摘要：本文围绕ABB控制系统汽机保护子模件TPS02在线更换方案进行技术讨论，对该子模件处理的各个信号在异常情况下进行风险分析，并提出安全预控措施，希望对以后有同类故障的处理有一定的帮助作用。
关键词：汽机保护系统子模件（TPS02）；在线更换；风险；预控
引言
某电厂项目为两台600MW引进超超临界机组，汽轮机为哈汽、日本三菱公司联合制造生产的单轴、两缸、两排汽、一次中间再热、凝汽式机组。汽轮机调节系统为高压抗燃油型数字电液调节系统（DEH），自动控制系统采用ABB北京贝利控制有限公司的Symphony系统。在CENT占据#52节点。
DEH的基本配置是：一个PCU中两对BRC300；两面端子柜；10块HSS03对应控制两个主汽门（TV）、四个高调门（GV）、四个中调门（IV），每个调门配套两支LVDT（线性位移差动变送器）；三块TPS02实现重要信号的输入和DEH硬保护。
TPS02模件为ABB公司推出的专用汽机保护子模件，模件的主要功能是实现重要信号的输入、输出以及内部硬件保护回路和保护输出。处理的信号包括汽机转速、功率、中压缸排压力、挂闸、并网。保护功能包括DEH的硬超速保护，OPC超速抑制，功率负荷不平衡（PLU）保护，可以直接通过汽机保护系统（TPS）实现。TPS由三块TPS02模件及以预制电缆连接的一个TPSTU02端子单元组成。所有与电超速保护有关的功能皆由模件及端子单元监测和完成。这套汽机保护系统采用三冗余输入方式、三选二保护逻辑以提高运行的可靠性。
考虑到其处理信号的特殊性和重要性，一般不建议在机组运行中更换TPS02模件，虽然厂家说明书认为所有信号都经过“三取二”处理，在线处理几乎无任何风险，但为防止在更换过程中保护误动和拒动的风险，本文针对每一个处理的信号进行分析，制定相关预控措施，希望对以后类似该类操作具有一定的借鉴意义。
1转速信号异常
机组在并网运行时，转速信号主要参与DEH侧一次调频、机组超速保护OPC，超速跳闸（110%）保护，为防止由于调频动作导致机组参数波动，故需在处理过程中应退出一次调频，退出软OPC，硬OPC保护，ABB的DEH控制系统硬OPC功能通过TPS端子板硬输出，必须拔出动作继电器才能解除，另外也可拆除电磁阀线圈以防止OPC误动。
2中排压力信号异常
中压缸排汽压力可表征汽轮机做功能力，实现负荷下跌预测（LOAD DROP ANTICIPATOR-LDA）功能，在机组甩掉全负荷时预防汽轮发电机超速。当机组稳定运行时中压缸排汽压力（即Crossover压力，又称为OPC压力）高于额定值的30%（数据可调整），除非压力传感器出现低限故障，若发电机主断路器一旦断开，即说明发电机甩全负荷，LDA立即置位，请求OPC动作，快速关闭高中压调节阀，在实际转速尚未升高的情况下，提早地采取预防措施，避免超速行为发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若在处理过程中出现中排压力故障，暂时可解除机组OPC保护。
3功率信号异常
DEH功率信号主要用于DEH在本地自动时的功率控制，当DEH投入协调控制时，功率回路不起作用，故不需要预防。另外功率信号可触发CIV功能，主要是依据汽轮机的机械功率与发电机的电负荷不平衡来触发的。当发电机的机械功率（以中排压力表征）大于电功率（功率信号，以百分比表示）的30%时，CIV动作，快速关闭中调门，机组功率信号恢复时，再开启。考虑到暂时关闭中调门对机组稳定运行影响不大，功率信号故障在处理过程中不做预防。
4并网信号异常
并网信号翻转时，如中排压力大于额定的30%，OPC动作、DEH进入转速控制，但实际仍在并网运行、DEH转速回路开环，可能导致调门全关、联关四抽电动门、解列高加汽侧、汽机疏水阀全开。在处理过程中，应切DEH手动控制，切除解列甩负荷OPC保护，联系运行提前切换小机汽源，汽机疏水阀由自动切手动控制，做好高加解列的事故预想，可确保并网信号恢复后机组正常运行。
5挂闸信号异常
当出现挂闸信号异常时，汽机运行信号（run）复位，DEH切手动，DEH综合阀位信号，目标值、给定值、所有阀门的阀位指令都清零；触发DEH跳闸汽机，DEH甩负荷，机组变电动机运行。如发现两个挂闸信号翻转，所有阀门开关关闭，运行人员按机组正常停机来执行操作，不再做预防。
6两个信号同时异常
如功率信号，中排压力信号同时坏质量，失去监视，可提前退出OPC保护，高排压力低跳机保护等以防止机组误跳闸
如转速故障与并网信号消失同时触发，后又能及时恢复。此时DEH系统通过DO逻辑触发DEH至ETS超速保护，所有阀位清零，DEH快速甩负荷，如之前屏蔽了DEH至ETS跳机保护，机组实际并未跳闸。当转速和并网信号恢复正常时，可通过逻辑强制复位DEH跳闸指令，手动恢复机组正常运行。此时需提醒运行人员查看机组主要参数（转速，主汽压力，功率信号，TSI系统参数），如出现大幅度波动，立即手动打闸汽轮机。如参数变化不大，可由运行人员派专人操作，当热控人员通过逻辑强制复位跳闸指令后，立即手动给DEH一个手动阀位参考值，此时汽机阀门应该能正常开启，机组恢复并网正常运行。
7总结
由于各个厂家DEH硬件选型，软件设计不尽相同，在线更换的风险也不相同，需结合实际制定相应的预控措施。在实际处理过程中，TPS02模件上处理的信号仅转速出现到0，其他信号均正常，不影响信号“三取二”后的选择结果。此次在线更换TPS02模件过程较顺利，希望对同类型汽轮机，DEH系统有一点借鉴的意义。
参考文献：
[1]600MW—SYMPHONY系统 DEH电调疑难分析 邓勇刚
[2]600MW超临界机组OPC误动原因分析及对策研究 朱亚清等
论文作者:陈志科
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/28
标签：信号论文; 机组论文; 汽机论文; 功率论文; 转速论文; 在线论文; 调门论文; 《河南电力》2018年14期论文;