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600MW机组汽机主保护可靠性自主改造

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成果主要完成人

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项目概况

立项背景:

锦能公司#3机组ETS危急遮断系统选用的是上海汽轮机厂成套配置的AB公司RSLogix 5000的保护控制系统。该系统自2007年投用,历经10余年的运行,故障率逐步呈上升态势。根据工业仪表的标准,产品在生产10年后将进入损耗期,故障率也呈明显上升态势,同时,锦能公司ETS系统汽机主保护信号未设置有“汽机主油箱油位低”保护,且ETS系统原设计部分汽轮机主保护信号采用单信号单通道设计,不满足新版25项反措的相关要求。

ETS系统作为汽轮机的关键保护系统,其稳定性和可靠性极为重要,为保证机组安全稳定的长周期运行,锦能公司依据新版25项反措要求,对#3机组汽机主保护信号通道进行自主扩容改造,采用更为可靠的3取2或串并联的取信方式,同时,对软件逻辑进行升级,以满足趋势可在线事故追忆的要求。

实施方案:

盘点主保护信号类型及具体数量,对原设计部分汽机主保护信号通道进行扩容,并使其满足冗余备用原则,对每种类型信号通道预留出20%冗余量。

将原有单一保护的MFT信号另行增加两路信号,与原信号采取三取二冗余判断模式,以降低和减少线路或通道故障带来的保护误动风险。

对原有汽机主保护控制系统PLC软件RSLogix 5000进行升级,并修改PLC软件逻辑以使其判断满足三取二冗余判断模式。此外,对系统软件进行逻辑优化,使其跳闸信号满足事故追忆查询功能并具有在线趋势记忆功能。

对原有汽机主保护控制系统硬件设备包括直流电源配电箱、交流电源配电箱、超速控制箱、继电器、主控、电源模块、IO卡件进行全套更换,并确保其更换为当前主流产品,全面提升系统硬件设备可靠性,以达到设备寿命提升的目的。

对原有PLC软件逻辑进行逻辑注释添加,方便后续设备维护。

依据新版25项反措要求,增加汽机主油箱油位低保护相关逻辑,避免机组运行中发生油系统泄漏等导致的断油烧瓦事件,进一步提升了机组运行安全可靠性。

原有汽机主保护控制系统设计无上位机,不便于检修维护人员进行日常状态点检和组态查看,本次汽机主保护信号可靠性自主改造对主保护控制系统加装上位机,以方便人员进行趋势查看和日常点检。

原有的汽机主保护控制系统触摸屏无就地手动打闸首出画面,重新对原触摸屏进行画面组态后增加就地手动打闸首出,即在没有汽机主保护动作时汽机跳闸认为是就地手动打闸按钮触发。

创新亮点:

自主设计和组装

成本优化控制

设备寿命管理

功能完善与扩展

首创趋势可追溯

应用效果:

效果主要体现为:1)对原单取信的保护信号扩展两路独立输入信号,与原信号组成三取二逻辑判断,确保信号动作可靠性;2)根据新版25项反措要求增设三路主油箱油位保护判断逻辑,实现油位的保护功能;3)硬件产品全部更换为目前最新版本产品,较改造前技术淘汰产品更加先进,系统运行稳定性增强,正确动作更为可靠,大大降低了机组非停风险及其可能带来的经济损失(600MW机组非停一次经济损失大约400多万元),进而减少了机组运营成本;4)增加了事故趋势追忆功能,使得事故分析变得更加快捷、准确、方便;5)加装一台上位机,在上位机中组态点检画面,将所有信号的状态和保护投退情况在上位机画面进行显示,方便运行维护人员的点检,及时发现异常情况,及早进行预控,避免事故的进一步扩大。

推广范围:

此应用成果已经逐步在国华锦能其它三台机组计划实施,同时该成果可以广泛用于火力发电机组汽机主保护系统的借鉴应用。