临界区最大值=3050 rpm → 实现：冲转、暖机；自动过临界实现：冲转、暖机；自动过临界并网后自动带初始负荷3000 rpm ±202 2）、操作员自动：）、操作员自动：2、超速试验：、超速试验：DEH手操盘钥匙开关打到手操盘钥匙开关打到“试验试验”位位→ 选择：选择：103% / 110% / 机械超速机械超速 试验试验→ 设定目标转速、升速率设定目标转速、升速率3100 rpm3310 rpm3400 rpm→ 进行进行3、严密性试验：、严密性试验：DEH手操盘钥匙开关打到手操盘钥匙开关打到“试验试验”位位→ 选择：主汽门选择：主汽门 / 调门调门 严密性试验严密性试验目标转速 = 1000 * 额定主蒸汽压力额定主蒸汽压力当前主蒸汽压力当前主蒸汽压力4、同期（、同期（3000rpm ± 20））DCS（电气）（电气） → 同期允许同期允许→ DEH→ 自动同期自动同期自动同期自动同期→ DCS（电气）（电气）→同期同期5 5、并网、并网、并网、并网（（（（自动带初始负荷）自动带初始负荷）自动带初始负荷）自动带初始负荷）6 6、功频调节、功频调节、功频调节、功频调节7、阀门试验试验进入试验进入→选择一个试验阀门选择一个试验阀门→ 选择松动选择松动 / 全行程试验全行程试验→ 关闭关闭 / 保持保持 / 复位复位调节型阀门：调节型阀门：开关型阀门：开关型阀门：可以保持；手动复位。

可以保持；手动复位不可保持；自动复位不可保持；自动复位松动试验：松动试验：调节型阀门：调节型阀门：开关型阀门：开关型阀门：可以保持；手动复位可以保持；手动复位不可保持；手动复位不可保持；手动复位全行程试验：全行程试验：8、单阀、单阀 / 多阀控制切换多阀控制切换• 全周进汽全周进汽 节流调节节流调节1 1）、单阀控制：）、单阀控制：2 2）、多阀控制：）、多阀控制：• 部分进汽部分进汽 喷嘴调节喷嘴调节适用：冷态启动或带基本负荷适用：冷态启动或带基本负荷适用：带低负荷或带变负荷适用：带低负荷或带变负荷伺服阀内部结构图伺服阀控制原理伺服阀控制原理•DEHDEH输出信号首先经函数变换（凸轮特性）输出信号首先经函数变换（凸轮特性）到到VCCVCC卡，转换为阀位指令，经功率放大器卡，转换为阀位指令，经功率放大器输出去控制伺服阀、油动机油动机位移输出去控制伺服阀、油动机油动机位移经经LVDTLVDT变送器转换为电压信号反馈到综合变送器转换为电压信号反馈到综合放大器与阀位指令相比较，当其二者相等放大器与阀位指令相比较，当其二者相等时，油动机稳定在某一位置上时，油动机稳定在某一位置上。

1 1、汽轮机的保护设置、汽轮机的保护设置•除前面讲到的汽轮机超速保护控制系统除前面讲到的汽轮机超速保护控制系统（（OPCOPC）外，汽轮机还设有电气危及遮断控）外，汽轮机还设有电气危及遮断控制系统（制系统（ETSETS）它包括机械超速保护、电）它包括机械超速保护、电气超速保护气超速保护(110%)(110%)、轴向位移保护、润滑、轴向位移保护、润滑油压低保护、油压低保护、EHEH油压低油压保护、凝汽器油压低油压保护、凝汽器低真空保护以及遥控遮断低真空保护以及遥控遮断2 2、汽轮机保护系统的作用、汽轮机保护系统的作用 •在汽轮机启、停和正常运行时，对轴向位移、转在汽轮机启、停和正常运行时，对轴向位移、转速、轴振动、轴承振动、轴承温度、润滑油压、速、轴振动、轴承振动、轴承温度、润滑油压、控制油压、凝汽器真空、主汽温、汽缸温度等相控制油压、凝汽器真空、主汽温、汽缸温度等相关参数进行实时监控，当被监视的参数超过报警关参数进行实时监控，当被监视的参数超过报警值时，发出报警信号；当监视参数超过极限值时值时，发出报警信号；当监视参数超过极限值时ETSETS保护装置动作，关闭汽机主汽门和调门、抽汽保护装置动作，关闭汽机主汽门和调门、抽汽逆止们等，实行紧急停机。

