熱工保護(hù)-張中林

火電廠順序控制與聯(lián)鎖保護(hù)南京工程學(xué)院電力仿真與控制工程中心張中工保護(hù)

熱工保護(hù)屬開關(guān)量控制技術(shù)范疇，指機(jī)組在啟停和運(yùn)行過程中，若出現(xiàn)異常情況和危險工況，發(fā)生可能危及設(shè)備和人身安全的故障時，能根據(jù)故障的情況和性質(zhì)，自動地采取措施，對個別的或一系列設(shè)備進(jìn)行操作處理，以消除異常和防止事故擴(kuò)大的一系列動作。

熱工保護(hù)是一種自動控制手段，它以保證某一參數(shù)在限制的范圍內(nèi)或某一設(shè)備符合安全運(yùn)行的條件為前提，監(jiān)視運(yùn)行過程。一旦參數(shù)越限或設(shè)備安全運(yùn)行的條件被破壞，則產(chǎn)生預(yù)定的動作，以避免造成設(shè)備損壞和人身傷亡事故，是處理事故的最后手段。

保護(hù)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)和有關(guān)設(shè)備的特點(diǎn)、安全運(yùn)行要求以及有關(guān)自動化設(shè)備的配置情況和技術(shù)性能等確定。凡屬威脅鍋爐和汽輪機(jī)安全運(yùn)行或人身安全的越限參數(shù)及異常情況，都需設(shè)置熱工保護(hù)。對單元制機(jī)組的熱工保護(hù)設(shè)計，應(yīng)將鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及除氧器、給水泵等設(shè)備視為一有機(jī)整體來考慮。一般設(shè)置的熱工保護(hù)有以下四方面的內(nèi)容：(1)鍋爐熱工保護(hù)。(2)汽輪機(jī)熱工保護(hù)。(3)輔機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)。(4)單元機(jī)組的熱工保護(hù)。熱工保護(hù)系統(tǒng)的組成熱工保護(hù)系統(tǒng)一般由輸入信號單元、邏輯處理回路以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。熱工保護(hù)可分為兩級保護(hù)，即事故處理回路和事故跳閘回路的保護(hù)。例如汽輪機(jī)潤滑油壓低時，依次啟動交、直流潤滑油泵，此時事故處理的目的是維持機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。但是，當(dāng)事故處理回路或其它自動控制系統(tǒng)處理事故無效，致使機(jī)組設(shè)備處于危險工況下，或者這些自動控制系統(tǒng)本身失靈而無法處理事故時，只能被迫跳閘處理使機(jī)組的局部退出工作或整套機(jī)組停止運(yùn)行。跳閘處理的目的是防止機(jī)組產(chǎn)生機(jī)毀人亡的惡性事故，所以跳閘處理是熱工保護(hù)最極端的保護(hù)手段。保護(hù)信號的攝取方法

熱工保護(hù)系統(tǒng)能否可靠動作，先決條件是攝取的保護(hù)信號是否真實(shí)可靠。如果輸入信號不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護(hù)系統(tǒng)就無法正常地動作。單一信號法單一信號法是指用單個檢測元件組成信號單元的方法。結(jié)構(gòu)簡單，但可靠性差，由此產(chǎn)生了以下幾種信號攝取法：串聯(lián)、并聯(lián)、三取二及其它信號攝取法。信號串聯(lián)法為了減少信號單元的誤動作率，將反映同一故障的檢測元件信號進(jìn)行串聯(lián)。例如汽輪機(jī)軸向位移保護(hù)中將兩個安裝于同一位置的軸向位移探頭信號進(jìn)行串聯(lián)，減少誤動作率，但同時信號單元的拒動作率比單一信號時增加了近一倍。因此，信號串聯(lián)法只適用于特別強(qiáng)調(diào)減小保護(hù)系統(tǒng)的誤動作率，而對拒動作率要求不高的場合。保護(hù)信號的攝取方法

熱工保護(hù)系統(tǒng)能否可靠動作，先決條件是攝取的保護(hù)信號是否真實(shí)可靠。如果輸入信號不能正確反映被監(jiān)視的參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)，熱工保護(hù)系統(tǒng)就無法正常地動作。信號并聯(lián)法

為了減少保護(hù)拒動作率，將幾個檢測元件輸出信號并聯(lián)。因而只要有一個檢測元件能正常工作，信號單元就能正常工作?；蛘哒f，只有當(dāng)所有檢測元件都拒動作時，信號單元才發(fā)生拒動作。例如，在高加保護(hù)中，為了防止高壓加熱器水位過高而引起汽輪機(jī)進(jìn)水，將兩個高加水位信號并聯(lián)成一個高加水位信號，只要有一個水位過高時，即將高加切除。拒動作率大大下降，而誤動作率卻增加了近一倍。所以信號并聯(lián)法只能用于要求拒動作率小，而對誤動作率要求不高的場合。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高重要參數(shù)的準(zhǔn)確度和保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，普遍采用了信號多重化攝取法如“三取二”、“串、并混聯(lián)”、“二取大”、“二取均”、“三取中”、“三取均”、“四取三”等信號攝取法。這些多重化攝取法，雖然增加了變送器的數(shù)量，增加了投資，但對提高測量準(zhǔn)確度、增加系統(tǒng)的可靠性等方面是很有必要的。熱工保護(hù)的技術(shù)

