摘要：火力發(fā)電機(jī)組的熱工保護(hù)系統(tǒng)是保證機(jī)組安全運(yùn)行的邏輯控制系統(tǒng)。它連續(xù)監(jiān)視機(jī)組的運(yùn)行狀況，當(dāng)出現(xiàn)危及設(shè)備和人身安全時(shí)，按適當(dāng)?shù)某绦蛲Ｓ孟鄳?yīng)的設(shè)備，甚至停機(jī)。由此可見，其誤動(dòng)和拒動(dòng)都會(huì)帶來重大損失。本文介紹了采用PLC改造熱工保護(hù)系統(tǒng)的一些優(yōu)缺點(diǎn)，供大家參考。
　　
　　火力發(fā)電機(jī)組的熱工保護(hù)系統(tǒng)是保證機(jī)組安全運(yùn)行的邏輯控制系統(tǒng)。它連續(xù)監(jiān)視機(jī)組的運(yùn)行狀況，當(dāng)出現(xiàn)危及設(shè)備和人身安全時(shí)，按適當(dāng)?shù)某绦蛲Ｓ孟鄳?yīng)的設(shè)備，甚至停機(jī)。由此可見，其誤動(dòng)和拒動(dòng)都會(huì)帶來重大損失。
　　
　　125mw火電機(jī)組多建于80年代，其熱工保護(hù)裝置采用繼電器硬線邏輯，系統(tǒng)復(fù)雜，故障點(diǎn)多，發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)不易恢復(fù)，可維護(hù)性低，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。
　　
　　采用PLC改造熱工保護(hù)系統(tǒng)，有如下優(yōu)點(diǎn)：
　　
　　（1）系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，可靠性大大提高;
　　
　　（2）具有靈活的擴(kuò)充能力，動(dòng)作邏輯完善;
　　
　　（3）系統(tǒng)可維護(hù)性提高;
　　
　　（4）具有強(qiáng)大的事故分析能力。
　　
　　為提高老機(jī)組熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，完善其功能，我們對(duì)湖南金竹山電廠的#6機(jī)組（125mw）進(jìn)行了改造，系統(tǒng)通過一年多的運(yùn)行考驗(yàn)，取得了圓滿的成功。
　　
　　2、總體設(shè)計(jì)
　　
　　2.1熱工保護(hù)系統(tǒng)原理
　　
　　熱工保護(hù)系統(tǒng)通常由四個(gè)部分組成，參見圖1，即運(yùn)行人員控制盤、邏輯控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)元件
　　
　　（1）操作控制盤：包括指令器件和信息反饋器件，如操作按鈕和信號(hào)燈等。控制盤逐漸由crt代替。　　
　　（2）邏輯控制盤：熱工保護(hù)系統(tǒng)的核心。它根據(jù)操作命令和檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行綜合判斷和邏輯運(yùn)算，其結(jié)果用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或送運(yùn)行人員控制盤。
　　
　　（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：機(jī)組的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。包括：各種電磁閥、控制閥、變頻器、接觸器等。
　　
　　（4）檢測(cè)元件：熱工保護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。其主要作用是將反映機(jī)組狀態(tài)的各種參數(shù)變?yōu)橄到y(tǒng)可接受的開關(guān)量信號(hào)。檢測(cè)元件包括：反映執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的限位開關(guān);反映諸如壓力、溫度、流量、水位是否正常的傳感器，如壓力開關(guān)、溫度開關(guān)、流量開關(guān)等等。
　　
　　2.2檢測(cè)信號(hào)處理
　　
