摘要：电力已经成为了现代社会发展不可缺少的能源。总体来说火力发电仍然是我国最主要的发电方式，为维护我国电力人员稳定供应做出了巨大贡献。火力发电中需要使用汽轮机，主要指的是通过喷嘴射出的高速气体来驱动叶轮转动，完成发电过程。本文将着重针对超超临界机组汽轮机保护系统进行深入研究。
关键词：超超临界机组；汽轮机保护系统；研究
超超临界机组汽轮机在运行的过程中，涉及到的工况比较复杂。必须要从多个角度出发，考虑到各种可能面临的故障问题，做好保护系统的设计，才能够促使该汽轮机稳定运行。该保护系统主要由汽轮机本体、辅机控制、以及主保护控制系统，做好这方面的优化设计具有较强的现实意义。
一、关于汽轮机保护系统的概述
1.1 电子保护系统
电子保护系统的功能结构组成相对来说是比较复杂的，主要由众多电子电路以及相应的处理模块组成。通过一部分采样电路来实时获取数据信号，并与设定的阈值进行比较，如果发现超出报警的情况就可触发报警行为。所采集到的电子保护系统信号主要由两个部分组成，第一个是硬接线输出，第二个则是数据通讯输出。
1.2 汽轮机遮断系统
可以将汽轮机遮断系统看作是一个二通道系统，不仅能够连接电子保护系统，另外还能够直接与遮断电磁阀相连，执行通断命令。汽轮机遮断系统通过各种传感实时监测整个汽轮机运行的状况，比如是否超速、油压过低、冷凝器真空度低等多种不正常运行状况。并且该系统的运行比较稳定，即使出现了某些单一元件功能故障，但是还是能够确保发挥出正常的遮断功能。该系统中一般都会使用可编程逻辑控制器来发挥作用，具有可视化显示模块。比如说通过传说继电器来对磁阻发送器的输入信号进行收集和处理，如果某一个传输继电器出现了故障，能够有效避免出现误动或者拒动。考虑到一些特殊情况，在给该系统进行供电时，最好是由两个不同的独立供电单元组成，这样能够有效的避免因为一个电源故障而影响到该系统的正常运行。
1.3 超速保护系统
一般来说，在超速保护系统中主要通过霍尔传感器来测量转速。采用六个测速探头来实时获取转输信号，经过处理之后送入到相应的监测比较模块。每个转速测量通道中都能够独立检测转速信息，一旦发现出现故障就能够输出报警。并且在超速保护系统中需要增设复位按钮，这样在排除故障之后就能够直接通过按下复位按钮时，促使这六个不同的测速通道正常工作。
二、超超临界机组汽轮机保护系统设计
2.1 数据通讯
在保护系统发挥作用的过程中，涉及到大量不同种类的数据通讯输出。并且输入信号一般都为模拟量，然后需要经过数模转换过程。为了确保数据处理的准确性，避免一些干扰行为，将所采集到的高压内缸温度取三次值来计算平均值。在逻辑控制方面，如果三个高压缸内的温度仅有一个信号大于3℃，这不会引起跳闸现象。如果超过两个信号采样值高于3℃，就可以直接跳闸。在很多情况下，不同高压缸内的温度也存在较大的偏差，一旦该偏差值超过了18℃，也就意味着其工作状况不正常，直接输出跳闸信息。在汽轮机轴向位移大跳闸控制中，其信号处理过程与高压缸内温度控制过程基本相同，只在轴向位移数据正负方向上有所差异。关于用滑油压低跳闸方面，情况也大致相同，也是通过采集三个信号来计算平均值的方法，来判断是否在预先设定的阈值范围内，否则就输出跳闸信号。
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2.2 危机遮断系统的功能优化
危急遮断系统中的停机项设有首出记忆逻辑，只要满足任意一个条件，就能够直接遮断汽轮机。并且还需要加设监视保护装置，考虑到多种干扰影响。比如说从实际的应用过程中发现当一些信号传输失误导致一些数据量不正常时，仍然有可能引发恶停机的情况，这样就影响到正常的生产实践过程。就必须要对振动大停机信号进行优化，加入模拟量判断环节，只有满足条件之后才能够使用该数据信号，否则视为错误数据。METS采用两路直流110V电源供电，即使某一路供电回路出现了故障，仍然能够在较短的时间内直接切换到另一路电源继续供电。并做好双冗余DPU设计，其主要优势是可靠性高，减少出现误动的可能性。并且适当调节入口阀门开口度，根据管路实际需要的压力来进行调节。其主要作用机理是改变了风机的转速。但是这样也会带来一定的弊端，主要是因为一些风机出现抢风的现象，导致管路压力波动较大，整个系统运行不稳定。针对这种情况可以通过控制程序来进行调节，根据实际需求的流量来进行控制，避免出现风机抢风的不利行为。将变频器的频率限制为最低40赫兹，对入口阀门开口度进行分段限幅。
2.3 超速保护系统的设计
超速保护功能是十分核心的部分，需要加强这方面的优化设计，尽最大的努力确保其安全性和可靠性。可以通过软件和硬件协调的方式组成三套超速保护系统，一旦检测到转速大于设定的标准值时，就会产生保护逻辑。并且可以通过控制终端来设置三个不同的转速参数值，满足相关条件之后就输出一组开关量。最终执行该命令的是继电器。
2.4 存在的一些问题优化
在目前关于超超临界机组汽轮机保护系统的设计中，还存在一些问题，急需优化。首先是在使用GPS信号时，由于天线的问题，经常出现被干扰的情况，导致无法正常工作。其解决策略是将各网卡的时间设置直接以服务器时间为基准。这样也有效地解决了历史数据存在时差的情况。在显示逻辑方面，做好模块化设计，将不同的跳闸信号传输至不同的显示区域。在机组跳闸之后，在最短的时间内，系统自动对报警画面进行输出打印，以便后期相关工作人员查明原因，解决问题。当完成故障维修之后，按一下复位按钮，相关的报警信号也自动消失。
三、结语
本文着重对超超临界机组汽轮机保护系统设计进行了分析，从一些现阶段该系统应用过程中出现的问题进行深入研究，界定的一些需要重点注意的事项。主要还是应当对遮断系统、超速检测系统、电子保护系统等多个模块进行有针对性的优化设计，确保这些系统运行的稳定性和可靠性，并提供友好的操作界面，确保超超临界机组汽轮机保护系统的运行效果。
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作者简介：高晨（1983-10-08），男，汉族，江苏省高邮市，技术部-部长助理，工程师，研究生，研究方向：汽轮机调节、保安系统设计、调试。
论文作者:高晨
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/22
标签：汽轮机论文; 系统论文; 机组论文; 信号论文; 超临界论文; 转速论文; 故障论文; 《电力设备》2019年第13期论文;