保護(hù)常用的控制手段稱為聯(lián)鎖的控制技術(shù)。所謂聯(lián)鎖是指機(jī)器許可、禁止等的約束條件。它是利用被控對象之間存在的簡單邏輯關(guān)系，使這些對象的動作關(guān)系相互牽連，形成聯(lián)鎖反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)自動保護(hù)的一種控制方式。具體地說，就是當(dāng)某種操作或狀態(tài)完成之前，不允許有別的操作或狀態(tài)進(jìn)入。聯(lián)鎖控制分閉鎖控制和聯(lián)動控制兩種方式。甲動作是乙動作的必要條件，則這種關(guān)系為閉鎖關(guān)系。甲動作是乙動作的充分條件，則這種關(guān)系為聯(lián)動關(guān)系。例如：引風(fēng)機(jī)未運(yùn)行時，則送風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)等相繼不允許啟動。這種控制關(guān)系稱閉鎖控制。汽輪機(jī)潤滑油壓低時，自動啟動交流油泵，油壓繼續(xù)降低時，啟動直流油泵，停止交流油泵的運(yùn)行等。這種控制關(guān)系稱聯(lián)動控制。熱工保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)保護(hù)系統(tǒng)有確定合理的動作。為了設(shè)計出合理的保護(hù)系統(tǒng)，必須結(jié)合具體機(jī)組，深入分析主輔設(shè)備的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特征以及機(jī)組的運(yùn)行方式，并根據(jù)動作實(shí)現(xiàn)的可能性確定保護(hù)系統(tǒng)的動作。保護(hù)系統(tǒng)檢測元件的可靠性應(yīng)極高。為了達(dá)到這一點(diǎn)，保護(hù)系統(tǒng)一般應(yīng)選用轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)簡單而工作可靠的開關(guān)量變送器，如各種行程開關(guān)、壓力開關(guān)、溫度開關(guān)、流量開關(guān)等。保護(hù)系統(tǒng)的檢測信號應(yīng)采用專門獨(dú)立的傳感器，不得與其他自動化系統(tǒng)公用。

對重要的保護(hù)項(xiàng)目，其輸入信號可采用多重化處理，如“串、并聯(lián)”、“三取二”等優(yōu)選回路。熱工保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)保護(hù)系統(tǒng)一般是長信號，能滿足并保持到被控對象完成規(guī)定的動作要求。保護(hù)系統(tǒng)的操作指令應(yīng)為最優(yōu)先的操作指令。當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出的操作指令與該系統(tǒng)本身的自動操作指令或人工操作指令發(fā)生矛盾時，必須立即終止其他操作指令而按照保護(hù)系統(tǒng)的指令操作，保護(hù)系統(tǒng)的指令不受操作人員的控制。任何時候保護(hù)系統(tǒng)都能獨(dú)立地進(jìn)行控制，而不受其他自動化系統(tǒng)投入與否的影響。為保證保護(hù)裝置有最高的可靠性，在裝置控制電路中要大量使用隔離、濾波、屏蔽等抗干擾、冗余技術(shù)等提高可靠性的措施。保護(hù)裝置的電源大多采用直流蓄電池作為主電源，而把交流不中斷電源作為后備電源。保護(hù)裝置應(yīng)有完善的試驗(yàn)手段。試驗(yàn)范圍包括從信號檢測直至執(zhí)行指令的執(zhí)行結(jié)果。試驗(yàn)功能應(yīng)能保證在機(jī)組運(yùn)行過程中在線進(jìn)行，而又不影響機(jī)組的安全運(yùn)行。保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置檢修切換開關(guān)。在自動保護(hù)系統(tǒng)本身(如檢測元件、控制裝置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)等)出現(xiàn)故障時，保護(hù)系統(tǒng)能從“投入”位置切換到“解列”位置，以便進(jìn)行檢修。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)異常時，要求保護(hù)系統(tǒng)能迅速正確動作，必須消除在異常情況下可能出現(xiàn)的拒動作和誤動作，從拒動作和誤動作的后果考慮拒動作比誤動作所造成的損失要嚴(yán)重。保護(hù)系統(tǒng)在設(shè)計時必須最大限度地消除可能出現(xiàn)的誤動作和完全消除可能出現(xiàn)的拒動作。保護(hù)要滿足下列要求熱工保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)有防止誤動作和拒動作的措施，保護(hù)系統(tǒng)電源中斷或恢復(fù)不會發(fā)出誤動作指令。熱工保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)遵守下列“獨(dú)立性”原則。

1)爐、機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)的邏輯控制器應(yīng)單獨(dú)冗余設(shè)置。

