桂林虹源發(fā)電有限責任公司2臺135 MW機組于2000年10月投入運行，該機組DEH由上海汽輪機廠提供，采用FOXBORO公司智能自動化儀表系列構(gòu)成的凝汽式汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，可由操作員站通過CRT各畫面控制汽輪機沖轉(zhuǎn)、升速、閥切換、并網(wǎng)、帶負荷，具有兩種互為跟蹤的控制方式，即自動和手動，并可相互切換。

該系統(tǒng)自投用以來，1號機組出現(xiàn)了在運行中兩個主汽門突然自動關閉，導致甩負荷的事件，當時1號機帶90 MW負荷，各項參數(shù)都正常。主汽門TV1和TV2突然關閉，負荷迅速降至0，由于運行人員處理不及時，導致繼電保護動作，跳機停爐。

1 原因分析

開始汽輪機沖轉(zhuǎn)升速時，汽輪機處于主汽門控制方式，此時4個調(diào)速汽門GV全開，轉(zhuǎn)速由TV控制，TV的開度指令根據(jù)PID運算得出，控制原理邏輯如圖1所示。



圖1 TV控制原理邏輯

正常時，當轉(zhuǎn)速達到2 950 r/min時，進行閥切換，轉(zhuǎn)入調(diào)門控制，此時SUM開始快速累加，TV指令也跟著快速增加，主汽門加速開啟，當TV1與TV2反饋平均值大于90時，THI為1，TV的指令變?yōu)?00并一直保持下去，這時主汽門處于全開狀態(tài)，控制方式已轉(zhuǎn)入調(diào)門控制方式。在以后并網(wǎng)、加負荷及正常運行時，TV始終全開，THI始終為1，保持100的開度指令輸出。而TV控制回路的PID模式也處于跟蹤狀態(tài)。

圖2為1號機甩負荷時的歷史趨勢。



圖2 1號機甩負荷時的歷史趨勢

由于外部原因?qū)е耇V1的閥位反饋減小，當兩者之和小于90時，THI由1變0，此時，控制邏輯發(fā)生變化，首先TV控制回路中的PID模塊不再處于跟蹤狀態(tài)，它開始進行運算，參與控制。在控制邏輯里，PID的設定值在并網(wǎng)前代表轉(zhuǎn)速設定，其值為0～3000r/min，而在并網(wǎng)后卻代表功率設定，其值為0～135 MW，當時帶90 MW負荷，一旦PID投入運算，它的設定值為功率值，比實際轉(zhuǎn)速小太多，PID的輸出將很快從100降為0，從歷史趨勢圖可以看出，只用了6 s。

此時，TV的開度指令不再為100這個常數(shù)，而是SUM與PID輸出之和，從上面分析得知PID輸出很快降為0，下面須確認SUM的值。從歷史數(shù)據(jù)可知SUM也為0，所以TV的開度指令在6 s之內(nèi)降為0，導致兩個TV同時關閉造成這次事件。正常情況下，經(jīng)過升速時的累加，SUM的值在200左右，不為0，但通過分析邏輯可以看出當DEH切過手動或打閘時，可將SUM的值清為0。經(jīng)查，此前運行人員因為汽壓波動，曾切過手動控制，使SUM為0。從圖2還可以看出，在02:39:44時，指令有一個下降，很快又變?yōu)?00。這是因為當時TV2反饋為97.61，TV1反饋為84.28，這時候THI已經(jīng)翻轉(zhuǎn)，由1變0，所以指令開始下降。到02:39:46時，TV1反饋又變?yōu)?8.3，此時TV2反饋為96.8，THI由0變1，指令又變?yōu)?00。這說明當時正好處于臨界狀態(tài)，TV的輕微變化都可能使指令變化。

2 處理對策

通過這次事件，表明原邏輯存在不完善的地方，為此在組態(tài)中對原邏輯進行了相應改動，即加一個RS觸發(fā)器，如圖3所示。



圖3 改進后的TV控制原理邏輯

表1為RS觸發(fā)器真值表，其中THI為S端。

表1 RS觸發(fā)器真值

S

R

0

0

0

不變

0

1

0

1

0

1

1

1

不變

加上一個觸發(fā)器后，原有功能并不受影響，而且能避免類似甩負荷事件再次發(fā)生。當再次出現(xiàn)TV1反饋值變小，導致THI變?yōu)?時，由于安全油壓未失去，其值為0，所以RS觸發(fā)器輸出仍為1。TV的開度指令不變，也保持為100。這樣TV2仍保持全開。負荷不會馬上降下來，運行人員可以到就地察看，若TV1仍然全開，則可判定是反饋回路出現(xiàn)問題，通知檢修人員處理即可，機組運行完全不受影響。若TV1確實關了下來，這時運行人員可采取措施，將機組穩(wěn)定在一個較低負荷上運行，再決定是否停機。這樣可以避免因甩負荷影響整個電網(wǎng)的安全運行，同時避免了事件進一步擴大引起其它保護動作跳機，停爐。 （鄧濤 羅鵬 蒙映峰）