汽轮机 AST电磁阀的直流电源供电方式改造方法探讨

汽轮机 AST电磁阀的直流电源供电方式改造方法探讨

田贺

河北大唐国际唐山热电有限责任公司自动化室 063000

摘要：对火电机组来说，热控设备是机组的核心设备。它的安全运行是机组正常运转的前提，通过近期事故案例自查我厂AST电磁阀供电电源存在着严重的安全隐患，文本为提高AST电磁阀的可靠性，对改造的方法性进行了研究，为改造的实施提供了可能。

关键词：AST电磁阀、直流电源、供电电源

1、机组简介

某电厂2*300MW机组，上海锅炉厂生产SG-1025-17.6型亚临界，自然循环锅炉，一次中间再热，四角切圆燃烧，正压直吹式制粉系统。汽机为东方汽轮机厂生产的NC300/220-16.7-535/535型双缸双排汽，抽汽供热机组。机组采用北京日立公司5000M型DCS控制系统，DEH整合在DCS系统中，一体化设计。

2. 机组直流电源系统现状

每台机组有3组蓄电池，其中是一组单蓄电池，单充电装置，单母线的220V直流电源。它与另外一台机组的220V直流电源有母联开关，备用充电机一套行成双母线供电系统。它主要为机组各自的事故电机、DEH系统和MFT保护连锁的电磁阀提供电源；另外每台机组两组蓄电池、三套充电装置，组成双母线的110V供电电源系统。主要为机组控制和保护系统供电。

2. 存在问题

3.1 DEH系统直流供电主、副电源的问题

DEH系统直流供电主、副电源均取自同一段母线的220V直流馈线屏柜的两个空气断路器，即DEH直流主、副电源取自一组蓄电池，并带多个大负载,蓄电池组一旦出现故障,易引起电压波动,这是引起AST电磁阀不安全因素。汽轮机紧急停机保护(AST)电磁阀作为汽轮机安全稳定运行的重要辅助设备，能否正常工作，直接影响机组能否长周期安全稳定运行。

3.2 DEH系统直流供电主、副电源冗余方式的问题。

D EH系统直流电源冗余方式是利用二极管单向导通原理切换（如图1）切换速度快，能保证不形成环流（在二极管不击穿的情况下），正常时两路电源并联工作，电压高的一路带负载，电压低的一路备用，切换时间为二极管导通时间；但是该冗余方法不能做到电器隔离，直流电源不同源的情况下，这种接线方法没有做到电气隔离，把两套直流电源的正负极用二极管连接起来了。

2. 分析问题及改进方法

4.1 DEH系统直流供电主、副电源的问题

DL/T5455-2012中也指出直流保安负荷（全厂停电时保障机组安全停运的负荷），应采用两路直流电源供电，备用电源应采用自动切换方式，两路直流电源宜分别来自不用的直流蓄电池组；当锅炉保护系统、汽轮机跳闸保护系统的跳闸回路采用直流供电时应各有两路直流220V或110V供电电源，直接接自蓄电池直流盘。

DEH系统直流供电主、副电源取自机组的220V单蓄电池直流系统。该直流系统还带有机组的多个事故电机，并且事故电机在机组运行期间需要进行定期启动试验，事故电机在启动时电流较大，容易使直流电源系统的电压产生波动。然而DEH系统的AST电磁阀失电动作停机，在机组正常运行期间不允许短时间停电。

所以应将机组有事故电机等大负荷的220V直流电源系统与AST电磁阀电源分开，最合理应该将AST电磁阀改为110V的直流电磁阀。

3.2 DEH系统直流供电主、副电源冗余方式的问题。

3.2.1直流电源不同源的情况下，这种接线方法没有做到电气隔离，把电源的正负极用二极管连接起来了，同时由于直流系统可以一点接地运行，双路电源是引自不同的蓄电池组的不同的直流电源系统，任何一路单点接地都可以正常工作。这种情况在母线异级接地和母线异级短路时，输出电压会产生2两倍左右到的过电压（如图）对电磁阀线圈和直流用电系统造成不可修复的损伤。

3.2.2用二极管进行冗余切换，同一路的二极管因故障反向击穿，同时该路电压较低的时，会形成反向电流，对蓄电池组造成损坏，当直流母线之直流配电柜之间有保护二极管或降压装置是不会造成此现象。

3.2.3用二极管进行冗余切换的直流系统中，一点接地，二极管切换回路将影响接地故障的查找。负荷端出现正极接地时会产生漏电流，它与直流系统中正负极之间的漏电流相差不大。影响接地故障的判断和消除；实际运行中，直流系统由于二极管切换回路的存在，不论哪里出现非直接接地，两个母线均会出现绝缘低报警。且两段母线对地漏电流相差不大。很难查找到准确的故障点。

DL/T5044-2012中规定不允许使用二极管冗余切换，综合上述直流冗余切换问题，根据AST两或一与的特性，将两个110V直流电源分别给两个相或的电磁阀供电，即一路给6YV、7YV供电，一路给8YV、9YV供电，如果一路电源失去，不会影响机组正常运行。

两路电源分别提供给互为冗余的两个跳闸回路，这种方法即解决了主、副电源冗余的问题，将AST电磁阀独立到220V直流电源以外，原电路的电磁阀为关闭各个主汽门、调节门的电磁阀，带电泄油关门，所以短时间失电或电压波动对这些电磁阀的影响不大。而且原电路两路直流电源均取自机组同一直流屏的两个空开，不存在产生环流的情况。

结束语：汽轮机紧急停机保护(AST)电磁阀两路电源均取自同一段直流母线,不能起到互为备用作用，将每台机组电气两段直流110 V电源母线作为AST电磁阀供电电源,两路电源分别提供给互为冗余的两个跳闸回路，以满足AST电磁阀电源冗余配置原则等措施,保证了机组的安全稳定运行.

[1] DL/T5044-2004.电力工程直流系统设计技术规程.

[2] DL/T 5455-2012 火力发电厂热工电源及气源系统设计技术规程