2)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)有獨(dú)立的I/O通道，并有電隔離措施。

3)冗余的I/O信號應(yīng)通過不同的I/O模件引入。

4)觸發(fā)機(jī)組跳閘的保護(hù)信號的開關(guān)量儀表和變送器應(yīng)單獨(dú)設(shè)置；當(dāng)確有困難而需與其他系統(tǒng)合用時，其信號應(yīng)先進(jìn)入保護(hù)系統(tǒng)。

5)機(jī)組跳閘命令不應(yīng)通過通信總線傳送。保護(hù)要滿足下列要求在控制臺上必須設(shè)置的按鈕，應(yīng)直接接至停爐、停機(jī)的驅(qū)動回路。停爐、停機(jī)保護(hù)動作的原因應(yīng)設(shè)事件順序記錄。單元機(jī)組還應(yīng)有事故追憶功能。熱工保護(hù)系統(tǒng)輸出的操作指令應(yīng)優(yōu)先于其他任何指令，即執(zhí)行“保護(hù)優(yōu)先”的原則。保護(hù)回路中不應(yīng)設(shè)置供運(yùn)行人員切、投保護(hù)的任何操作設(shè)備。鍋爐熱工保護(hù)項(xiàng)目(一)鍋爐給水系統(tǒng)鍋爐（直流）的給水流量過低保護(hù)。(二)鍋爐蒸汽系統(tǒng)

(1)主蒸汽壓力高(超壓)保護(hù)；當(dāng)主蒸汽壓力高于規(guī)定值時，應(yīng)自動打開其相應(yīng)的安全門。

(2)再熱蒸汽壓力高(超壓)保護(hù)；當(dāng)再熱蒸汽壓力高于規(guī)定值時，應(yīng)自動打開其相應(yīng)的安全門。

(3)再熱器保護(hù)。(三)鍋爐爐膛安全保護(hù)

(1)鍋爐吹掃。

(2)油系統(tǒng)檢漏試驗(yàn)。

(3)滅火保護(hù)。

(4)爐膛壓力保護(hù)，其保護(hù)信號應(yīng)按“三取二”的方式選取。當(dāng)爐膛壓力等于或超過極限值時，嚴(yán)禁送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的擋板向擴(kuò)大事故的方向動作。

(5)緊急停爐保護(hù)。汽輪機(jī)熱工保護(hù)系統(tǒng)

大容量發(fā)電機(jī)組的汽輪機(jī)是一種在高溫高壓蒸汽推動下作高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。在機(jī)組啟動運(yùn)行或停止過程中如果不按規(guī)定的工況和要求操作，很容易發(fā)生葉片損壞、大軸彎曲、推力瓦燒毀等嚴(yán)重事故。汽輪機(jī)系統(tǒng)中還有很多輔機(jī)設(shè)備，需密切配合、協(xié)同工作來保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，必須對汽輪機(jī)的軸向位移、脹差、振動、轉(zhuǎn)速等機(jī)械參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)，還應(yīng)對軸承溫度、潤滑油壓、EH油壓、凝汽器真空、缸壁溫差、高壓加熱器水位等熱工參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)。大型汽輪機(jī)系統(tǒng)的熱工保護(hù)包括以下幾方面：

