CN101476987B - 汽轮机危急保护装置故障诊断方法 - Google Patents

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Abstract

汽轮机危急保护装置故障诊断方法，涉及一种具备实时闭环连续诊断功能的故障综合诊断系统，采取模拟量电测量信号和油压开关量信号相结合的测试电压曲线与标准信号曲线偏离的分析方法判断保护闭环回路的状态及系统的可用性。其中通过控制回路的强弱电隔离避免励磁电流冲击测试回路，造成测试回路故障，通过不间断加载低等级测试电压并接受电流反馈测试信号来发现回路异常。通过反馈信号及负载曲线与标准信号级负载曲线的偏差判断系统的故障点。以上方法可以实现控制器系统故障、通讯网络故障、现场电缆接地短路/断路、电磁线圈短路/断路/局部短路故障的实时发现及驱动继电器和油压滑阀故障的及时发现，从而大幅提ETS系统的可用性和可靠性。

Description

汽轮机危急保护装置故障诊断方法
技术领域
本发明涉及一种火电厂汽轮发电机组危急保护装置的故障诊断系统，特别涉及一种具备实时闭环连续诊断功能的故障综合诊断系统。
背景技术
火电厂汽轮发电机组危急保护控制系统(ETS)的功能是在汽轮机发生严重故障时能够按照预设的程序实现安全停机保护，以防止重大事故的发生，保证机组和人员的安全。
ETS系统是随同大型发电设备的技术引进进入国内市场的。目前虽然国内外的许多系统采用冗余PLC保护系统有效地克服了传统保护系统的缺点，但是在控制回路的连续在线诊断和在线试验功能方面功能明显不足，目前比较先进的在线诊断方法是通过手动油压在线试验即手动测试油压试验块的反馈油压来检测ETS系统的可用性的，但是由于涉及到汽轮机组由此可能产生误跳，操作人员通常对这类试验极少操作，系统的可用性和可靠性大打折扣，同时由于测试的目标主要锁定在电磁滑阀部位，导致难以及时发现系统其他环节如控制逻辑、电磁线圈局部短路等潜在的故障隐患，没有达到系统高可靠性的要求。另外目前的ETS系统也没有可靠地的故障自诊断功能，就是说如果自身都出了问题而没有发现，就更不能去保护汽轮机了。本系统通过保护系统整体回路连续自诊断功能的引入真正实现了保护系统的高可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以连续诊断汽轮机危急保护系统，便于及时发现系统本身故障的新方法，该方法是以汽轮机机组在危险状态或控制系统故障状态下的保护回路连续实时诊断为目的。系统整体采取模拟量和开关量综合诊断结构。
本发明是通过以下技术方案实现的：
汽轮机危急保护装置故障诊断方法，该方法连续实时诊断发电厂汽轮机危急跳闸保护的可用性，对汽轮机保护回路不间断加载低等级测试电压并接受电流反馈测试信号来监测回路异常；程控周期性测试汽轮机保护控制逻辑及驱动部件的试验反馈信号：采用分步测试的方式，分为电磁阀试验块阀杆实际动作测试和闭环其它部位的实际动作分开测试的方法，在两步测试过程中电磁线圈先后通过强弱电流；经反馈信号及负载曲线与标准信号级负载曲线的偏差反映系统故障点：电磁线圈的放电作用下回路阻抗为抛物线形态，将该形态的曲线与标准抛物线的比对可以诊断出汽轮发电机组危急保护控制系统的可用性；该方法利用交直流回路的通断特性的差异设计强弱电隔离模块。
所述的汽轮机危急保护装置故障诊断方法，所述的不间断加载低等级测试电压是指48V交流电压。
通过以上方法并经过多年的现场验证，确认可以实现控制器系统故障、通讯网络故障、现场电缆接地短路/断路、电磁线圈短路/断路/局部短路故障的实时发现及驱动继电器和油压滑阀故障的及时发现，从而大幅提ETS系统的可用性和可靠性。
