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摘要:电气控制与热工控制在各自的领域都服务于一次设备，集控制，保护，测量与一体，作为各自领域的二次专业，都有着举足轻重的作用，热工与电气之间的联系虽然不多，但都举足轻重，需要我们认真对待研究。
关键词：电气控制 热工控制 接口
2018年，我司二期项目进行DCS改造，热工控制系统由ABB更换为上海新华控制；电气方面，也由最早模拟操作屏更换为新华ECS控制，纳入DCS系统；在改造的过程中，经过对电气二次回路与热工控制回路及保护回路的梳理，针对原设计与接线中存在的问题，经两个专业商议后进行了相应的变更，以满足最新设计的要求，主要体现在以下几个方面：
1.发电机主开关位置接点：
1.1主开关位置接点直接送至热工DEH调速系统，判断机组并网与否,当开入接通，DEH调速系统发并网增加初负荷指令,发电机在并网同时向电网发送有功功率,随后根据AGC(自动发电控制)指令增减有功功率。这部分设计存在以下问题:
1）“三取二”问题
热工专业对保护跳闸及重要的逻辑判断回路采取“三取二”的设计原则,但是一般高压侧主开关辅助接点数量有限,而且热工部分设计对重要回路一律要求取就地接点。如果提供三组接点对断路器肯定是不够的,现场一般采取的办法是将A、B、C三相分别送出1对接点接至DEH做为三个开入点,这种方法并不是真正意义上的“三取二”,而是为了满足热工DEH的逻辑需要。解决办法为,在设备设计阶段要求断路器厂家多提供几组辅助接点,将三相串联后,分别送至DEH系统。
需要注意的是，因为热工DEH采集主开关接点，而并未采集刀闸接点，在做假同期或者大连锁试验时，因断路器隔离刀闸未合,此时合上断路器，会造成汽机超速的事故，解决办法为：
1）每次试验时，需通知热工人员解除主开关合闸增加初始负荷逻辑，待试验后恢复，这也是我司的习惯做法，优点是接线简单，避免了因位置接点不到位而影响机组并网问题的发生几率，但需要电气与热工人员密切配合；
2）将刀闸接点和主开关接点串联接入DEH，避免了人为造成超速事故的发生；见右图，其中1G，2G为刀闸位置接点。
2. 发变组保护动作发关主汽门命令
2.1 电气关主汽门令实际是电气跳汽机，一般由发变组保护出口，该回路设计同样存在“三取二”的问题，具体情况如下：
根据继电保护双重化配置原则，发变组保护一般配备两面电气量保护屏A、B，非电气量保护屏C，各屏功能与出口相互独立，每面屏单独配置一路关主汽门出口至ETS，看似满足热工回路设计“三取二”要求，其实是不合理的：热工要求三个信号必须同源，这和主开关接点存在的问题相同；
设备发生电气故障，电气量两路保护动作，满足热工“三取二”逻辑，ETS动作于关闭主汽门并停机停炉，但是这里非电量不参与动作，其实“三取二”变成了二取二，增加了拒动的风险；
下面几种情况，电气保护动作出口切除发电机，而关主汽门信号未发出，可能造成汽机超速事故：
1）根据电网最新反措要求，双重化配置发变组保护均需要配备不用原理，不同厂家的保护装置，由于两套电气量保护在定值和动作时间上存在着细微差异，这就会当一次设备故障发生在保护动作临界值附近时，可能某一套保护先动作，切除故障后，另一套保护不动作，这样关主气门信号只有一路出口，不满足热工“三取二”逻辑；ETS拒动；
2）机组正常运行时,若一套电气量保护因故检修退出运行,发变组保护单套运行，当一次设备发生故障时,非电量保护不动作；
3）正常运行时,一套电气量保护误动作；
4）当发生瓦斯，温度或者非全相等非电量故障，,非电量保护（C屏）动作,而电气量保护不动作。
整改方法：
针对上述发变组保护出口情况，解决办法需要从电气和热工两方面考虑：
发变组保护A、B、C屏每屏分别送出三对关主汽门接点,一一并联，共计出口三路，热工ETS也要具备三路开入点,对三组关主汽门出口进行“三取二”判断,保证动作可靠性。
3.发电机断水保护
该保护功能由热工和电气共同完成。信号采集由热工完成，热工SCS在定子冷却水系统出水口设置三路差压变送器取样,将差压信号折算成流量信号后进行比较运算,当计算流量值均满足或一路不满足正常值时,认为定子冷却水系统工作正常。当其中两路或三路计算流量低于定值时,判断定子冷却水系统断水,随即向发变组保护C屏发定子断水动作开出,发变组非电量保护C屏接收到动作开入后,为防止保护误动作,加相应延时后(一般设定为30s)动作全停出口。
存在的问题：
工程实践中，容易出现延时重复的问题，如此次我司DCS改造完成后，机组大连锁试验中，热工SCS检测到断流后，延时30S向电气发变组保护发动作开入信号，发变组C屏在接收到开入后，再次延时30s动作于全停，相当于保护60s才动作；这极易导致发电机定子线圈过热，造成定子线棒受损变形。处理办法为取消热工延时，延时由发变组保护统一执行。
4.发电机有功功率信号：
我司发电机有功功率信号均来自发变组变送器屏，热工专业取用此信号作为一个参考量参与到机组自动发电控制协调系统、汽轮机数字电液控制系统等重要控制系统中；因此要求电气提供三个功率信号以便“三取二”。经过梳理发现了一些问题：这些变送器电压输入取自同一组电压互感器的二次绕组；变送器辅助电源也取自同一个交流电源，这就带来许多安全隐患。一旦在机组运行中发生电压互感器二次绕组断线或变送器辅助电源失电,会造成变送器输出归零或功率信号减半,严重影响机组调节,甚至造成停机。
为了解决以上问题,生产现场可考虑如下解决方法:
1)发电机出口电压互感器均配置三个测量级二次绕组,参与机组协调的功率变送器分别从三个绕组取得机组电压信号输入；变送器电源从两套机组UPS、保安电源取得三路互相独立的交流辅助电源。这样,功率变送器从电压信号输入、辅助电源接引上均实现“三取二”。
2)我司发变组变送器屏共设置三个功率变送器，每个变送器配置四路模拟量输出，有效减低了电流互感器、电压互感器二次负载,AGC与DEH所需功率信号分别取自三个功率变送器的输出形成“三取二”，有效避免单个变送器损坏致使热控“三取二”逻辑误判。
5.结束语
通过对电气与热工回路的梳理，对发变组保护动作关主汽门回路、断水回路延时、功率变送器输出与电源回路进行了整改，有效提高了机组协调控制系统、DEH系统运行可靠性。针对上述存在的问题，也提醒我们，在发电厂设计和调试阶段，电气专业与热工专业存在着明显差异；在调试过程中，应该理清设计和施工中存在的问题，尤其是专业接口部分，以保证在机组运行中，电气与热工保护都能够及时有效配合。
参考文献
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[3] 张勇 . 火电厂热工与电气控制系统一体化应用分析 [J]. 江西煤
炭科技 ,2018，(03):164-166.
论文作者:李红波
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/28
标签：热工论文; 接点论文; 电气论文; 动作论文; 回路论文; 变送器论文; 机组论文; 《当代电力文化》2019年第04期论文;