(1)汽輪機(jī)本體機(jī)械參數(shù)監(jiān)控（TSI）。

(2)汽輪機(jī)輔機(jī)保護(hù)。

(3)汽輪機(jī)防進(jìn)水保護(hù)。

(4)汽輪機(jī)緊急跳閘保護(hù)（ETS）。汽機(jī)保護(hù)框圖汽機(jī)主保護(hù)的條件有：1.超速跳閘；2.軸向位移大跳閘；3.低EH油壓跳閘；4.低潤滑油壓跳閘；5.低真空跳閘；6.軸承振動大跳閘；7.脹差大跳閘；8.發(fā)電機(jī)主保護(hù)跳閘；9.鍋爐保護(hù)跳閘；10.高排溫度高跳閘；11.DEH110%跳閘；12.DEH失電跳閘；13.遠(yuǎn)控手動跳閘；14.汽輪機(jī)進(jìn)水跳閘15.AST油壓低跳閘ORETS保護(hù)動作對象1.汽機(jī)EHA系統(tǒng)（電液式作動器）：EHA系統(tǒng)接受ETS跳閘信號后，動作主汽門、調(diào)門跳閘電磁閥（采用反邏輯時使電磁閥線圈失電；采用正邏輯時則使電磁閥線圈帶電），將跳閘油壓泄掉，快速關(guān)閉主汽門和調(diào)門。一般跳閘電磁閥會采用四取二邏輯。四個跳閘電磁閥采用串并聯(lián)方式，即AST1和AST3并聯(lián)，AST2和AST4并聯(lián)，然后串聯(lián)。只有當(dāng)AST1、AST3中有一個動作且AST2、AST4中有一個動作，機(jī)組才跳閘。2．汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)設(shè)計汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)的目的是提高汽輪機(jī)的熱效率，一般使用抽汽的熱力系統(tǒng)有凝水加熱器（低加）、給水加熱器（高加）、除氧器、汽動給水泵（小汽機(jī)）、輔助蒸汽系統(tǒng)等。在汽輪機(jī)跳閘甩負(fù)荷時，抽汽管道和加熱器內(nèi)儲存的能量可能使汽水倒流，引起汽輪機(jī)反轉(zhuǎn)甚至超速。為防止此類事故發(fā)生，在抽汽管道上設(shè)計了氣動逆止門。當(dāng)ETS系統(tǒng)發(fā)出汽機(jī)跳閘信號時，需要快速關(guān)閉氣動抽汽逆止門，防止汽輪機(jī)超速。ETS保護(hù)動作對象3．汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)當(dāng)ETS系統(tǒng)發(fā)出跳閘指令后，聯(lián)開汽機(jī)高壓旁路系統(tǒng)，將多余的蒸汽通過高壓旁路系統(tǒng)引至再熱器，防止過熱器超壓；聯(lián)開汽機(jī)低壓旁路系統(tǒng)，將再熱器內(nèi)多余的蒸汽通過低壓旁路系統(tǒng)引至凝汽器，防止再熱器超壓。4．FSSS系統(tǒng)汽輪機(jī)跳閘后是否需要鍋爐跳閘，一般設(shè)計了邏輯判斷。當(dāng)負(fù)荷較低，且汽輪機(jī)跳閘后，高旁回路、低旁回路都能正常打開，則沒有必要鍋爐跳閘；否則，ETS系統(tǒng)發(fā)出的跳閘信號送到FSSS系統(tǒng)，將爐側(cè)的一次風(fēng)機(jī)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)停運(yùn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐聯(lián)鎖。5.電氣保護(hù)系統(tǒng)ETS系統(tǒng)發(fā)出的跳閘信號送到電氣保護(hù)系統(tǒng)，將發(fā)電機(jī)主開關(guān)斷開，將發(fā)電機(jī)解列，防止因逆功率損壞發(fā)電機(jī)。汽輪機(jī)監(jiān)測儀表（TSI)

TSI監(jiān)測通道一般都有模擬量輸出，通過硬接線方式輸送到DCS系統(tǒng)及ETS系統(tǒng)進(jìn)行顯示、報警或作用于聯(lián)鎖保護(hù)。主機(jī)監(jiān)測項(xiàng)目：a．汽輪機(jī)軸承相對振動（每軸承各有X、Y向測量）b．汽輪機(jī)軸承絕對振動（垂直方向測量）c．汽輪機(jī)軸向位移d．汽輪機(jī)高壓缸脹差（雙斜坡補(bǔ)償方式測量）e．汽輪機(jī)低壓缸脹差（采用LVDT傳感器）f．汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子偏心度g．鍵相h．汽輪機(jī)超速保護(hù)（3取2方式）I．汽輪機(jī)零轉(zhuǎn)速監(jiān)測J．汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測量k．汽輪機(jī)缸體熱膨脹TSI機(jī)柜圖1a.#5、6機(jī)組主機(jī)TSI裝置（正面）圖1b.#5、6機(jī)組主機(jī)TSI裝置（背面）在機(jī)柜中部的背面裝有繼電器，監(jiān)測系統(tǒng)通過繼電器接點(diǎn)向DCS系統(tǒng)發(fā)送報警信號、向ETS系統(tǒng)發(fā)送停機(jī)信號。TSI信號流程汽輪機(jī)安全監(jiān)測裝置的監(jiān)測通道設(shè)有0～10V電壓輸出信號（轉(zhuǎn)速監(jiān)測通道輸出脈沖信號）及4～20mA電流信號。其中電壓信號送TDM系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)機(jī)的機(jī)械診斷分析；電流信號送到DEH和DCS系統(tǒng)用于畫面上的參數(shù)顯示。監(jiān)測裝置通過繼電器發(fā)送的開關(guān)量信號包括：監(jiān)測參數(shù)越限報警和危險停機(jī)信號，還有失電報警和回路故障報警。當(dāng)出現(xiàn)回路故障時，自動屏蔽模擬量、參數(shù)越限報警和危險停機(jī)信號的輸出，以防造成誤顯示、誤報警或誤停機(jī)。CompanyLogoTSITDMETSDCS/DEH傳感器前置器TSI信號測量在二瓦和三瓦之間的測速齒輪盤為60齒，其上半周安裝了6只轉(zhuǎn)速探頭，其中有三只磁阻式轉(zhuǎn)速探頭，信號送入DEH控制系統(tǒng)，有一只磁阻式轉(zhuǎn)速探頭送機(jī)頭轉(zhuǎn)速表，另外兩只為電渦流傳感器送入TSI作為汽機(jī)“零”轉(zhuǎn)速監(jiān)測信號；偏心度傳感器裝在前軸承箱中，它是對著軸位移測量盤的外緣安裝的；。軸振動傳感器為電渦流傳感器，在相應(yīng)軸瓦的一端分別與垂直方向成左、右45度角安裝。汽機(jī)缸體熱膨脹（缸體絕對膨脹）傳感器安裝在汽輪機(jī)前軸承箱兩側(cè)的地腳基礎(chǔ)上。1#~#9軸承的絕對振動（簡稱瓦振）傳感器采用的是分別垂直安裝于相應(yīng)軸承的軸承蓋上。用于汽輪機(jī)超速保護(hù)的三只渦流探頭安裝在六瓦和七瓦之間的盤車齒輪（88齒）處。

