关键词：保护系统；闭环；设计；改进方案

    田志云（1971－）
男，山西省晋城人，92年毕业于山西省太原电力学校热控专业，现就职于山西晋煤集团金朐股份公司成庄热电厂。

    汽机保护是火力发电厂一个十分重要、不可或缺的组成部分，对提高机组的可靠性和安全性具有十分重要的作用。其意义在于，当设备发生某些可能引发严重后果的故障时，及时采取相应的措施加以保护，从而转化故障，停机待修，避免发生重大设备损坏和人身伤亡事故。同时向现场工作人员提供完善的故障诊断功能，便于事故分析。

1     问题的提出

    成庄热电厂由邯郸煤炭设计院设计，容量为3×6000KW，采用青岛汽轮机厂生产的C6-3.43/0.49-6000汽轮机，机械保护有轴向位移和离心飞锤两项，另设计有常规继电器保护，含润滑油压过低、冷凝器真空过低、轴向位移过大、发电机故障联动四项，如图1所示，当保护条件出现时，跳闸回路动作，使机组磁力断路油门线圈带电，保安油压泄掉,主汽门关闭，机组停运。

    本保护系统设有光字牌回路，用于对保护信息进行报警、记录，1#机组于97年11月投产，2#机组于97年12月投产，投产三年来，机组运行比较平稳，没有发生安全事故。99年7月，1#发电机组做电气联动汽机实验，由于走错间隔，导致2#发电机组跳闸，操作者在事发的瞬间也及时意识到操作失误，因此，保护系统存的问题并没有及时暴露出来。

    2000年7月30日晚，1#机组并网10分钟后，机组发生跳闸，经查证当时情况为机控室出现的光字牌显示“自动主汽门关闭”、“发电机故障”、“轴向位移过大”、“冷凝器真空过大”四个信号，电气主控室出现的光字牌为“自动主汽门关闭”、“汽机联动”两个信号。经对汽机保护回路，发电机保护回路详细检查测试，确认完好。进行事故分析，由于双方控制室都有对方的联动信号出现，汽机和电气均相互认定责任在对方，但是在硬件设备和人员操作上都没有发现任何问题。8月31日晚，2#机组检修完后启动并网，20分钟后跳闸，同样的现象又重演了一遍，立即组织人员对2#机组所有的机械式保护以及继电器保护回路进行了更为详细的检查，仍就无法找到问题的症结所在。事发第二天，事故责任人因无法承受巨大的心理压力，主动交待：机组并网以后，在投主抽的过程中，操作不慎，使汽机真空低于保护值，机组自动跳闸汽，且两起事故均系同一班组同一责任人所为。

2     问题分析

    现在的问题是，责任方在汽机，而保护回路为什么在汽机和电气两侧，同时互发联动信号呢？难道保护回路存在问题，笔者从原理图做一分析，如图1、图2所示。

图1  汽机保护联动示意图

    当CJ带电的同时，其常开接点闭合，使发电机保护回路接通，将发电机解列，另一常开接点向主控室送出“汽机联动”信号，发电机解列以后，保护出口继电器接点BCJ闭合，J3继电器带电, 其常开接点向机控室送出“发电机故障”信号。

    经查设计院图纸，回路所采用的行程开关为LX3-11H，BCJ和 J3为中间继电器JZ7-62。根据继电器有关规定，JZ7系列闭合时间规定在30ms之内，根据青汽厂家说明书规定，自动主汽门阀杆完全落下允许时间在1s之内。经测试，JZ7-62闭合时间为20ms，LX3-11H闭合时间为980ms，J3和BCJ联动时间在50 ms 之内，使得XC还没有闭合之前，J3已经带电，即J4-2、J4-3未打开之前，J3-2、J3-3已经闭合，导致ZM磁力断路油门电磁线圈要进行二次带电。从电气侧分析，当BCJ故障闭合时，通过CJ的联动作用，BCJ同样要进行二次带电。实际上，汽机和电气两个控制室联锁保护回路构成了一个闭环，汽机侧和电气侧任一方出现故障，两侧控制室均要出现对方的联动信号，任一方即是起点又是终点，这就是原设计中存在的问题，使得无法准确断定责任方，事故无法进一步分析，给事故责任者提供了赖以推托的借口。

3     解决办法

    针对保护回路存在的上述问题，对其进行了技术改进，其基本思路为：断开闭环，在发电机联动汽机回路中增加一个接触器CJ0 ,将其单独与J4继电器常闭接点串联，取J4接点J4-4、J4-5，CJ0的接点CJ0-1、CJ0-2与CJ接点并联使用，改造后的原理图如图3所示。

图3  改造后的汽机保护原理图

    仍以润滑油压过低为例分析，当PIS-237闭合后，汽轮机跳闸的同时，发电机也跳闸， 通过BCJ闭合使J3-2、J3-3闭合， CJ0接触器的接点闭合使ZM带电吸合，机控室显示的光字牌为“润滑油压过低”和“发电机故障”，电气主控室显示的光字牌为“汽机联动”。当发电机保护条件出现时，BCJ闭合，发电机跳闸的同时汽轮机也跳闸，汽机控制室出现的信号仅为“发电机故障”。这样，在汽机控制室，有仅有“发电机故障”出现时，即可认定责任方位于电气；有“发电机故障”+另一信号出现时，即可认定责任方在汽机，故障诊断即为另一信号，当故障位于电气时，主控室绝对不会出现“汽机联动”这一信号。

4     应用效果

    该方案于2005年8月1日实施，机组启动前实验：汽机联跳发电机，汽机控制室出现相应的“被试验信号”和“发电机故障”光字牌亮，发电机联跳汽轮机，仅出现“发电机故障”光字牌亮。

    该方案实施两年多以来，至今未出现保护拒动、误动的情况，2006年8月1日，汽机人员在调整轴向位移油压时，锁母松脱，瞬间失去安全油压，汽机保护动作，出现的光字牌为“轴向位移过大”“发电机故障”两个信号，诊断为故障位于汽机侧。在线故障的发生，再一次验证了改进回路在故障诊断方面的可靠性。经过此次改进实践，保护回路的可靠性和报警记录功能进一步得到了完善，大大提高了机组的安全性能，截至目前，该系统故障率为零，为成庄热电厂机组的稳发满供奠定了良好的基础。