桂林虹源發(fā)電有限責(zé)任公司2臺(tái)135 MW機(jī)組于2000年10月投入運(yùn)行，該機(jī)組DEH由上海汽輪機(jī)廠提供，采用FOXBORO公司智能自動(dòng)化儀表系列構(gòu)成的凝汽式汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，可由操作員站通過(guò)CRT各畫面控制汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、升速、閥切換、并網(wǎng)、帶負(fù)荷，具有兩種互為跟蹤的控制方式，即自動(dòng)和手動(dòng)，并可相互切換。

該系統(tǒng)自投用以來(lái)，1號(hào)機(jī)組出現(xiàn)了在運(yùn)行中兩個(gè)主汽門突然自動(dòng)關(guān)閉，導(dǎo)致甩負(fù)荷的事件，當(dāng)時(shí)1號(hào)機(jī)帶90 MW負(fù)荷，各項(xiàng)參數(shù)都正常。主汽門TV1和TV2突然關(guān)閉，負(fù)荷迅速降至0，由于運(yùn)行人員處理不及時(shí)，導(dǎo)致繼電保護(hù)動(dòng)作，跳機(jī)停爐。

1 原因分析

開(kāi)始汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)升速時(shí)，汽輪機(jī)處于主汽門控制方式，此時(shí)4個(gè)調(diào)速汽門GV全開(kāi)，轉(zhuǎn)速由TV控制，TV的開(kāi)度指令根據(jù)PID運(yùn)算得出，控制原理邏輯如圖1所示。



圖1 TV控制原理邏輯

正常時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2 950 r/min時(shí)，進(jìn)行閥切換，轉(zhuǎn)入調(diào)門控制，此時(shí)SUM開(kāi)始快速累加，TV指令也跟著快速增加，主汽門加速開(kāi)啟，當(dāng)TV1與TV2反饋平均值大于90時(shí)，THI為1，TV的指令變?yōu)?00并一直保持下去，這時(shí)主汽門處于全開(kāi)狀態(tài)，控制方式已轉(zhuǎn)入調(diào)門控制方式。在以后并網(wǎng)、加負(fù)荷及正常運(yùn)行時(shí)，TV始終全開(kāi)，THI始終為1，保持100的開(kāi)度指令輸出。而TV控制回路的PID模式也處于跟蹤狀態(tài)。

圖2為1號(hào)機(jī)甩負(fù)荷時(shí)的歷史趨勢(shì)。



圖2 1號(hào)機(jī)甩負(fù)荷時(shí)的歷史趨勢(shì)

由于外部原因?qū)е耇V1的閥位反饋減小，當(dāng)兩者之和小于90時(shí)，THI由1變0，此時(shí)，控制邏輯發(fā)生變化，首先TV控制回路中的PID模塊不再處于跟蹤狀態(tài)，它開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)算，參與控制。在控制邏輯里，PID的設(shè)定值在并網(wǎng)前代表轉(zhuǎn)速設(shè)定，其值為0～3000r/min，而在并網(wǎng)后卻代表功率設(shè)定，其值為0～135 MW，當(dāng)時(shí)帶90 MW負(fù)荷，一旦PID投入運(yùn)算，它的設(shè)定值為功率值，比實(shí)際轉(zhuǎn)速小太多，PID的輸出將很快從100降為0，從歷史趨勢(shì)圖可以看出，只用了6 s。

此時(shí)，TV的開(kāi)度指令不再為100這個(gè)常數(shù)，而是SUM與PID輸出之和，從上面分析得知PID輸出很快降為0，下面須確認(rèn)SUM的值。從歷史數(shù)據(jù)可知SUM也為0，所以TV的開(kāi)度指令在6 s之內(nèi)降為0，導(dǎo)致兩個(gè)TV同時(shí)關(guān)閉造成這次事件。正常情況下，經(jīng)過(guò)升速時(shí)的累加，SUM的值在200左右，不為0，但通過(guò)分析邏輯可以看出當(dāng)DEH切過(guò)手動(dòng)或打閘時(shí)，可將SUM的值清為0。經(jīng)查，此前運(yùn)行人員因?yàn)槠麎翰▌?dòng)，曾切過(guò)手動(dòng)控制，使SUM為0。從圖2還可以看出，在02:39:44時(shí)，指令有一個(gè)下降，很快又變?yōu)?00。這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)TV2反饋為97.61，TV1反饋為84.28，這時(shí)候THI已經(jīng)翻轉(zhuǎn)，由1變0，所以指令開(kāi)始下降。到02:39:46時(shí)，TV1反饋又變?yōu)?8.3，此時(shí)TV2反饋為96.8，THI由0變1，指令又變?yōu)?00。這說(shuō)明當(dāng)時(shí)正好處于臨界狀態(tài)，TV的輕微變化都可能使指令變化。

2 處理對(duì)策

通過(guò)這次事件，表明原邏輯存在不完善的地方，為此在組態(tài)中對(duì)原邏輯進(jìn)行了相應(yīng)改動(dòng)，即加一個(gè)RS觸發(fā)器，如圖3所示。



圖3 改進(jìn)后的TV控制原理邏輯

表1為RS觸發(fā)器真值表，其中THI為S端。

表1 RS觸發(fā)器真值

S

R

0

0

0

不變

0

1

0

1

0

1

1

1

不變

加上一個(gè)觸發(fā)器后，原有功能并不受影響，而且能避免類似甩負(fù)荷事件再次發(fā)生。當(dāng)再次出現(xiàn)TV1反饋值變小，導(dǎo)致THI變?yōu)?時(shí)，由于安全油壓未失去，其值為0，所以RS觸發(fā)器輸出仍為1。TV的開(kāi)度指令不變，也保持為100。這樣TV2仍保持全開(kāi)。負(fù)荷不會(huì)馬上降下來(lái)，運(yùn)行人員可以到就地察看，若TV1仍然全開(kāi)，則可判定是反饋回路出現(xiàn)問(wèn)題，通知檢修人員處理即可，機(jī)組運(yùn)行完全不受影響。若TV1確實(shí)關(guān)了下來(lái)，這時(shí)運(yùn)行人員可采取措施，將機(jī)組穩(wěn)定在一個(gè)較低負(fù)荷上運(yùn)行，再?zèng)Q定是否停機(jī)。這樣可以避免因甩負(fù)荷影響整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，同時(shí)避免了事件進(jìn)一步擴(kuò)大引起其它保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)，停爐。 （鄧濤 羅鵬 蒙映峰）