在#1軸承旁的一段軸頸上開有一個鍵槽，鍵相探頭就是對準(zhǔn)該鍵槽安裝的危急跳閘系統(tǒng)ETS（EMERGENCYTRIPSYSTEM）是汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)的簡稱。汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)用以監(jiān)視汽輪機(jī)的某些參數(shù)，當(dāng)這些參數(shù)超過其運(yùn)行限制值時，將使危機(jī)遮斷電磁閥失磁，迫使DEH的調(diào)節(jié)抗燃油泄壓而停機(jī)。單元機(jī)組的熱工保護(hù)單元機(jī)組熱工保護(hù)的作用和方式大型單元機(jī)組是一個有機(jī)的整體，關(guān)聯(lián)密切。任一環(huán)節(jié)或輔機(jī)發(fā)生故障，輕則迫使機(jī)組降低出力，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致整臺機(jī)組停運(yùn)，處理不當(dāng)則有可能造成設(shè)備損壞和人身傷亡事故。當(dāng)任何部分發(fā)生危及機(jī)組安全運(yùn)行的事故時，熱工保護(hù)系統(tǒng)必須發(fā)出各種指令送到有關(guān)控制系統(tǒng)和被控設(shè)備中，自動進(jìn)行減負(fù)荷、投旁路系統(tǒng)、停機(jī)或停爐等處理，以確保機(jī)組的安全，稱單元機(jī)組的熱工保護(hù)，也稱爐、機(jī)、電大聯(lián)鎖保護(hù)。輔機(jī)故障減負(fù)荷控制（RB）這類故障是機(jī)組主要輔機(jī)發(fā)生局部重大故障，而鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)主體設(shè)備正常，如個別送風(fēng)機(jī)跳閘、個別引風(fēng)機(jī)跳閘等。這時控制系統(tǒng)將強(qiáng)制機(jī)組按要求速率減負(fù)荷，降低到尚在運(yùn)行的輔機(jī)能夠擔(dān)當(dāng)?shù)呢?fù)荷值為止，以穩(wěn)定機(jī)組繼續(xù)安全運(yùn)行，這種熱工保護(hù)叫做輔機(jī)故障減負(fù)荷控制(RUNBACK)。一般納入RB控制的輔機(jī)主要有如下幾個。

(1)一臺送風(fēng)機(jī)跳閘RB控制。

(2)一臺引風(fēng)機(jī)跳閘RB控制。

(3)一臺一次風(fēng)機(jī)跳閘RB控制。

(4)一臺汽動給水泵跳閘而電動給水泵未能聯(lián)動投運(yùn)RB控制。

當(dāng)某臺輔機(jī)故障跳閘時，聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)及順序控制系統(tǒng)將對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行必要的隔離和啟、停處理；鍋爐燃燒安全管理系統(tǒng)(BMS)要根據(jù)不同的故障處理要求進(jìn)行停止一臺或兩臺磨煤機(jī)的控制；而機(jī)前壓力將通過DEH控制；協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS將控制方式自動切換到“汽輪機(jī)跟蹤方式”，以協(xié)調(diào)鍋爐子系統(tǒng)和汽輪機(jī)控制子系統(tǒng)，按相應(yīng)輔機(jī)的RUNBACK目標(biāo)負(fù)荷值和減負(fù)荷速率，降低鍋爐輸入量，穩(wěn)定主蒸汽壓力，使機(jī)組能比較平穩(wěn)地把負(fù)荷降到預(yù)定值，并且能穩(wěn)定運(yùn)行。機(jī)組快速甩負(fù)荷控制(FCB)在機(jī)組運(yùn)行過程中汽輪機(jī)或電氣部分發(fā)生事故而鍋爐運(yùn)行正常，如電網(wǎng)故障、汽輪機(jī)或發(fā)電機(jī)本身發(fā)生故障等，這時熱工保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)使鍋爐維持在盡可能低的負(fù)荷下運(yùn)行，而汽輪發(fā)電機(jī)可以跳閘，也可以在一定的條件限制下盡可能使汽輪機(jī)空載運(yùn)行或自帶廠用電運(yùn)行，以便故障消除后較快地恢復(fù)運(yùn)行，這種方式稱為機(jī)組快速甩負(fù)荷(FCB)。當(dāng)機(jī)組設(shè)計FCB控制時，必須配以足夠容量的旁路系統(tǒng)，必須考慮設(shè)備及控制功能的可靠性。爐、機(jī)、電大聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的動作如下:(1)當(dāng)鍋爐故障而產(chǎn)生鍋爐MFT跳閘條件時，延時聯(lián)鎖汽輪機(jī)跳閘、發(fā)電機(jī)跳閘，以保證鍋爐的泄壓和充分利用蓄熱。(2)汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)互為聯(lián)鎖，即汽輪機(jī)跳閘條件滿足而緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)動作時，將引起發(fā)電機(jī)跳閘，而發(fā)電機(jī)跳閘條件滿足而跳閘時，也會導(dǎo)致汽輪機(jī)緊急跳閘。不論何種情況都將產(chǎn)生機(jī)組快速甩負(fù)荷保護(hù)(FCB動作)。若FCB成功，則鍋爐保持30%低負(fù)荷運(yùn)行，若FCB不成功則鍋爐主燃料跳閘(MFT)而緊急停爐。(3)當(dāng)發(fā)電機(jī)一變壓器組故障，或電網(wǎng)故障而引起主斷路器跳閘時，將導(dǎo)致FCB動作。若FCB成功，鍋爐保持30%低負(fù)荷運(yùn)行。而發(fā)電機(jī)有兩種情況：當(dāng)發(fā)電機(jī)－變壓器故障時，其發(fā)電機(jī)負(fù)荷只能為零；而電網(wǎng)故障時，則發(fā)電機(jī)可帶5%廠用電運(yùn)行。若FCB失敗，則導(dǎo)致MFT動作，迫使緊急停爐。爐、機(jī)、電大聯(lián)鎖熱工保護(hù)誤動、拒動的原因原因大致可以概括為：

