1000MW机组西门子DEH系统逻辑优化
一、 西门子系统简介
上汽厂1000MW机组的DEH系统采用西门子公司的SPPA-TXP3000 控制系统,液压部分是采用高压抗燃油的电液伺服控制系统。由SPPA-TXP3000与液压系统组成的数字电液控制系统通过数字计算机、电液转换机构、高压抗燃油系统和油动机控制汽轮机主汽门、调节汽门和补汽阀的开度,实现对汽轮发电机组的转速与负荷实时控制。该系统满足了高可靠性、可扩展性、有冗余的汽轮机转速/负荷控制器的需要。
DEH控制系统为SPPA-TXP3000系统,DEH岛采用大DEH方案,即将属于DCS的汽机油系统、发电机的氢油水系统及部分与汽机安全有关的抽汽逆止门等并入DEH岛,同时将MEH系统及与小机相关系统也并入DEH岛。 二、 逻辑优化
第一条 甩负荷逻辑优化
西门子超超临界机组DEH逻辑中甩负荷识别模件LAW是把甩负荷分为两个阶段,第一阶段是瞬时负荷中断KU(所谓的短甩负荷),机组的功率信号出现二种情况,即可认为机组发生瞬时负荷中断KU:
1、瞬时降低的负荷量超过甩负荷识别极限值GPLSP(约为70%)728MW; 2、机组出力较低,此时瞬时降低的负荷量可能不会超过GPLSP(728MW),但同时满足以下四个条件:
A、发电机出口开关和主变高压侧开关闭合(正常运行时GLSE=1) B、实际负荷低于两倍厂用电负荷的限值GP2EB(104MW) C、实际负荷高于逆功率值GPNEG(-26MW)
D、有效负荷设定值PSW-实际负荷PEL的差值大于两倍厂用电负荷的限值GP2EB
瞬时负荷中断信号KU马上发出2秒后,机组负荷还是很低(发生KU的条件2依然满足),则发出甩负荷信号LAW。KU和LAW都送至转速/负荷调节器NPR,另外LAW还送至转速设定模块。
西门子超超临界机组DEH逻辑中“带负荷下的转速控制运行方式”的逻辑即
为带厂用电孤岛运行的典型设计。若机组未设计带厂用电孤岛运行的方式,当 “长甩负荷”信号LAW被触发后,汽轮机控制方式切换到“带负荷下的转速控制运行方式”,机组在此控制方式下且未与电网解列,只能维持3000转/分运行无法正常带负荷,易触发发电机逆功率保护动作。在电网功率信号出现畸变时极易引起机组保护误动作。
建议逻辑优化方案:建议取消“带负荷下的转速控制运行方式”及“长甩负荷”功能。
第二条 TSI信号“NOT OK”逻辑优化
1、西门子超超临界汽轮机轴瓦保护振动逻辑的设置
原理如下图,目的是当2 路轴瓦振动信号均到跳闸值、2 路TSI 测量信号均故障、2 路TSI 或DEH 通道均故障时延时5 秒后触发轴瓦振动保护(DEH通道故障不延时),再延时3 秒后动作跳机,以保证汽轮机的安全。
大多数电厂都遇到了因为励磁机的干扰、碳刷接地不良、打雷或者不明原因的干扰导致轴瓦振动传感器“NOT OK” 信号误发的情况,因此将该保护退出。
原先西门子机组采用了NOT OK 跳机的逻辑,NOT OK 状态信号没有延时,同时在DEH 系统内做了8 秒的跳机延时,这样可以有效地避免干扰假信号的误动。但是韦伯瑞华控制公司3年前对系统进行了更新,所有通道出现NOTOK 时会延时10 秒保持NOT OK 状态,这样就覆盖了DEH 系统共8秒的延时时间,从而无法屏蔽干扰信号。 2、逻辑优化建议方案
采用VM600 系统模件输出至T3000 系统的模拟量信号作为保护信号,对该信号进行质量判断,将质量判断信号作为测量通道异常的判据,并将该判断信号运用于保护逻辑。不建议采用“测量通道故障”信号参与逻辑设计,但应将之设置
为报警。为了提高保护动作的可靠性和准确性,充分平衡保护的拒动和误动的概率,建议遵循以下原则:
在A\\B 通道信号正常时,进行“二取二”越限判断,只有当A\\B 通道信号同时大于跳闸时,延时发出跳机指令;
单通道信号异常时,屏蔽双通道故障通道的跳机保护,并对正常通道的信号进行判断,大于跳闸值时,延时发出跳机指令;
