雷擊導致汽輪機跳閘的原因分析及處理.ppt

雷擊導致汽輪機跳閘的 原因分析及處理,楊成銀,汽輪機概況,北侖電廠三期機組汽輪機選用由上海汽輪機廠和德國SIEMENS公司聯(lián)合設計制造的1000MW超超臨界、一次中間再熱式、單軸、四缸四排汽、單背壓、八級回熱抽汽、反動凝汽式汽輪機，DEH和ETS采用西門子的T3000系統(tǒng)。,西門子ETS系統(tǒng)介紹,主要由三部分組成 ： 超速保護系統(tǒng)（OPS） 電子保護系統(tǒng)(EPS) 汽輪機遮斷系統(tǒng)(TTS),ETS原理圖,汽輪機超速保護(OPS),機組采用電子超速裝置 超速保護系統(tǒng)配置兩組BRAUN三通道轉(zhuǎn)速監(jiān)視器 超速保護卡判別超速后輸出開關量控制對應的繼電器，通過硬回路實現(xiàn)三選二邏輯，切斷跳閘電磁閥對應卡件的供電回路，實現(xiàn)汽機跳閘。,BRAUN三通道轉(zhuǎn)速監(jiān)視器,電子保護系統(tǒng)(EPS),接受傳感器、熱電偶等重要的保護信號，信號超過跳閘值時，發(fā)出跳閘信號，通過TTS系統(tǒng)動作跳閘電磁閥，汽機跳閘。 跳閘信號基本上采用標準三取二組態(tài)。,汽輪機遮斷系統(tǒng)(TTS),連接EPS/OPS系統(tǒng)和跳閘電磁閥的二通道系統(tǒng)。 所有的汽輪機跳閘指令，OPS、EPS、發(fā)電機保護、緊急跳閘按鈕等產(chǎn)生停機信號，都通過TTS系統(tǒng)動作跳閘電磁閥。 采用故障安全型卡件，雙通道輸入輸出 。,雷擊導致機組汽機跳閘時的情況,汽機跳閘前所有系統(tǒng)均正常運行，無異常報警出現(xiàn)。 查閱報警歷史記錄發(fā)現(xiàn)，首先出現(xiàn)ETS系統(tǒng)6塊跳閘電磁閥DO卡件故障報警，隨即汽機主汽門調(diào)門跳閘電磁閥通道故障，主汽門調(diào)門關閉，汽機跳閘。 沒有超速保護動作和其它引起汽機跳閘的信號。 現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)6塊跳閘電磁閥DO卡件故障報警，失電，6只跳閘繼電器失電。 DEH系統(tǒng)各柜內(nèi)的所有電源開關狀態(tài)正常，未出現(xiàn)變化。,跳機原因分析及試驗情況,當時處于強烈雷電天氣，懷疑雷電對ETS系統(tǒng)造成干擾導致汽機跳閘： 手動跳閘回路 超速保護回路 地電位變化引起系統(tǒng)電源電壓波動,手動跳機按鈕試驗,分別進行了按下緊急停機按鈕1、按下緊急停機按鈕2以及同時按下緊急停機按鈕1和按鈕2的試驗。 檢查跳閘回路和報警歷史記錄，任一按鈕按下都有記錄，2個按鈕都按下，跳閘繼電器均失電，汽機跳閘，且按鈕動作時序在跳閘前。 結(jié)論：手動跳機回路正常。,ETS機柜24VDC電源降壓試驗,目的：24VDC電源不僅供控制器、卡件使用，也供給跳閘電磁閥使用 ，為了判斷雷電時是否對接地網(wǎng)造成干擾，引起地電壓波動，進而導致24VDC變化而造成電磁閥失電。 試驗情況: 當電壓下降到19VDC時，控制器458首先出現(xiàn)異常，出現(xiàn)初始化重啟狀態(tài)。 當電壓繼續(xù)下降到16.76VDC時，控制器失電狀態(tài)，但卡件狀態(tài)仍然正常。 繼續(xù)下降到16.5VDC時，卡件故障燈亮。 當電壓繼續(xù)下降到11VDC時繼電器仍然沒有動作，與跳機時出口繼電器失電以及報警歷史記錄情況不相符。,電源模塊輸出響應測試,目的：雷擊時DEH系統(tǒng)的24VDC電源負端電壓（即地電位）抬高，是否會造成24VDC電源陡降，引起超速保護跳機繼電器失電 試驗情況：將直流電壓信號發(fā)生器正端接到DEH電源模塊的輸出負端，信號發(fā)生器負端接地，信號發(fā)生器輸出10V電壓抬高電源模塊的負端電壓，快速錄波儀監(jiān)測到電源模塊輸出電壓基本沒有變化。,超速保護系統(tǒng)超速模擬動作試驗,在同組的2塊轉(zhuǎn)速卡上同時加3400HZ的頻率信號 ： 當信號持續(xù)時間小于7.5毫秒時，超速保護沒有動作； 持續(xù)時間至9毫秒時，超速保護動作，6塊DO卡件失電，但此時DEH系統(tǒng)沒有超速保護動作記錄； 信號持續(xù)時間920毫秒，DEH系統(tǒng)超速保護動作記錄時有時無； 干擾信號持續(xù)時間超過20毫秒時， DEH系統(tǒng)超速保護動作記錄正常。,轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)檢查,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)第二組轉(zhuǎn)速表的機架屏蔽端子內(nèi)部未接地，導致實際轉(zhuǎn)速信號的電纜屏蔽層沒有接地 ； 第二組轉(zhuǎn)速表的第三塊轉(zhuǎn)速卡記錄的最大轉(zhuǎn)速是10000r/min，但沒有時間標簽，其余2塊正常 。,試驗分析和結(jié)論,手動跳閘按鈕回路誤動、地電位變化引起系統(tǒng)電源電壓波動引起汽機跳閘的可能性基本可以排除； 最大的可能性是超速保護動作：雷擊時造成第二組轉(zhuǎn)速信號受到電磁干擾而發(fā)生突變，而干擾的時間恰好在920毫秒之間，導致超速保護動作，而DEH系統(tǒng)沒有超速保護記錄。,采取的措施,把第二組轉(zhuǎn)速表的3個轉(zhuǎn)速信號的屏蔽端分別用屏蔽線直接接至機柜的接地銅排，保證轉(zhuǎn)速信號屏蔽良好。 檢查DEH系統(tǒng)各機柜內(nèi)部分信號屏蔽層存在兩點接地的現(xiàn)象，逐一進行整改，保證在機柜側(cè)單點接地。,采取的措施,對機組防雷及熱工接地系統(tǒng)進行整改 ： 為了防止雷擊通過鍋爐鋼柱直接影響集控樓的二次接地網(wǎng)，斷開了與集控樓較近的鍋爐鋼柱與地網(wǎng)連接的扁鋼，在10米層把這些鋼柱通過扁鋼與其它鋼柱相連。,采取的措施,DEH系統(tǒng)的UPS電源PE線在DEH柜和UPS電源柜內(nèi)兩端均有接地，這樣DEH機柜在通過自身接地線接到熱工接地匯流排的同時，機柜也與熱工UPS電源柜的建筑地相連接，存在兩點接地。將電源線在DEH柜內(nèi)的接地線解開，保證一點接地 。,結(jié)束語,由于報警記錄中沒有超速保護動作記