电气03-机电炉大联锁试验分析

机电炉大联锁试验分析

摘要：作为火力发电厂的主设备，锅炉产生蒸汽将热能转化为动能，汽轮机将动能转变为机械能，发电机将机械能转变为电能。三者之间需要衔接紧密，一旦发生紊乱将给电力生产、人身安全带来危害，因此三者之间的联锁保护彰显重要，故作为机组的一项热控主保护对待。

主题词：保护联锁故障

Analysis of the interlock about the turbine and boiler and generator

Abstract: As Thermal power plant's main equipment, the boiler produces the steam ,converts the heat energy to the kinetic energy; The steam turbine converts the kinetic energy to the mechanical energy; The generator converts the mechanical energy to the electrical energy. The three devices need to be linked up closely, once the three are in disorder, it will bring the harm to the electric power production, the personal safety. Therefore, interconnection protection about the three main devices will be very important, be treated as the unit's main protection of thermal host. keyword: Protection interlock breakdown

1、引言

锅炉、汽机、发电机三者之间的联锁保护称为机电炉大联锁保护，它在电力企业生产中的作用是在任一主设备保护动作时，通过这一联锁回路连带另外两主设备跳闸。为确保这一联锁保护在关键时候发挥功效，起机前的试验就显得至关重要了。本文以神华国华盘山发电有限责任公司为例（以下简称盘电），着重从热控保护与电气保护和出口开关运行方式入手，对大联锁试验的进行、风险预控以及相关回路进行分析。

2、机电炉大联锁试验简介

2.1、按照供货方热控继电保护保护运行规程规定：机组停运达到72小时启动前，应传动机组主保护。因此盘电将机电炉大联锁试验工作按照定期工作进行，并在提高试验实效性的同时对相应环节的风险进行规避。

2.2、当机电炉各单项保护传动完毕且正常后，退出机组所有保护及汽泵组和电泵组的禁启条件。检查大、小机调速油正常（1号机检查EH油系统运行正常）、大小机具备挂闸条件、一级凝结泵启动向抽汽水压逆止门供水正常、查磨煤机润滑油站程控高速运行和一次风机润滑油站已投入正常运行（如不具备投运条件，应解除磨煤机润滑油条件不满足和风机供油压力低跳风机的保护）。

2.3、将电泵、磨煤机、引、送风机、一次风机电源开关送电至试验位、燃油、减温水系统阀门送电。检查发电机出口-2刀闸在断、失灵启动500KV开关跳闸保护压板在退出位。

2.4、机炉电大联锁试验共分为三部分内容：汽机跳锅炉联跳发电机出口开关（负荷开关）、锅炉跳汽机、负荷开关跳闸联带跳汽机、锅炉。具体操作即是汽机手动打闸、锅炉手动打闸、手拉负荷开关。

3、机电炉大联锁的实现

3.1、发电机跳汽轮机联锁的实现

当发电机自电网解列时，电气保护将发电机断开状态传给热工保护，然后热工保护无延时动作停止汽轮机的运行。由于1、2号机发变组保护保护配置以及设计思路上的不同，

电气保护在对发电机状态的判别以及负荷开关失灵保护配置上有所差异，下面将分别予以介绍：

3.1.1、＃1机发电机跳汽轮机连锁的实现：

由图2可知当1号发电机出口开关5013、5012开关只要有一个处于合闸位，5013-6刀闸在合入位时，双位继电器KQ3常开接点闭合。双位继电器KQ2反映发电机负荷开关状态，当负荷开关三相都合好后，KQ2常开接点闭合。由图1可知，当KQ3、KQ2常开接点闭合后，301、325接点接通，从而将发电机投入状态传给热工保护。发电机断开状态的判据一个是判别发电机出口500ｋＶ开关的状态，当5013、5012开关均分闸或者5013-6刀闸断开，双位继电器KQ3常闭接点闭合，由图1可知301、315接点接通，即将发电机断开状态传给热工保护。再有就是发电机出口负荷开关的状态。由图1可知，发电机负荷开关状态的判别是通过继电器KL10、KQ2常闭接点来实现的，KL10来自发变组保护A屏，由图2发变组保护A 屏开关量输入可知，发变组保护A屏设计时是使用负荷开关Q1的常闭辅助接点来判断状态的，但实际上由于负荷开关Q1没有那么多辅助接点供使用，故使用了负荷开关的位置继电器KL10。由图1可知当负荷开关三相未有一相合闸时，KL10常闭接点闭合。由图3可知当负荷开关有一相断开时，KQ2常闭接点闭合。也就是说当负荷开关三相断开时，301、315接点接通，从而将发电机离线状态传给热工保护。