在A\\B 通道信号同时故障,在DCS 中失去对振动数值的监视时,延时发出跳闸信号。
保护逻辑图
注:信号故障时,假定质量判断QC 信号置“1”
第三条 ATT试验逻辑优化
为了完善DEH控制系统ATT试验逻辑,防止ATT试验时因阀门卡涩,引起抗燃油压降低,影响机组安全,建议增加如下逻辑:
如果调门阀位指令大于8%且调门阀位反馈为零延时10秒后且EH油母管压力小于150bar则将该调门阀限降到-5%,强制关闭该调门。待故障处理完后,再由
运行人员手动升阀限,开启该调门。
为保证EH油压降低油泵及时联启,建议将EH油泵联启定值由115bar改为125bar。
第四条 EH油油温逻辑优化
机组DEH系统中EH油箱油温高于70℃保护逻辑为:EH油箱温度高于70℃自动降TAB逻辑; EH油箱温度高于70℃自动走EH油泵停步序逻辑。
逻辑优化修改建议:为防止可能的误动,逻辑修改为:取消EH油箱温度高于70℃自动降TAB和启动EH油泵停步序逻辑,增加EH油温高于60℃时A类报警。
第五条 EH油泵联锁逻辑优化
DEH系统中该逻辑情况如下:控制油泵母管压力曾经大于150bar(靠RS触发器记忆),与A控制油泵压力小105bar且B控制油泵压力小于105bar延时5秒且EH母管油压低于105bar触发ETS。此保护为单点保护,容易引起保护误动作。
逻辑优化修改建议:在EH油母管上增加2个压力测点,对母管压力低三取二动作ETS。若暂不具备增加测点条件,修改逻辑为:控制油泵母管压力曾经大于150bar(靠RS触发器记忆),与A控制油泵压力小105bar且B控制油泵压力小于105bar延时5秒且EH母管油压低于105bar触发ETS。
第六条 轴向位移跳机保护逻辑
轴向位移信号是在DEH#2控制柜逻辑判断后经DEH下层通讯至#1控制柜安全型容器触发保护动作,电力25项反措要求重要的主机保护信号必须通过硬接线实现不允许使用通讯连接。
逻辑优化修改建议:在原逻辑基础上将轴向位移保护信号增加一路至#2柜“ADD TURBINE PROTECTION”,通过“ADD TURBINE PROTECTION”保护的硬接线送至#1柜安全型卡件实现该保护,使之符合电力25项反措要求。
第七条 机组DEH主蒸汽压力信号逻辑优化
DEH侧主蒸汽压力在偏差大故障时原逻辑设计有500ms延时,此延时不利于信号的快速切换影响压力的调整。压力信号在同一侧三点均质坏时切换至另一侧主
汽压力运行,三选模块则在两点故障时就已将信号切至0。
逻辑优化修改建议:1、取消500ms延时切换,将切换时间改为0ms。 2、将三点均故障切换主汽压力改为三选二故障时切换主汽压力至另一侧运行。
第八条 DEH控制系统功率信号逻辑优化
DEH功率信号取自继保三组功率变送器,在DEH内部进行三选处理,DEH功率信号进行质量判断为上限大于19.8mA,下限小于3.5mA。每次并网瞬间总会出现100~200ms的功率信号质坏,从而影响机组带初负荷的速度。
逻辑优化修改建议:DEH功率信号进行质量判断为上限大于19.8mA,下限小于2.0mA。可以避免每次并网瞬间总会出现100~200ms的功率信号质坏,从而影响机组带初负荷的速度。
第九条 机组一次调频压力限制控制逻辑优化
DEH控制系统内在限压方式下当主蒸汽压力实际值小于压力设定值0.8MPa时禁止升负荷,小于1.0MPa时退出负荷控制,进入压力控制模式确保主蒸汽压力正常,因此当负荷快速上升时如果汽轮机阀门开启较快,锅炉跟随较慢,容易造成实际主蒸汽压力下降当达到定值时负荷不再上升,影响机组AGC速率。
逻辑优化修改建议:DEH控制系统内在限压方式下当主蒸汽压力实际值小于压力设定值1.6MPa时禁止升负荷,小于2.0MPa时退出负荷控制,压力控制器起作用。可以避免快速升负荷时由于压力降低而对负荷进行限制导致AGC及一次调频不能及时动作。

