〔摘 要〕 介紹了某火力發(fā)電廠機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，為了確保熱控保護(hù)系統(tǒng)的可靠運行，有效防止保護(hù)誤動或拒動，對機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化改造。通過將差壓開關(guān)更換為差壓變送器，新增跳發(fā)電機(jī) DO 通道等方法，使裝置更加安全可靠。
0 引言
某廠 2 期為 2 臺 600 MW 燃煤間接空冷發(fā)電機(jī)組，2 臺機(jī)組的發(fā)電機(jī)型號均為 QFSN-600-2YHG，制造商為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，額定容量 667 MVA，額定功率 600 MW，額定功率因數(shù) 0.9，額定電壓 20 kV。機(jī)組采用 600 MW 機(jī)組常用的水—氫—氫冷卻系統(tǒng)，即發(fā)電機(jī)定子線圈用水冷卻、而發(fā)電機(jī)的鐵芯和轉(zhuǎn)子線圈用氫氣冷卻。發(fā)電機(jī)定子冷卻水采用密閉式循環(huán)水，定子冷卻器采用開式循環(huán)水。
在額定負(fù)荷下，定子繞組內(nèi)冷卻水?dāng)嗨试S持續(xù)短時運行 30 s。為了確保斷水保護(hù)動作信號的可靠性，在定子繞組冷卻水進(jìn)水管路中裝有 1 只流量孔板，并在定子繞組進(jìn)、出水管路間裝有 5 只差壓開關(guān)。通過調(diào)整冷卻水進(jìn)出水流量，測量 2/3 及1/2 額定水流量下定子繞組進(jìn)、出水壓差，設(shè)定為差壓開關(guān)的報警值。DCS 系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯及控制方式: 當(dāng)定子繞組出現(xiàn)斷水時，其中的 3 個差壓開關(guān)發(fā)出報警信號至 DCS 系統(tǒng)，同時在 DCS 里“3 取 2”后延時 30 s，再通過 1 路硬接線方式送至電氣保護(hù)柜，發(fā)出定子繞組斷水報警信號，從而實現(xiàn)對定子繞組的斷水保護(hù)。
1 系統(tǒng)概況
該發(fā)電機(jī)定子水冷卻系統(tǒng)為獨立的密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其作用是采用連續(xù)的高純水通過定子線圈空心導(dǎo)線，從而冷卻發(fā)電機(jī)定子線圈及出線側(cè)套管，帶走線圈損耗所發(fā)熱量。發(fā)電機(jī)定子冷卻水是化學(xué)除鹽水，其通過電磁閥、過濾器進(jìn)入水箱。水箱內(nèi)的冷卻水通過耐酸水泵升壓后，送入管式冷卻器、過濾器，然后進(jìn)入發(fā)電機(jī)定子線圈的匯流管，將發(fā)電機(jī)定子線圈的熱量帶出，再回到水箱，從而完成一個閉式循環(huán)。系統(tǒng)冷卻水主要流程為：定子冷卻水箱→定子冷卻水泵→定子水冷卻器→過濾器→發(fā)電機(jī)定子線圈→定子冷卻水箱，如圖 1 所示。
2 發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)存在問題及應(yīng)對措施
2.1 存在問題
(1) 如圖 1 所示，5 個差壓開關(guān) (80MKF01DP001-DP005) 的正、負(fù)壓側(cè)取樣管分別公用 1 個取樣點，只要管路或任一差壓開關(guān)發(fā)生泄漏，5 個開關(guān)將全部失效，安全風(fēng)險大。
(2) 該發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水壓力損失高差壓開關(guān) (80MKF01 DP001) 所在 DCS 系統(tǒng)模件為80CKA05.AG107，所在通道為 CH12，其作用為當(dāng)差壓大于 0.185 MPa 時 , DCS 系統(tǒng)報警，需降低定冷水泵出力，從而降低電耗。發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量低差壓開關(guān) (80MKF01 DP002) 所在DCS 系統(tǒng)模件為 80CKA05.AG107，所在通道為CH20，其作用為當(dāng)差壓小于 0.135 MPa 時，DCS系統(tǒng)報警，自動聯(lián)啟備用定冷水泵。發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量過低差壓開關(guān) (80MKF01 DP003-DP005) 所 在 DCS 系 統(tǒng) 模 件 分 別 為 80CKA05.AG091，80CKA05.AG115，80CKA05.AG099，所在通道分別為 CH1，CH7，CH1，其作用為當(dāng)差壓小于 0.085 MPa，經(jīng)過 DCS 邏輯“3 取 2”后，送光字牌報警，同時延時 30 s 跳發(fā)電機(jī)。
2.2 應(yīng)對措施
(1) 該機(jī)定冷水流量保護(hù)為單點取樣，應(yīng)改為多點取樣。