3.1.2、2号机发电机跳汽轮机连锁的实现：

2号机在发电机在线状态的判别上是一致的，但在发电机离线状态的判别上与1号机有所差异。当发电机500KV出口开关均断开时，即认为发电机离线。但在判别出口负荷开关状态时，采用的电气量不同。如图3所示是通过继电器KL10的常开接点串联KQ2的常闭接点来实现的。当负荷开关有一相断开时，KQ2常闭接点闭合。而KL10不再象1号机是负荷开关的位置继电器了，而是判别负荷开关电流的继电器。当发电机负荷开关无电流通过时，KA2、KA3常闭接点闭合，KL10励磁、常开接点闭合，301、315接点接通，从而将发电机离线状态传给热工保护。

3.1.3、发电机离线逻辑判断存在问题分析：

在1号机中，继电器KL10、KQ2均是开关的位置继电器，都是通过开关辅助接点转换的，在功能使用上有所重复。2号机判断通过负荷开关电流时，使用了继电器的常闭接点，即有电流时常闭接点打开，无电流时时常闭接点闭合。属于“反逻辑”设计，在接线时容易造成错误接线、因受控制电源影响的因素存在，有引起保护的误动的诱发因素，以上两点应进行评估和改善。

3.1.4、大联锁动作结果：

1＃机组需由热控室投入“发电机切断停机位”硬压板，10分钟后1号机CRT上“发电机切断停机位”变红；2号机组由运行人员在CRT上选择大联锁相应操作端于“汽轮机停机”位。保护在发电机投入（信号由电气保护过来）后生效。发电机切断1min后或汽轮机停机后失效。手动拉开负荷开关，发电机自电网解列，无延时停止汽轮机运行，大、小机自动主汽门、电动主闸门RA721、RA722关闭，同时为了隔绝汽轮机防止冷气进入，关闭6、7、8号高加抽汽电动门RD543，RD542，RD540、汽泵和除氧器的抽汽电动门RH604，3、4号低加抽汽电动门RH783，RH784、三段抽汽至四段抽汽电动门RH605，同时保护回路发指令使电磁阀RN736-1、RN736-2、RN737-1、RN737-2、RN738-1、RN738-2带电，将水压逆止门上的水压卸掉，从而使汽轮机Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ抽汽管道上的水压逆止门强行关闭。

3.2、汽轮机跳发电机：

图4中信号都是由热工送给电气保护的，当汽轮机停机保护动作时，保护回路在停止汽轮机运行的同时按图示逻辑使发电机掉闸：

当汽轮机轴向位移大保护，汽轮机润滑油压低保护，汽轮机凝汽器压力高保护，发电机三台密封油泵全停保护之一动作，且有“汽轮机全部自动主汽门关闭”的信号时立即切断发电机。

当汽轮机轴向位移大保护，汽轮机润滑油压低保护，汽轮机凝汽器压力高保护，发电机三台密封油泵全停保护之一动作，及在同时有“汽轮机停机”信号和“发电机逆功率”信号的情况下立即切断发电机。

当有“汽轮机停机”信号，“汽轮机高压缸排汽压力降至0.98兆帕”和“发电机逆功率”信号时，保护回路立即切断发电机。

保护回路在只有“汽轮机停机”信号的情况下延时4分钟切断发电机。（工艺保护）“汽轮机停机”在汽轮机同时有一个高压自动主汽门关闭和一个中压自动主汽门关闭情况下，同时没有汽轮机预保护动作信号时发出。汽轮机预保护由DEH系统启动预保护电磁铁实现，当预保护动作时，汽轮机的自动主汽门将瞬间关闭，以防止汽轮机超速。

3.3、汽轮机跳锅炉：

在机组运行中，当汽轮机切断时，保护无延时动作停止锅炉的运行。此时1号机组应由热控室投入“汽轮机自动主汽门关闭单元停机位”硬压板；2号机组应由运行人员在CRT 上选择大联锁相应操作端于“机组停机”位。汽轮机切断时，停止锅炉运行，同时切断锅炉

