张一夫

摘  要：随着科技的迅猛发展，高新技术已高速融入电力生产行业中。智能数显表根据其简单的测量方式和高精度的性能，在发电企业参数监视和保护系统中，占据了主要的地位。该文通过现场实际出现的问题，进一步地优化了我厂五号机组小汽轮机超速保护系统。

关键词：智能转速表;精度;保护系统

中图分类号：TM623          文献标志码：A

0 引言

汽动给水泵是通过蒸汽推动驱动给水泵用于满足锅炉用水需求的重要辅机，其运行的稳定性直接关系着负荷的变化以及锅炉上水量的变化。当遇到突然甩负荷等事故状况，一旦调速系统失灵或动作过慢，汽动给水泵转速就会迅速上升，严重时将会发生超速现象。由于汽动给水泵高速旋转时，各转动部件会产生很大的离心力，转速越高离心力越大，当汽动给水泵超速，其零部件在工作过程中将因承受极大的离心力而受到严重的损坏，甚至发生“飞车”的恶性事故。因此，为了保证机组的安全运行，必须严格监测汽动给水泵的转速，并通过超速保护装置及时有效地采取保护措施。

1 设备概况

某公司五号机组是660 MW的火力发电机组，共有两台汽动给水泵，每台有2套超速保护系统： 1）MEH超速保护系统。通过就地前箱齿轮处安装的3个转速探头测量，得到汽动给水泵实时转速信号。实时转速信号与逻辑预先设定的转速进行减法运算，通过高限判断输出超速保护信号。2）METS超速保护系统。转速传感器安装的位置与MEH转速探头安装位置相同。卡件预先设定超速的动作值，当转速达到设定的动作值时，输出开关量信号送至METS，实现超速保护功能。由于汽动给水泵设计之初，未设计机械超速保护系统，所以METS超速保护系统和MEH超速保护系统动作的正确性和稳定性极其重要。

DFCS001超速保护卡是通过采集前端磁阻或涡流转速传感器信号，计算出启动给水泵转速并判断是否越限。汽动给水泵METS超速保护动作的过程，是由3块DFCS001卡件分别接收三路转速传感器的模拟量信号，通过预先设定的动作值进行判断，当转速达到设定值，卡件内部的继电器动作并输出一对开关量信号，通过盘间电缆传递到METS系统中，再由METS进行三取二的逻辑判断输出停机信号。

2 案例分析

在2017年机组启动过程中，发生过超速保护卡失灵的事件。A小机正常运转，转速达到4 560转/分时，超速保护装置第二路超速卡件显示的转速值发生跳变现象，跳变峰值瞬间达到预设停机值，超速保护卡件开关量接点动作，但其他两路卡件显示均正常。检修人员发现这一现象后，对卡件及转速传感器进行检查。经检查发现，转速传感器阻值正常，采集的信号无问题，连接电缆的屏蔽层接地良好，不存在信号干扰。初步判断DFCS001卡件内部出现故障造成跳变现象。检修人员及时地更换了第二路超速保护卡件后，转速跳变现象消除。

3 改造思路

3.1 改造必要性

检修人员在更换DFCS001卡件过程中，对参数设置时操作极为烦琐，并且需要频繁地热插拔卡件进行设定。在此过程中，为避免静电影响不能用手直接接触电路板。这样的更换过程，不但容易对设备造成一定的损坏，而且在机组运行过程中存在很大的风险。根据《二十五项重点反事故措施》8.1.3规定，运行中的机组，监视表计出现报警，必须查明原因。特此决定，对五号机组两台汽动给水泵进行升级改造。

3.2 改进要求

（1）保证测量精度;（2）参数设定简便;（3）信号独立接收;（4）抗干扰能力强;（5）仪表电源冗余;（6）便于观察及维护。

3.3 设备选型

通过对现场环境的考察以及多种智能仪表的比较，确定该次优化改进选用的SZC-04B型智能转速表，该转速表具有精度高、性能稳定、抗干扰强、可靠性高和操作简便等特点。可根据不同条件，在现场通过软件设置仪表的齿数、报警保护值等参数。

4 改造过程

4.1 仪表试验

安装前，检修人员对选用的6块智能转速表进行了效验检定。在仪表检定室内，用与现场相同的转速探头连接待使用的仪表。表上电后，打开面板与箱体连接的锁扣（如图1所示），按“功能”键切换到“齿数”调整界面，用“移位键（AN3）”选择数位调节到十位，用“加一键（AN1）”进行数值调整，用相同的方法调节个位。再按功能键即保存数值。报警开关量输出调整，选中应用的开关量报警接点，数值调节方法与齿数调节方法相同，将报警保护定值设置为6 380转/分。用“切换”按钮查看设定值。通过转速信号发生器模拟不同工况下的各阶段转速情况。将信号发生器输出依次设置为6 379转/分和6 381转/分，并重复3次操作，每次接点动作正确，满足现场应用条件。

4.2 传感器连接

经检测试验发现，原超速保护装置应用的磁阻式转速探头输出信号良好，探头延长线无破皮接地现象，信号传输电缆屏蔽接地良好，无干扰现象发生，且信号输出与SZC-04B智能转速表接收信号类型相匹配，决定继续使用。

4.3 信号独立接收

根据《二十五项重点反事故措施》9.4.3规定，保护信号应遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则。每台小汽轮机有三路转速传感器，保持原设计方式，将原DFCS001卡件拆除，并加装3块SZC-04B智能转速表（共6块转速表）。

4.4 电源连接

总电源装置采用冗余切换连接方式，确保在一路电源发生故障时仪表可以正常工作。在总电源下一级对每块智能转速表分别加装了空气开关，从而达到了对每块转速表供电分别控制的目的。

4.5 安装位置

东汽配套的3块DFCS001超速保护卡件集成到一块框架中，并安装于小汽轮机TSI框架机柜内。该次优化选择的安装位置是原超速框架的安装位置，将原框架拆除，根据智能仪表的尺寸重新开孔安装。

4.6 仪表接线

SZC-04B智能转速表的背板共有两行接线端子，第一行1、2端子是信号的输入端子，直接接入转速探头。5、6为电流信号输出端子，由于仪表操作面板有显示功能，此端子无用。第二行13-21端子是三组开关量报警输出信号（选用常开接点）根据现场需要只应用一对报警节点，其余留作备用。23、24端子为AC200V电源端子。

5 改进效果

机组运行后，检修人员对运行情况进行为期一个月的观察，每台汽动给水泵在启、停和持续运行过程中，三路转速显示均一致，且与MEH转速测量信号显示相同。达到了改造的预期效果，大大降低了因转速仪表故障造成保护误动的概率。

6 结语

汽动给水泵超速保护装置的优化改造后，进一步的提高了汽动给水泵超速保护系统动作的正確率，以及转速显示的准确性。保证了机组的安全稳定运行。该次改造也使热工人员进一步提高了热工人员的分析和处理缺陷的能力。

参考文献

[1]田建勇.主辅机状态监测与评估系统的开发和应用[J].电力安全技术，2017（4）：43.

[2]杨建波.600MW机组给水系统试运中的问题分析及处理[J].电力安全技术，2014（1）：23.