　　為減少中間環(huán)節(jié)，充分利用plc資源，將所有汽輪機(jī)跳閘、聯(lián)鎖回路，包括汽輪機(jī)后備超速保護(hù)、真空低保護(hù)、潤(rùn)滑油壓低保護(hù)、軸向位移保護(hù)、高壓缸脹差保護(hù)、低壓缸脹差保護(hù)、發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、汽輪機(jī)振動(dòng)保護(hù)、電超速保護(hù)、潤(rùn)滑油壓低聯(lián)動(dòng)、高加水位高保護(hù)、抽汽聯(lián)鎖、后汽缸噴水、給水泵聯(lián)鎖等信號(hào)直接接入plc。
　　
　　對(duì)于重要參數(shù)，如汽包和高壓加熱器水位、汽輪機(jī)位移和差脹、真空等采用三選二邏輯。對(duì)于變化頻繁的參數(shù)，加延時(shí)處理。因現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)均為無源節(jié)點(diǎn)，不經(jīng)過隔離直接輸入到plc摸件。本課題的輸入點(diǎn)約80點(diǎn)。
　　
　　2.3輸出信號(hào)處理
　　
　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括：主汽門，電超速保護(hù)，發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)，1-5段抽汽門保護(hù)和信號(hào)，甲、乙給水泵，后汽缸噴水保護(hù)和信號(hào)，#5、#6高加水位高ⅱ值信號(hào)，高加事故放水門動(dòng)作，#5、#6高加水位高ⅲ值信號(hào)，切除高加（1）、（2）、（3）磁力斷路油門，中壓調(diào)速汽門，油開關(guān)，#5、#6高加出水電動(dòng)門，#5、#6高加進(jìn)汽電動(dòng)門，高加旁路門等等，共52點(diǎn)。
　　
　　綜合考慮執(zhí)行部分設(shè)備容量和系統(tǒng)可靠性，plc輸出全部采用中間繼電器隔離。
　　
　　2.4plc配置
　　
　　在老機(jī)組熱工保護(hù)的plc改造中，相對(duì)于檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)而言，plc的可靠性是zui高的，故本課題未采用plc整體冗余結(jié)構(gòu)。僅對(duì)于極其重要的i/o點(diǎn)，采用plc的模件冗余方式解決。
　　
　　對(duì)于plc的輸出模件的選擇，考慮到現(xiàn)場(chǎng)的共摸干擾達(dá)200-300v，采用繼電器方式的模件。根據(jù)上述原則，選擇modicontsxpremiumplc。
　　
　　2.5系統(tǒng)電源
　　
　　系統(tǒng)電源是plc可靠運(yùn)行的基本保證。系統(tǒng)供電的兩路ups電源分別來自不同的回路，減少了事故狀態(tài)下ups失電的可能，兩路ups互為備用，先投入者為工作電源，另一路為備用電源。
　　
　　3、控制邏輯
　　
　　在熱工保護(hù)plc改造中，其邏輯功能如下：
　　
　　（1）基本功能，完善并實(shí)現(xiàn)原繼電器所有邏輯;
　　
　　（2）保護(hù)系統(tǒng)投入、退出時(shí)間記錄，用于保護(hù)系統(tǒng)投入情況考核;
　　
　　（3）*原因記錄。
　　
　　當(dāng)熱工保護(hù)動(dòng)作后，要指出引起動(dòng)作的*原因，以便處理和分析事故原因，跳閘記憶邏輯就是根據(jù)這一條原則制定的。對(duì)于保護(hù)動(dòng)作時(shí)間記錄，由于一些保護(hù)動(dòng)作時(shí)互為因果的關(guān)系，其動(dòng)作的先后次序的記錄對(duì)運(yùn)行事故分析有相當(dāng)?shù)膮⒖純r(jià)值，因此要求記錄的zui小分辨率達(dá)到10ms，每套保護(hù)記錄系統(tǒng)復(fù)位后zui先動(dòng)作的那一次時(shí)間。對(duì)于某一套保護(hù)的邏輯梯形圖如圖2。　　　　
　　當(dāng)動(dòng)作條件出現(xiàn)，保護(hù)動(dòng)作;在保護(hù)動(dòng)作瞬間將*原因?qū)懭霠顟B(tài)字，同時(shí)記錄動(dòng)作時(shí)間。
　　
　　4、結(jié)束語
　　
　　采用plc改造火電機(jī)組的熱工保護(hù)系統(tǒng)，具有可靠性高、功能較完善、投資少等特點(diǎn)，而且易于擴(kuò)展。該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，未發(fā)生過誤動(dòng)和拒動(dòng)情況，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，受到用戶好評(píng)，正在該廠的其它機(jī)組上推廣應(yīng)用。