1、DCS軟、硬件故障；

2、熱控元件故障；

3、電纜接線短路、斷路、虛接；

4、熱控設(shè)備電源故障；

5、人為因素；

6、設(shè)計、安裝、調(diào)試存在缺陷。熱工保護(hù)誤動、拒動的原因1、DCS軟、硬件故障

隨著DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展，為了確保機(jī)組的安全、可靠，熱工保護(hù)里加入了一些重要過程控制站（如：DEH、CCS、BMS等）兩個CPU均故障時的停機(jī)保護(hù)，由此，因DCS軟、硬件故障而引起的保護(hù)誤動也時有發(fā)生。主要原因是信號處理卡、輸出模塊、設(shè)定值模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊等故障引起。

2、熱控元件故障

因熱工元件故障（包括溫度、壓力、液位、流量、閥門位置元件、電磁閥等）誤發(fā)信號而造成的主機(jī)、輔機(jī)保護(hù)誤動、拒動占的比例也比較大，主要原因是元件老化和質(zhì)量不可靠，單元件工作，無冗余設(shè)置和識別。熱工保護(hù)誤動、拒動的原因

6.設(shè)計錯誤

組態(tài)設(shè)計存在缺陷和錯誤，對問題和風(fēng)險估計不全面。缺少系統(tǒng)容錯功能。5.人為因素

因人為因素引起的保護(hù)誤動大多是由于熱工人員走錯間隔、看錯端子排接線、錯強(qiáng)制或漏強(qiáng)制信號、萬用表使用不當(dāng)?shù)日`操作等引起。

人為因素引起保護(hù)拒動大多因熱工人員在檢修后忘記合儀表電源開關(guān)、檢修后儀表二次門忘記開啟等引起。

3、電纜接線短路、斷路、虛接

電纜接線斷路、斷路、虛接引起的保護(hù)誤動主要原因是電纜老化絕緣破壞、接線柱進(jìn)水、空氣潮濕腐蝕等引起。

保護(hù)輸入信號的可靠性是保護(hù)系統(tǒng)能否正確動作的前提，因此，對保護(hù)系統(tǒng)輸入信號的正確處理是至關(guān)重要的：信號處理的要求：1.對于DCS系統(tǒng)或者PLC系統(tǒng)的模擬量保護(hù)信號，宜采用屏蔽電纜，且在該側(cè)單點(diǎn)接地。2.對于DCS采集的多路信號如果是同一信號，應(yīng)盡量分散在同一個DPU的不同模件上。3.對重要信號進(jìn)行三取二或四取三處理可以提高保護(hù)的可靠性，防止保護(hù)的誤動并盡量杜絕保護(hù)拒動。4.在進(jìn)行DCS邏輯組態(tài)時為了防止出現(xiàn)意外，可以分別對每一個信號串聯(lián)一個對應(yīng)的品質(zhì)判斷信號，以提高保護(hù)的可靠性。保護(hù)信號處理順序控制控制系統(tǒng)的輸入信號：

1）直接測量得到的開關(guān)量信號(開關(guān)量變送器)

2）由模擬量信號轉(zhuǎn)換來的開關(guān)量信號單一信號法：簡單但不可靠信號串聯(lián)法：可減少誤動，但可能拒動信號并聯(lián)法：可減少拒動，但可能誤動信號串并聯(lián)法：既可減少誤動也可減少拒動三取二信號法：誤動、拒動大大減少信號表決法：2/4、3/4、3/5表決法信號多重化攝取法：二取一、二取均、三取中、三取均等熱工信號處理P誤動作率,%Q拒動作率,%W無故障率，%E規(guī)定時間內(nèi)誤動作次數(shù)F規(guī)定時間內(nèi)拒動作次數(shù)M規(guī)定時間內(nèi)正確動作次數(shù)單一信號法值用單個檢測元件組成信號單元的方法。檢測元件誤動作時，信號單元也誤動作。元件少，結(jié)構(gòu)簡單，但是可靠性太差。