同时将汽轮机跳闸信逆止们等，实行紧急停机同时将汽轮机跳闸信号送出，联跳锅炉和发电机（机炉电大联锁）号送出，联跳锅炉和发电机（机炉电大联锁）, ,安安全地将机组停运，目的是不扩大事故范围，把损全地将机组停运，目的是不扩大事故范围，把损失降至最低，保护主设备失降至最低，保护主设备•通常情况下用主汽门关闭信号作为进入通常情况下用主汽门关闭信号作为进入FSSS、电气保护的汽轮机跳闸信号电气保护的汽轮机跳闸信号3、凝汽器真空低保护•当凝汽器真空下降时，会造成汽轮机内焓下降，当凝汽器真空下降时，会造成汽轮机内焓下降，不仅影响汽机效率，同时会产生水滴，对汽轮机不仅影响汽机效率，同时会产生水滴，对汽轮机低压叶片产生水击，损坏叶片因此几乎所有机低压叶片产生水击，损坏叶片因此几乎所有机组都将真空保护设计为汽轮机的主保护组都将真空保护设计为汽轮机的主保护•根据机组设计的不同，有的机组采用压力开关采根据机组设计的不同，有的机组采用压力开关采集真空低信号直接送至集真空低信号直接送至ETS系统跳闸有的则采系统跳闸有的则采用变送器，将凝汽器压力信号送至用变送器，将凝汽器压力信号送至DCS系统进行系统进行处理，经过限值判断后送至处理，经过限值判断后送至ETS系统跳机。

系统跳机 4 4、润滑油压低保护、润滑油压低保护 •汽轮机润滑油系统是保证汽轮机安全运行汽轮机润滑油系统是保证汽轮机安全运行的重要辅助系统如果润滑油压过低，会的重要辅助系统如果润滑油压过低，会造成轴承冷却不够，油膜建立不当，甚至造成轴承冷却不够，油膜建立不当，甚至烧瓦等重大设备损坏事故因此润滑油压烧瓦等重大设备损坏事故因此润滑油压低保护是必不可少的保护低保护是必不可少的保护5、、EH油压低保护油压低保护 •EH油是汽轮机油动机的工作介质，也就是油是汽轮机油动机的工作介质，也就是通常所说的抗燃油如果通常所说的抗燃油如果EH油压过低，油油压过低，油动机的工作驱动力就会降低，会造成调阀动机的工作驱动力就会降低，会造成调阀开启速度变慢，主汽门缓慢关闭，引起汽开启速度变慢，主汽门缓慢关闭，引起汽轮机调节系统异常，不能满足机组安全稳轮机调节系统异常，不能满足机组安全稳定运行要求，因此大型电调机组，设置了定运行要求，因此大型电调机组，设置了此项保护此项保护EH油压的测量也分为压力开关油压的测量也分为压力开关和变送器两种和变送器两种6、汽轮机温度保护汽轮机温度保护 •汽轮机温度保护主要包括汽轮发电机轴系汽轮机温度保护主要包括汽轮发电机轴系轴承温度保护、发电机定子线圈温度保护、轴承温度保护、发电机定子线圈温度保护、高压缸排汽温度保护等。

高压缸排汽温度保护等7、轴向位移保护、轴向位移保护 •为使汽轮机轴向推力轴承处动静部分的水为使汽轮机轴向推力轴承处动静部分的水平间隙保持在合理的设计范围之内而设定平间隙保持在合理的设计范围之内而设定的一项安全保护措施的一项安全保护措施8、轴承振动 •为保证各轴承处汽轮机动静部分之间的径为保证各轴承处汽轮机动静部分之间的径向间距保持在合理的设计允许范围之内而向间距保持在合理的设计允许范围之内而设定的一项安全保护措施设定的一项安全保护措施9、手动打闸、手动打闸 •手动打闸是汽轮机保护系统的最后一道保手动打闸是汽轮机保护系统的最后一道保护措施，在试验汽轮机跳闸系统、测量阀护措施，在试验汽轮机跳闸系统、测量阀门关闭时间及汽轮机处于危急情况时人为门关闭时间及汽轮机处于危急情况时人为地使汽轮机跳闸地使汽轮机跳闸10、、DEH失电失电 •DEH即汽轮机数字电液调节系统因失去所即汽轮机数字电液调节系统因失去所有能正常工作的电源系统而无法控制汽轮有能正常工作的电源系统而无法控制汽轮机，为安全起见跳闸汽轮机机，为安全起见跳闸汽轮机11、遥控遮断接口、遥控遮断接口•锅炉锅炉MFT保护保护 ：当锅炉跳闸后，汽轮机跳闸，然后联跳：当锅炉跳闸后，汽轮机跳闸，然后联跳发电机，实现机炉电联动，防止发电机逆功率动作。

发电机，实现机炉电联动，防止发电机逆功率动作•发变组保护发变组保护 ：当发电机、主变以及线路发生故障，危及机：当发电机、主变以及线路发生故障，危及机组安全稳定运行时，发变组保护系统发出跳闸信号送至汽组安全稳定运行时，发变组保护系统发出跳闸信号送至汽轮机保护（轮机保护（ETS）系统，及时将机组安全停运，防止事故）系统，及时将机组安全停运，防止事故扩大•压比保护：调节级压力与高压缸排汽压力的比值小于压比保护：调节级压力与高压缸排汽压力的比值小于1.6，机组跳闸机组跳闸•差胀保护差胀保护•旁路阀故障旁路阀故障 •定子线圈断水保护定子线圈断水保护。