(2) 該機(jī)定冷水流量保護(hù)為差壓開關(guān)，經(jīng)常定值跑偏或開關(guān)被擊穿，應(yīng)改為差壓變送器。
(3) 邏輯方面：該機(jī)定冷水流量過低保護(hù)原先在 DCS 里“3 取 2”后延時 30 s，再通過 1 路硬接線方式送至電氣保護(hù)柜，容易誤動或拒動。應(yīng)改為在 DCS 里“3 取 2”后延時 30 s，再送出 3 路硬接線的方式送至 ETS 柜，在 ETS 里“3 取 2”后再作保護(hù)，以此作為汽機(jī)跳閘的一個條件，保留原來的“DCS 送 1 路硬接線信號至電氣保護(hù)柜”。
3 測點取樣及邏輯改造方案
將 5 臺差壓開關(guān)改為 3 臺
差壓變送器，且為獨立取樣，采用模擬量信號實時監(jiān)視發(fā)電機(jī)定冷水流量。模擬量信號在 DCS 系統(tǒng)里“3 取 2”平均后通過與設(shè)定值比較后送出相應(yīng)的信號。其中，3 個跳發(fā)電機(jī)開關(guān)量信號通過硬接線送至 ETS 系統(tǒng)，在ETS 里“3 取 2”后再作保護(hù)，作為汽機(jī)跳閘的一個條件，確保發(fā)電機(jī)斷水后保護(hù)可靠動作。同時仍保留原來 AP805 至該發(fā)變組非電氣量保護(hù)裝置的接線，如圖 2 所示。
3.1 差壓開關(guān)改造
將差壓開關(guān)更換為差壓變送器，每個差壓變送器的正、負(fù)壓側(cè)單獨取樣，相互之間沒有關(guān)聯(lián)，不會影響彼此，安全可靠。改造時首先將原先 5 個差壓開關(guān)拆除，并將所在 DCS 模件通道刪除，然后新增發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓變送器（80MKF01DP101-DP103）所在 DCS 系統(tǒng)模件通道。所在模件分別為 80CKA05.AG027，80CKA05.AG/139,80CKA05.AG/147，滿足測點在不同的模件上的要求，所在通道分別為 CH9，CH11，CH1，可實時測量發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓，在 DCS 邏輯里“3 取 2”后設(shè)定定值：當(dāng)差壓大于 0.185 MPa 時，DCS 系統(tǒng)報警，需降低定冷水泵出力；當(dāng)差壓小于 0.135 MPa 時，DCS 系統(tǒng)報警，自動聯(lián)啟備用定冷水泵；當(dāng)差壓小于 0.085 MPa 時，光字牌報警，同時延時 30 s 跳發(fā)電機(jī)。
3.2 新增跳發(fā)電機(jī) DO 通道
在 DCS 中，新增跳發(fā)電機(jī) DO 通道。新增發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓信號分別送至 DCS 系統(tǒng)，在 DCS 邏輯里“3 取 2”后取定值（小于 0.085MPa），再分別送出 3 路開關(guān)量信號 (80MKF01DP001.XT01，80MKF01DP002.XT01，80MKF01DP003.XT01)。即發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量過低信號，經(jīng) DCS 系統(tǒng)輸出模件通道送出，3 路開關(guān)量信號所在模件分別為 80CKA05．AG131，80CKA05.BG/027，80CKA05．BG/075，可滿足測點在不同模件上的要求，所在通道分別為 CH15，CH6，CH6。
3.3 新增 ETS DI 通道
在 ETS 中， 新 增 DI 通 道。 將 DCS 系 統(tǒng) 輸出模件送出的 3 路開關(guān)量信號 (80MKF01DP001.XT01，80MKF01DP002.XT01，80MKF01DP003.XT01) 分別送入 ETS 系統(tǒng)輸入模件通道。3 路開關(guān)量輸入信號所在模件分別為 80CKA19.AC004，80CKA19.AC005，80CKA19.AD004，同樣滿足測點在不同模件上的要求，所在通道分別為 CH4，CH12，CH12。
3.4 改造效果
(1) 測量數(shù)值更加準(zhǔn)確穩(wěn)定，能夠?qū)崟r監(jiān)視定子冷卻水流量差壓的變化。
(2) 若定子冷卻水流量差壓出現(xiàn)異常，能及時提醒運行人員采取措施，防止機(jī)組發(fā)生跳機(jī)故障。
(3) 設(shè)備損壞率、維護(hù)率大大降低，經(jīng)濟(jì)性大幅提升。
(4) 既能防止誤動，又能防止拒動，提高了設(shè)備運行的可靠性，保證了機(jī)組穩(wěn)定運行。
4 結(jié)束語
該機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置改造是在不影響設(shè)備正常運行的情況下，在原設(shè)計理論基礎(chǔ)上進(jìn)行的。取樣方式由單點取樣改為多點獨立取樣，裝置更加可靠；信號方式由單獨開關(guān)量改為連續(xù)模擬量，方便趨勢分析、及時預(yù)操作；硬接線由 1 路改為 3 路，即“3 取 2”，既可防止設(shè)備誤動，又可防止設(shè)備拒動，提高了設(shè)備運行的可靠性，保證了機(jī)組安全可靠運行。