2信號串聯(lián)法兩者之間是與的關(guān)系邏輯表達(dá)式為：Y=A*B式中，A,B為檢測元件的輸出信號；Y為信號單元的輸出信號。信號單元的誤動作率可寫為:P=PA*PB設(shè)兩個檢測元件的誤動作率PA=PB=0.01，則P=0.0001，比單一信號的誤動作率小得多。信號的拒動作率可寫為：Q=1-（1-qa)(1-qb)=qa+qb-qaqb.設(shè)兩個檢測元件的拒動作率qa=qb=0.01,計算出的Q值比單一信號時增加了約一倍。因此，信號串聯(lián)法只適用于特別強(qiáng)調(diào)開關(guān)量控制系統(tǒng)的誤動作率，而對拒動作率要求不高的場合。3.信號并聯(lián)法兩者之間是與的關(guān)系邏輯表達(dá)式為：Y=A+B式中，A,B為檢測元件的輸出信號；Y為信號單元的輸出信號。信號單元的拒動作率可寫為:Q=qA*qB設(shè)兩個檢測元件的拒動作率qA=qB=0.01，則Q=0.0001，比單一信號的拒動作率小得多。3.信號并聯(lián)法信號的誤動作率可寫為：P=1-（1-pa)(1-pb)=pa+pb-papb設(shè)兩個檢測元件的誤動作率pa=pb=0.01,計算出的P值比單一信號時增加了約一倍。因此，信號串聯(lián)法只適用于特別強(qiáng)調(diào)開關(guān)量控制系統(tǒng)的拒動作率，而多誤動作率要求不高的場合。5.“三取二”信號法誤動作率P=pApB+pCpB+pApC-2pApBpC；拒動作率為Q=qAqB+qCqB+qAqC-2qAqBqC;當(dāng)單個元件的誤動作率或拒動作率很小的時候，這種方法將比單一信號法誤動作率或拒動作率均大大減小。但是當(dāng)單個元件的誤動作率和拒動作率大于0.5時，這種方法反而比單一信號法效果更差。因此，關(guān)鍵問題是提高單個元件的可靠性。目前在電廠最常用的一種6.多重信號表決法

右圖所示為3/4表決邏輯邏輯表達(dá)式為Y=多種表決電路一般都能有效的防止信號單元的誤動作或拒動作。常在電廠用做判斷是否有火。4.信號串并聯(lián)法邏輯表達(dá)式為Y=A*B+C*D誤動作率為P=pApB+pCpD-pApBpCpD；拒動作率為Q=（qA+qB-qAqB)(qC+qD-qCqD);當(dāng)單個元件的誤動作率或拒動作率很小的時候，這種方法將使誤動作率或拒動作率均大大減小。但是當(dāng)單個元件的誤動作率和拒動作率很大時，這種方法反而比單一信號法效果更差。因此，關(guān)鍵問題是提高單個元件的可靠性。4.信號串并聯(lián)法邏輯表達(dá)式為Y=A*B+C*D誤動作率為P=pApB+pCpD-pApBpCpD；拒動作率為Q=（qA+qB-qAqB)(qC+qD-qCqD);當(dāng)單個元件的誤動作率或拒動作率很小的時候，這種方法將使誤動作率或拒動作率均大大減小。但是當(dāng)單個元件的誤動作率和拒動作率很大時，這種方法反而比單一信號法效果更差。因此，關(guān)鍵問題是提高單個元件的可靠性。開關(guān)量測量的基本原理開關(guān)量變送器

直接把熱工參量或機(jī)械量轉(zhuǎn)化為開關(guān)量信號輸出的測量設(shè)備。

為順序控制裝置提供操作條件和回報信號。

基本工作原理：將被測參數(shù)的限定值轉(zhuǎn)換為觸點(diǎn)信號，并按順序控制系統(tǒng)的要求給出規(guī)定電平。熱工開關(guān)量變送器一、開關(guān)特性

切換差：被測物理量上升時開關(guān)動作值與下降時開關(guān)動作值之差。開關(guān)量測量的基本原理動作值、復(fù)原值、切換差P1P1+△P輸入輸出231P1-2通1-3通切換差動作值：

被測參數(shù)上升（或下降）到達(dá)某一規(guī)定值時，開關(guān)量變送器輸出觸點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生改變，這個規(guī)定值稱為動作值（閥值）。復(fù)原值：