本发明的优点与效果是：
1.故障发现及时。系统采用实时连续诊断，不需人工干预，改变了以往人工手动操作频率极低，故障隐患长期难以发现的局面。
2.测试项目全面。改变以往在线诊断只能测试系统大致功能是否可用而难以发现哪一具体环节出现故障。
3.操作风险小，可靠性和可用性强。实现了风险环节分解，通过程序设定实现分段测试，分级试验，避免了目前业内系统整体测试风险难料的局面。
4.实时显示，数据全透明化。
本系统通过建立完善的连续诊断方法，可以实时发现系统故障及在极短的时间内消除ETS系统的故障隐患。
附图说明
图1为本发明汽轮机危急保护装置故障诊断系统配置图；
图2为本发明汽轮机危急保护装置故障诊断测量电路图。
具体实施方式
硬件系统：如图1所示系统由人机界面单元(HMI)、保护程序控制单元、旁路隔离单元、连续诊断单元、试验阀块组成。
监控操作：操作站(HMI)可实现对主汽门、逆止门、快关阀回路状态回路连续监测、控制器和模板的故障监测报警、在线诊断以及系统组态编程。
连续诊断：如图2所示，图中：220V：保护驱动回路电源；
～48V：诊断测试电压(交流)；电压测量变送器；
AZC，BZC：A，B控制器驱动的动作接触器(继电器)；
ZJ-1～4：连续测量/在线试验切换继电器；TQ：电磁动作线圈(磁力断路油门线圈等)。机组正常运行状态下通过不间断加载48V测试电压，同时接受保护驱动回路的电流反馈测试信号，这种正常状态下，驱动回路阻抗是比较稳定的，所以回路测试电流也是比较稳定的接近标准值的，而当出现电缆阻断、电磁阀线圈烧损、异常接地或驱动继电器损坏等状况时，电流就会偏离标准值，从而实时发现回路异常的大部异常。另一部分故障点的诊断则通过程控周期性测试控制逻辑及驱动部件的试验反馈信号实现。主要用于发现遮断阀杆的可用性。这种程控测试采用分步测试的方式，分为电磁阀试验块阀杆实际动作测试和闭环其它部位的实际动作分开测试的方法，在两步测试过程中电磁线圈先后通过强弱电流，这一过程中由于电磁线圈的放电，回路阻抗为抛物线形态，通过与标准抛物线的比对可以诊断出ETS系统的可用性。
通过以上两种测试手段的结合运用可以诊断出ETS系统存在的绝大部分事故隐患，实现对ETS系统的故障的完善诊断。
本故障诊断系统具备完善的在线监测，在线试验，在线诊断手段，在汽轮发电机组正常运行状态下可以对汽机的电磁阀(例如：主汽门)乃至整套保护跳闸回路进行实时诊断。此外由于实时连续诊断可以即时发现大部系统故障，大大减少了ETS遮断滑阀的在线试验频率，避免了不必要的机组误跳。

Claims (2)

1.汽轮机危急保护装置故障诊断方法，该方法连续实时诊断发电厂汽轮机危急跳闸保护的可用性，其特征在于：对汽轮机保护回路不间断加载低等级测试电压并接受电流反馈测试信号来监测回路异常；程控周期性测试汽轮机保护控制逻辑及驱动部件的试验反馈信号：采用分步测试的方式，分为电磁阀试验块阀杆实际动作测试和闭环其它部位的实际动作分开测试的方法，在两步测试过程中电磁线圈先后通过强弱电流；经反馈信号及负载曲线与标准信号级负载曲线的偏差反映系统故障点：电磁线圈的放电作用下回路阻抗为抛物线形态，将该形态的曲线与标准抛物线的比对可以诊断出汽轮发电机组危急保护控制系统的可用性；该方法利用交直流回路的通断特性的差异设计强弱电隔离模块。
2.根据权利要求1所述的汽轮机危急保护装置故障诊断方法，其特征在于：所述的不间断加载低等级测试电压是指48V交流电压。
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