材料3---機爐主保護(ETSFSSS)硬跳閘回路分析及正確的冗余組合方式(培訓(xùn))

1、僅供個人參考2011年度熱工監(jiān)督工作會議材料之三機爐主保護（ETS'FSSS硬跳閘回路分析 及保護信號正確的冗余組合（2011年度熱工技術(shù)監(jiān)督工作會議）（2011年3月27日）不得用于商業(yè)用途一、機爐主保護（ETSFSS）硬跳閘回路的正確結(jié)構(gòu)1 FSSS跳閘繼電器硬接線控制邏輯的構(gòu)成方式。根據(jù)規(guī)程要求，鍋爐MFT發(fā)生后，必須經(jīng)爐膛吹掃后，方可進行鍋爐點火。 并可保證當DCS完全失靈后，仍能滿足上述要求。因此，對 MFT跳林閘控制邏 輯的硬接線回路及其相應(yīng)的控制邏輯，應(yīng)滿足如下要求：（1）DO通道的設(shè)置：三個DO點應(yīng)分別位于三個DO卡件中，且盡可能在 不同的分支或框架內(nèi)，以保證冗余的可靠

2、性；（2） 硬接線控制邏輯的設(shè)置：能保證當 DCS失靈（死機）后，當手動緊急 停爐按扭指令發(fā)出后，跳閘繼電器可實現(xiàn)自保持。MFT動作后，其跳閘繼電器至少必須保證要有 3分鐘的合閘狀態(tài)，以保證跳 閘后的所有聯(lián)鎖被可靠的執(zhí)行。而當鍋爐停爐后，為滿足鍋爐各輔助設(shè)備HFT跳 閘讎 電器 輔助 接點D01-l X D01-2D02-2DCS屮MbT控貯T跳閘繼電器電源監(jiān)覘報警電源監(jiān)視DCS 來 I艮也7DO接點i制機'柜電 源消lXJ2-l 003- D03-2MFTRELAY的檢修試驗等要求，其控制狀態(tài)不需要受 MFT跳閘狀態(tài)的閉鎖限制（鍋爐點火操作的限制是依靠 DCS中 MFT跳閘狀態(tài)對其閉

3、鎖實現(xiàn)的），因此，MFT跳閘繼電器只需在跳閘指令發(fā)出后，保證合閘 3分鐘即可。當DCS系統(tǒng)正 常工作時，其跳閘繼電器3分鐘的保持是依靠DCS完成的，但當DCS失靈、且手動MFT跳閘時，若手動打閘按扭無自鎖功能，則就不能保證其跳閘繼 電器的3分鐘自鎖，因此，要求MFT跳閘后必須實現(xiàn)自保持的功能。(3) 復(fù)位指令的設(shè)置:NFT跳閘輸出及跳閘斷業(yè)器復(fù)位指令的產(chǎn)生由于MFT動作后的自保持作用，因此要求必須對其自保持狀態(tài)予以復(fù)位操 作。而該復(fù)位指令，則必須滿足如下要求：即當DCS系統(tǒng)已實現(xiàn)對鍋爐點火的閉 鎖時，則可以通過操作員站手動對其實施復(fù)位操作，此時不受吹掃完成的限制， 否則，只能通過吹掃完成信號對

4、其進行復(fù)位操作。2 ETS硬跳閘邏輯的構(gòu)成原則FM：1-ASP3 叭|倚:ASU皿卉加：ETS硬邏輯中，任何元件失靈都不應(yīng)出現(xiàn)保護拒動的可能，因此，硬邏輯的構(gòu)成 建議按上述原則設(shè)計。（1）DO通道及DO輸出接點的設(shè)置用于驅(qū)動四個AST電磁閥的DO通道，至少應(yīng)分別設(shè)置于兩個DO卡上（如條件允許，分別設(shè)置于四個 DO卡件最為合適）。若用兩個DO卡時，應(yīng)保證DO1DO3用一個DO卡，AST AST3DO2DO如另一個DO卡。AST2 , AST4為防止DO卡件故障（或DO輸出接點故障）而導(dǎo)致保護LI拒動，應(yīng)將DO通道設(shè)置為：當機組正常時（沒有動作指令發(fā)出時），DC輸出為1,該DC所帶的輸出繼電器處于

5、帶電動狀態(tài)，因此，應(yīng)取該繼電器的常開接點做為輸出接點。當該DO卡件故障、輸出繼電器故障時，均可保證所帶的 AST電磁閥失電，發(fā)出動作指令。若將輸出DO設(shè)置為：機組正常時，DO輸出為0,該DO所帶的輸出繼電器處 于非勵磁狀態(tài)，則一定要取該繼電器的常閉接點做為跳閘輸出接點。而此種方法一定是將 AST1和 AST2設(shè)置在一塊DC卡上，AST3和AST4設(shè)置在另一塊 DC卡上。 當一塊DC卡件故障時，該卡件所帶的兩個 AST電磁閥不會動作，另一塊卡件仍 可保證跳閘指令的正常輸出。但當兩個 DO卡均故障、若跳閘繼電器均損壞時，ASTI試驗指令OETS跳閘輸出及跳閘斷屯器復(fù)位指令的產(chǎn)生則必定造成保護的拒動