當(dāng)被測參數(shù)返回到某一值復(fù)位，此時的值為復(fù)位值。切換差：

動作值與復(fù)原值之間的差值。思考：切換差與測量誤差是否相同？？

切換差不同于模擬測量中的誤差，測量誤差應(yīng)越小越好，但切換差并不是越小越好。干擾信號大的場合，應(yīng)選用切換差大的產(chǎn)品；干擾信號小的場合，應(yīng)選用切換差小的產(chǎn)品。開關(guān)量變送器觸點(diǎn)的閉合或斷開是在瞬間完成的，具有繼電器特性，因此可稱為繼電器，如壓力繼電器，溫度繼電器等開關(guān)量變送器的主要品種有：壓力開關(guān)，差壓開關(guān)，流量開關(guān)，液位開關(guān)，溫度開關(guān)等開關(guān)量測量方法壓力開關(guān)F1調(diào)節(jié)彈簧支點(diǎn)杠桿微動開關(guān)外殼傳感器F2壓力開關(guān)結(jié)構(gòu)示意開關(guān)量測量方法開關(guān)量測量方法開關(guān)量測量方法差壓開關(guān)差壓開關(guān)也稱差壓控制器或差壓繼電器。傳感器采用膜片或波紋管，使用時將高、低壓介質(zhì)分別引入膜片或波紋管的高、低壓側(cè)，其差壓作用在敏感元件上，使其發(fā)生位移，然后根據(jù)力平衡原理推動微動開關(guān)。差壓開關(guān)與壓力開關(guān)的區(qū)別？開關(guān)量測量方法開關(guān)量測量方法流量開關(guān)流量開關(guān)也稱流量控制器或流量繼電器。可分為差壓式、電磁式、活塞式、浮子式、翼板式和葉片式等種類?；痣姀S中大部分水和蒸汽的流量都是采用差壓方法測量，利用孔板或噴嘴等標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，將流量信號轉(zhuǎn)換成差壓信號，并輸入到差壓開關(guān)，根據(jù)節(jié)流裝置的流量—差壓特性整定差壓開關(guān)的流量動作值，即可得到流量的開關(guān)量信號。應(yīng)用例子——1）濾網(wǎng)堵塞信號

2）火電廠的斷煤信號開關(guān)量測量方法開關(guān)量測量方法液位開關(guān)液位開關(guān)也稱液位控制器或液位繼電器?？煞譃殡娊佑|式、浮子式、超聲波式和電容式等種類。浮子式液位控制器開關(guān)量測量方法溫度開關(guān)測溫范圍：0~100℃固體膨脹式溫度開關(guān)固體膨脹式溫度開關(guān)工作原理：利用不同固體受熱后長度變化的差別而產(chǎn)生位移，從而使觸點(diǎn)動作，輸出溫度開關(guān)信號。

100~250℃氣體膨脹式溫度開關(guān)250℃以上熱電阻、熱電偶應(yīng)用：1）空調(diào)電子式溫度控制器（電阻式）是采用電阻感溫的方法來測量的，一般采用白金絲、銅絲、鎢絲以及半導(dǎo)體（熱敏電阻等）為測溫電阻，這些電阻各有其優(yōu)確點(diǎn)。家用空調(diào)的傳感器大都是以熱敏電阻式。開關(guān)量測量方法雙金屬溫度計絕緣子雙金屬片觸點(diǎn)基片調(diào)節(jié)螺釘雙金屬溫度計的結(jié)構(gòu)開關(guān)量測量方法開關(guān)量測量方法行程開關(guān)行程開關(guān)也稱限位開關(guān)。裝在預(yù)定的位置上，當(dāng)運(yùn)動部件移動到此位置時，裝在運(yùn)動部件上的擋鐵碰撞行程開關(guān)，使常閉觸點(diǎn)斷開，電路被切斷，設(shè)備停止運(yùn)行。常用的行程開關(guān)有滾動式和直動式兩種。在某些電氣控制系統(tǒng)中，還經(jīng)常采用一種微動開關(guān)式行程開關(guān)。應(yīng)用：1）冰箱；2）洗衣機(jī)；3）錄音機(jī)和錄像機(jī)；4）機(jī)床；5）：自動運(yùn)料車開關(guān)量測量方法模擬量品質(zhì)目前一些熱工保護(hù)信號采用模擬量經(jīng)過邏輯運(yùn)算得出保護(hù)信號,在這種情況下就必須考慮模擬量品質(zhì)點(diǎn)及模擬量模板品質(zhì)的問題,以提高保護(hù)的可靠性。鍋爐的汽包水位高低保護(hù)信號一般都通過模擬量信號在控制器邏輯里進(jìn)行越限判斷實(shí)現(xiàn)。汽包水位高二值、低二值跳爐,高三值跳機(jī)信號均是由MCS控制器進(jìn)行模擬量判斷后送出3個DO點(diǎn)給FSSS1和ETS控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)組保護(hù)邏輯。由于模擬量點(diǎn)存在品質(zhì)點(diǎn)問題,所以某電廠調(diào)試期間進(jìn)行了邏輯優(yōu)化,當(dāng)有一個模擬量為壞點(diǎn)時,保護(hù)為二取一,當(dāng)有兩個模擬量為壞點(diǎn)時,為一取一。避免由于測點(diǎn)問題造成誤動。模擬量品質(zhì)