温度测点单点保护升速率定值的试验和完善

Alexandria2020

温度测点单点保护升速率定值的试验和完善

[导读] 大多数火力发电厂存在单点保护测点和单点保护逻辑，其中涉及到单点保护升速率设置问题。摘要：大多数火力发电厂存在单点保护测点和单点保护逻辑，其中涉及到单点保护升速率设置问题。为了确保火电机组单点保护准确性和可靠性，根据《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》中对控制系统软件功能配置可靠性评估的规定和《火电厂热控系统可靠性配置与事故预防》中控制逻辑进行优化和完善的相关规定，重点对三种温度元件进行升速率试验，通过试验针对不同的温度元件选择不同的升速率，提高火电机组单点保护的可靠性，防止单点保护误动和拒动。

关键词：单点保护 温度元件 升速率 可靠性

The experiment and improvement oftemperature measuring point single point protection rising rate fixed value ofthermal power unit Abstract: most of the thermal power plant exist single pointmeasuring point and single point protection logic, which involved a singlepoint of protection problems setting up the rise rate in order to ensureaccuracy and reliability of single point for thermal power unit protection,according to the thermal power plant automation system reliability assessmenttechnical guideline in the configuration of control system software functionreliability assessment of key components of three kinds of temperature riserate experiment, through the test for different components to select differenttemperature rise rate, improve the reliability of single point for thermalpower unit protection, to prevent a single point of protection misoperation andrefused to move。 KEY WORD: A single point of protection lifting speed temperatureelement reliability

1.引言

由于设计原因，我厂很多设备都存在单测点保护（下文简称单点保护），比如汽轮机的轴承温度、小机的轴承温度、以及前置泵和凝泵的轴承温度等。单点保护对测点温度数值测量要求非常高，如果测点温度数值突变可能导致设备误跳闸或者保护拒动。为防止设备误动和拒动，我们在DCS单点保护逻辑中加入了升速率和测点品质判断，当升速率过快和测点品质不合格，则该保护自动闭锁且发出报警，提醒运行人员立即通知热工人员处理。由此可以看出单点保护升速率的设定值对机组正常运行非常重要，当设定值过大或过小就会引起设备误动或拒动。本文针对现场带单点保护的三种温度元件（PT100、E型热电偶、K型热电偶）的升速率设定值进行了大量试验，对试验数据进行分析后，最终确定试验效果最好的升速率为定值，以满足热工自动化系统可靠性配置，防止带单点保护设备拒动的和误动。

2.情况介绍

我厂已于2016年将所有单点保护测点的保护逻辑进行了修改和完善，修改后逻辑如下图所示，加入了速率限制模块，升速率模块定值统一设定为5℃/S（包括DEH逻辑里的升速率），当升速率不满足要求时，自动切除该测点保护，并发出报警。该项改进解决了因接线松动、元件故障以及电缆故障导致的测点高峰值跳变引起的设备误动。2018我厂一号机#2给水泵发生一起因主推力瓦温度单点保护拒动引起的磨瓦事件，说明我厂三种温度元件（PT100、E型热电偶、K型热电偶）的单点保护逻辑升速率定值设计不合理，存在单点保护逻辑拒动作的隐患。

本文重点从升速率试验入手，通过三种温度温度元件升速率的试验，最终确定每种元件的升速率定值，有效防止设备单点保护拒动。

3.实施过程

利用#2机组停机机会，我们在DCS系统中编辑了升速率判断逻辑，将一个测点引入多个升速率判断模块，判断在温升过程中速率的低限和高限值。

选择与现场三种温度元件型号一致的温度元件，接入DCS系统AI卡件空余通道，在电加热炉中加热E型热电偶、K型热电偶和PT100热电阻温度元件，并根据现场测点实际工作温度设置了三种升温区间，分为200℃、300℃和500℃，模拟现场工况，经过反复试验、数据筛选并多次论证后，完成了温度元件升速率实验报告。

4.试验结果

通过升速率试验结果可以看出，升速率统一设定为5℃/S不满足现场实际情况，经综合分析研究，将PT100测点的升速率定值由5℃/S改为13℃/S，E型热电偶测点的升速率定值由5℃/S改为20℃/S，K型热电偶的升速率保持5℃/S不变。

5.结束语

通过小机磨瓦事件发现PT100测点单点保护逻辑中升速率设置不合理，举一反三核查E型和K型热电偶测点保护逻辑升速率设置。经过选取不同温升区和结合现场实际，通过试验确定了PT100、E型热电偶、K型热电偶三种元件的温升速率，最终确定了三种温度保护逻辑中的升速率设定值，降低了单点保护逻辑的误动和拒动几率，达到了预想目的。本次实验可为火电厂单点保护升速率设置提供依据，可在同类机组中进行推广验证。

参考文献

【1】《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》：6.2.4.1超限报警和故障诊断功能设置应满足： b）参与保护的缓变参数，应设置信号变化速率越限报警且保护自动切除功能，信号恢复时保护功能应自动复归，报警信号应手动复归。

【2】《火电厂热控系统可靠性配置与事故预防》：5.12为避免单个部件或设备故障而造成机组跳闸，在新机组逻辑设计或运行机组检修时，应采用容错逻辑设计方法，对运行中容易出现故障的设备、部件和元件，从控制逻辑上进行优化和完善，通过预先设置的逻辑措施来避免控制逻辑的失效：

a)通过增加测点的方法，将单点信号保护逻辑改为信号三选二选择逻辑。

b)无法实施a)的，通过对单点信号间的因果关系研究，加入证实信号改为二选二逻辑。

c)无法实施a)和b)的，通过对单测点信号，通过专题论证，在信号报警后能够通过人员操作处理，保证设备安全的前提先可改为报警。

d)实施上述措施的同时，对进入保护联锁系统的模拟量信号，合理设置变化速率保护、延时时间和缩小量程（提高坏值信号剔除作用灵敏度）等 故障诊断功能，设置保护联锁信号坏值切除与报警逻辑，减少或消除因接线松动、干扰信号或设备故障引起的信号突变而导致的控制对象异常动作。

内容来源：热控知识