6、。因此，這種設(shè)置方式是違反設(shè)計原則的。（2）跳閘指令發(fā)出后，AST電磁閥至少應(yīng)可靠的保持跳閘狀態(tài)持續(xù) 3分鐘的時 間，以保證跳閘指令及其相應(yīng)的聯(lián)鎖被正確執(zhí)行。當手動緊急停機按扭不是采用具有自鎖功能的按扭時，則應(yīng)當設(shè)置自保持控制邏輯，即當手動緊急停機按扭指令發(fā)出后， 應(yīng)保證AST跳閘磁閥動作狀態(tài)被 保持，而不能因為按扭的狀態(tài)返回而使 AST電磁閥重新帶電。此種要求的目的是： 當DCS系統(tǒng)死機（其狀態(tài)不發(fā)生翻轉(zhuǎn)時）時，仍能保證手動緊急停機指令的動作 正確被執(zhí)行。硬控制回路當中的 ZJ01與ZJ02的作用就是自保持繼電器。3 按反措要求及設(shè)計規(guī)程要求組態(tài)時應(yīng)注意的幾點（1）FSSS及ETS中保護跳閘

7、條件應(yīng)按三取二設(shè)置。（2） FSSS中必須包括規(guī)程中要求的基本跳閘條件： 爐膛壓力高、爐膛壓力低、汽包水位高（汽包爐） 、汽包水位低（汽包爐） 、直流爐斷水（直 流爐）、爐水循環(huán)泵全停（或壓差保護） （強制循環(huán)爐）、全爐膛滅火、 燃料全中斷、 引風(fēng)機全停、 送風(fēng)機全停、 一次風(fēng)機全停、 空預(yù)器全停、 汽輪機跳閘、手動停機等。3） ETS 中必須包括規(guī)程中要求的基本跳閘條件： 凝汽器真空低、 潤滑油 壓力低、EH油壓力低、電超速、軸向位移、軸系振動、發(fā)電機跳閘、 MFT動作、手動停爐等。對于軸系振動保護，電廠、汽輪機廠及設(shè)計院如沒有特殊提出，則應(yīng) 按單點跳閘設(shè)計。（4）對FSSS及ETS機爐主保

8、護的跳閘條件，不允許設(shè)置投切按扭，對于 在某種工況下才允許正常投入的保護跳閘條件， 應(yīng)設(shè)置根據(jù)工況判斷 自動完成其投切功能。5）對于重要的聯(lián)鎖控制（汽輪機潤滑油系統(tǒng)的聯(lián)鎖、氫冷機組的發(fā)電機 密封油系統(tǒng)的聯(lián)鎖、發(fā)電機定子冷卻水系統(tǒng)的聯(lián)鎖等） ，不建議設(shè)置 聯(lián)鎖投切開關(guān)，應(yīng)根據(jù)工況的變化，自動完成聯(lián)鎖的投切控制。6）關(guān)于電源失電監(jiān)視報警的設(shè)置：DEH ETS FSSS TSI、DCS各控制柜的電源必須設(shè)置失電報警。 每個裝置（控制柜）的冗余電源中，任意一個電源失電，均應(yīng)發(fā) 出報警（注意，不要做成兩個全失電后才可報警） 。 失電報警可單獨做成一幅監(jiān)視畫面，反應(yīng)出任一個電源的工作狀 態(tài)。同時將所有電源

9、的失電報警經(jīng)邏輯或運算后，由 DCS中兩個 控制器的DO分別送出，并聯(lián)后送至控制室音響（或硬光字牌）。二、保護用控制信號冗余方式的組合分析根據(jù)熱力生產(chǎn)過程設(shè)備的重要程度不同，熱工保護控制系統(tǒng)信號的選取也隨 之不同，對一般熱力設(shè)備，保護信號通常為單點控制方式；對于重要的熱力設(shè)備， 熱工保護控制系統(tǒng)保護信號的選取通常為多重冗余方式，并且根據(jù)被保護設(shè)備的 重要程度及熱力過程的工藝不同，信號的冗余方式也不同，分為二重冗余、三重冗余和四重冗余。在多重冗余方式中，保護設(shè)置的原則是：理想情況下，應(yīng)按即能防止誤動、又能防止拒動，即所占概率應(yīng)分別為 50%當二者不能兼顧時，應(yīng) 以最接近理想方式并且以防止拒動為主