的风、水、煤（油），即跳开电泵及其前置泵、锅炉8台磨煤机、6大风机、减温水电动门、油枪供油电动门（进油电动门NM198、进油电磁阀NM031-1、回油电磁阀NM031-2、回油电动门NM193、NM194）。

3.4、锅炉联跳汽轮机：

当锅炉停炉保护动作时（MFT），保护回路在停止锅炉运行的同时发指令停止汽轮机的运行。但当手动停炉时利用余汽做功，当汽轮机调节级压力降至 4.5MPa，方联带汽轮机掉闸。当机组没有停机或停炉保护指令时，发电机将在汽轮机一组主汽门关闭后延时4分钟跳闸（工艺保护）。锅炉打闸不仅可以利用余汽多发电，还可以避免锅炉超压、汽轮机超速，因此在正常停机过程中都采用锅炉手动打闸，依靠大联锁停止汽轮机以及发电机运行。4、机炉电大联锁试验注意事项：

4.1、避免试验中机组突加电压：

由于在大联锁试验中要合入发电机出口负荷开关，如果发电机出口-2刀闸在合入位，就会造成发电机突加电压会给发电机造成很大损坏。同时由于发电机突加电压保护和发电机差动保护走同一保护出口压板，且试验时发电机保护压板均在退出位，突加电压保护也就退出了。因此在试验前必须检查确认发电机出口-2刀闸在断，刀闸闭锁电源SF4在断，避免发电机突加电压损坏。

4.2、避免试验中负荷开关禁跳，造成500kV开关掉闸：

发电机负荷开关电流超过30KA、负荷开关合入3″、负荷开关压力异常称为负荷开关禁跳。试验中工艺保护跳开负荷开关，当负荷开关禁跳时，将启动500KV开关跳闸。因此，在做机炉电大联锁试验前必须检查确认发电机负荷开关禁跳压板在退出位。

4.3、避免试验中负荷开关失灵继电器或辅助接点切换不良造成500kV开关掉闸：

尤其应该注意的是，在微机保护的配置上一般先经过负荷开关失灵判别继电器，然后由失灵判别继电器启动出口继电器，再启动500kV开关掉闸回路。虽然在保护装置内部采取了电流判别设计，但因为微机保护内部继电器采用的是电容可控硅型的。接点位置不能直观看到，故在试验中不退出负荷开关失灵保护压板或者只退出失灵判别压板时，大联锁机跳炉联跳负荷开关试验时，工艺保护跳开负荷开关，将同时启动负荷开关失灵。是不能有效规避500kV开关掉闸风险的。

4.4、500KV开关运行方式的影响：

由上分析可知，当1、2号发电机出口500KV开关均在断位时，双位继电器KQ3常闭接点闭合，将发电机离线状态传给热工保护，造成停机停炉。因此做机炉电大联锁试验时，如遇机组出口500KV均在断开位，则应打开KQ3去热工保护的回路接点315，否则试验将失败。

4.5、由于大联锁试验中要试验相关辅机设备的联动情况，因此在试验前必须联系检查相关辅机设备电源开关在试验位，防止开关工作位合闸；大、小机主汽门要控制一定开度，以减少试验对主汽门的冲击。同时试验中应做好协调，因为合入磨煤机后，由于给煤机在停

运位，10分钟后磨煤机即跳闸，为了验证大联锁试验效果，磨煤机必须协调在试验开始前10分钟内合入。在合负荷开关前，电气集控助手要及时询问汽机集控主值确认汽轮机的自动主汽门和调速汽门已挂闸，以防止合负荷开关后保护动作跳闸。

4.6、汽机轴向位移大、润滑油压低、凝汽器压力高、高加水位高、除氧器水位高保护，为直跳机组保护，故在进行机电炉大联锁试验时，不应选择上述几个保护作为汽机掉锅炉电气的手段。

5、结束语：

详细了解机电炉之间联锁和保护的关系，可避免因为专业间的壁垒带来影响，并在异常处理中提供主攻方向。尤其在检修后的各项试验中，要针对不同系统的运行方式、进行不同的传动工作、控制各压板的状态。现代火力发电企业，对于集控运行一体化提出了较高要求，在自动化水平日臻完善的同时，现场值班员打破专业极限、全面掌握机电炉相互之间联系已成迫切之需。笔者希望借助本文为火力发电厂值班员提供横向互补、纵向精深的学习方式。

参考文献：

《盘电集控运行规程》

《盘电机组保护图册》

《盘电热控继电保护保护运行规程》

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