10、。1.1任取一個及一個以上時信號組合方式在兩個信號中，任取一個及以上時，其真值表如表 2所示。由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有3種組合狀態(tài)可使保護動作。當兩個信號全部選取時，其真值表如表 3所示。由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號只有 1種組合狀態(tài)可使保護動 作。因此，保護誤動的概率為 25%拒動的概率為75%1.3正確的信號選取方式根據(jù)保護設(shè)置原則，當二重冗余時，應(yīng)以【二取一】方式為主。由表2真值表可得出如下邏輯關(guān)系：Trip = AB+AB+AB = AB+A (B+B) = AB+A=A+B2三重冗余方式2.1任取一個及一個以上時信號組合方式在三個信號中，任取一個及一個以

11、上時，其真值表如表5所示。丟5三f恃號中ff -1 a fl上nfi黯合城吉t =»- 序號號任»-t及fl上曲 當號塑合ABC100020011301014011151001510111110181111由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有7種組合狀態(tài)可使保護動作 因此，保護誤動的概率為87.5%,拒動的概率為12.5%。2.2任取兩個及兩個以上時信號組合方式在兩個信號中，任取兩個及兩個以上時，其真值表如表6所示。由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有4種組合狀態(tài)可使保護動作 因此，保護誤動的概率為50%,拒動的概率為50%。丟&三十當號中臺毗吉三二】序

12、號號任關(guān)個當號軸合ABC10002001301040111510061011711D1811112.3三個信號全部選取時組合方式當兩個信號全部選取時，其真值表如表 7所示。由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號只有1種組合狀態(tài)可使保護動作。因此，保護誤動的概率為12.5%,拒動的概率為87.5%。表7 .三亍恃號中全養(yǎng)H附曲駙音就直（三1!三1護號ers號任舉三牛 艮J1上的 當號俎合ABC100020013010斗011510061017110811112.4正確的信號選取方式根據(jù)保護設(shè)置原則，當三重冗余時，應(yīng)以【三取二】方式為主。Trip =ABC+ABC+ABC+ABC 二 C(AB+

13、AB+AB)+ABC =C(A+B)+ABC = AC+BC+ABC =AC+B(C+AC) =AC+B(C+A) =AC+BC+BA由表6真值表可得出如下邏輯關(guān)系：3四重冗余方式3.1任取一個及一個以上時信號組合方式在四個信號中，任取一個及一個以上時，由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有15種組合狀態(tài)可使保護動作。因此，保護誤動的概率為93.75%,拒動的概率為6.25%。3.2任取兩個及兩個以上時信號組合方式在四個信號中，任取兩個及兩個以上時，由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有11種組合狀態(tài)可使保護動作。因此，保護誤動的概率為68.75%,拒動的概率為31.25%。3.3按“

14、先或后與”的方式取兩個及兩個以上時信號組合方式(設(shè)A、B為一組，C、D為另一組)在四個信號中，按“先或后與”的方式選取兩個及兩個以上時，其真值表如表11所示。由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有9種組合狀態(tài)可使保護動作。因此，保護誤動的概率為 56.25%,拒動的概率為43.75%。3.4按“先與后或”的方式取兩個及兩個以上時信號組合方式(設(shè)A、B為一組，C、D為另一組)在四個信號中，按“先與后或”的方式選取兩個及兩個以上時，其真值表如表12所示。由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有7種組合狀態(tài)可使保護動作。因此，保護誤動的概率為 43.75%,拒動的概率為56.25%。3.5任取

15、三個及三個以上時信號組合方式在四個信號中，任取三個及三個以上時，由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有5種組合狀態(tài)可使保護動作。因此，保護誤動的概率為31.25%,拒動的概率為68.75%。3.6四個信號全部選取時信號組合方式當四個信號全部被選取時，由真值表可見，在此種信號選取方式中，信號有1種組合狀態(tài)可使保護動作。因此，保護誤動的概率為6.25%，拒動的概率為 93.75%。3.7正確的信號選取方式按上述對四個信號的組合狀態(tài)分析，得出表15數(shù)據(jù)丟15一重衣償號羸冒姐點方貳僅甬晝聶甬H軍分HRFg號期合方貳任舉一個及一個以上時9375%6.25%ff ® ft R ft 11U

16、H68.75%31.25%fiSaHBtRBtfl上時56.25%43.75%按"先與方aWB個強兩個n上時4375%56.25%任舉三fit三亍克上時31.25%68.75%個悟號全萍義矗跟時6.25%93.75%根據(jù)保護設(shè)置原則及四個信號不同組合關(guān)系對保護誤動拒動的概率分析，當四重冗余時，應(yīng)以【先或后與的四取二】方式為主。因此，邏輯組態(tài)應(yīng)如圖3所示。僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Fo