CN102494324B - 一种火电厂锅炉主保护控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于火电厂锅炉主保护控制系统。该主保护控制系统引入了故障录波和事件管理，其功能主要包括：通过可编程逻辑控制技术，完成所有火电厂锅炉主保护控制策略的实施；设计故障录波功能记录保护动作时产生的过程数据，为故障分析提供基础数据支撑；事件管理模块记录保护动作前、保护动作产生和保护动作恢复的事件信息，存储并发送上位管理机，提醒并通知运行人员进行事故预处理。该火电厂锅炉主保护控制策略全部通过可编程控制技术实现，具有很好的灵活性，可以满足不同工艺过程的要求。同时配置有多种可视化的调试工具，满足工艺系统的可维护性和易用性需求。

Description

一种火电厂锅炉主保护控制系统

技术领域

本发明属于火电厂控制技术领域，具体涉及为火电厂锅炉主保护提供一个控制系统，可以完成主保护控制功能，并为故障分析提供基础数据。

背景技术

随着过电厂机组容量的不断增大，人们越来越重视机组运行的安全和可靠性。对火电厂锅炉主安全保护功能要求越来越高。在计算机技术快速发展的今天，很多先进控制技术和方法应用于锅炉主保护。

目前过电厂锅炉主保护设计成软硬件互相冗余模式，控制逻辑一般在火电厂DCS系统中实现，同时在设计有锅炉主保护控制柜，当锅炉主保护条件出现时软件会送出相应的信号来停掉相关的设备，同时锅炉主保护继电器也会向这些设备中的绝大部分送出一个硬接线信号来停掉它们。这种软硬件互相冗余有效地提高了锅炉主保护动作的可靠性。同时设计有首出记忆逻辑，当锅炉主保护动作的时候，只记录下首个产生保护动作的原因并在监控主站画面上显示。此种监控模式可以确保锅炉主保护正确动作，记录简单的动作原因，但是动作过程中的事件无法记录，不利于故障分析。故障分析数据只能通过监控主站存储的历史数据，由于PC机实时性的限制，历史数据存储的时间间隔只能为秒级，无法实现高密度存储，并且如果出现网络或者软件故障数据很可能出现不完整或者丢失，在这种情况下故障分析就有一定的困难。

综合上述内容，本发明提出一种基于故障录波和事件管理的锅炉主保护控制系统。通过录波模块高密度存储录波数据，数据存储间隔可达到毫秒级。为故障分析提供有效的基数数据。事件管理模块可以完成锅炉主保护动作前、动作过程中和保护动作恢复后的事件告警，通知运行人员完成保护动作的预处理，有效减少过电厂的事故跳闸次数，提供事故分析能力。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上问题，本发明公开了一种适用于火电厂锅炉主保护的控制系统。该控制系统集传统锅炉主保护控制功能、录波功能和事件管理于一体。

本发明具体采用以下技术方案：

一种火电厂锅炉主保护控制系统，所述主保护控制系统包括锅炉主保护控制模块、故障录波模块、事件管理模块；其特征在于：

所述主保护控制系统以锅炉主保护控制模块为核心，完成锅炉主保护所有保护控制逻辑，当存在锅炉主保护动作条件的时候，锅炉主保护控制模块检测到该动作条件，并产生保护动作信号，驱动保护输出继电器使现场设备产生保护动作，同时，把保护动作信号发送给故障录波模块和事件管理模块；

所述故障录波管理模块在接收到所述主保护控制模块发出的保护动作信号时，触发故障录波功能启动；

所述事件管理模块在接收到所述主保护控制模块发出的保护动作信号时，产生保护动作事件，记录主保护动作事件产生的时间、触发条件和原因。并发送主保护动作事件信息到监控主站，运行人员可以根据事件信息进行事故分析和处理。事件管理模块还可以进行预报警处理，当预报警条件满足时，事件管理模块可以产生预报警事件信息，通知运行人员进行预处理操作。

本发明的有益效果如下：

锅炉主保护系统满足火电厂热工保护设计原则要求，在完成锅炉主保护基本功能的同时，增加了故障录波功能和事件管理功能。录波管理模块产生的录波文件和事件管理模块输出的事件信息，是现场运行人员分析系统故障的数据基础。能够在保证系统安全性，提供系统的可维护性和事故分析能力。

附图说明

图1为本发明锅炉主保护控制系统功能结构示意图；

图2为本发明锅炉主保护控制功能逻辑组态图；

图3为本发明锅炉主保护故障录波模块逻辑组态图；

图4为本发明锅炉主保护事件管理模块逻辑组态图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示为本发明火电厂锅炉主保护控制系统功能结构示意图。一种火电厂锅炉主保护控制系统，所述主保护控制系统包括锅炉主保护控制模块、故障录波模块、事件管理功能；所述控制系统以锅炉主保护控制模块为核心，完成锅炉主保护所有保护控制逻辑，当存在主保护动作条件的时候，锅炉主保护控制模块检测到该跳闸条件，并产生保护动作信号，驱动保护输出继电器使现场设备产生跳闸动作。同时，把保护动作信号发送给故障录波模块和事件管理模块。

所述故障录波管理模块接收到所述主保护控制模块发出的保护动作信号时，触发故障录波启动功能。录波功能启动后，产生录波数据输出文件，并存储磁盘。该数据文件可以通过上位HMI系统工具进行故障波形显示与分析。故障录波模块中的录波时间长度和间隔能够自由设置。

所述事件管理模块接收到所述主保护控制模块发出的保护动作信号，触发保护动作事件，发送主保护动作事件到监控主站，并记录保护事件产生的时间，触发条件和原因，运行人员进行事件查询，并根据事件信息进行故障分析和处理。同时，当主保护条件达到预报警条件时，也触发预报警事件，通知运行人员进行预处理操作。

锅炉主保护控制逻辑包括保护跳闸条件的判断逻辑、保护动作逻辑和首出记忆逻辑、主保护跳闸逻辑和首出记忆逻辑等。故障录波模块包括录波的初始化、录波功能触发、录波数据存储和录波数据显示等。事件管理模块包括事件触发条件判断逻辑、事件发送逻辑等。锅炉主机保护控制功能在控制器上电后首先进行初始化操作，初始化完成后控制器周期进行逻辑任务调度，当有主保护时间预处理条件满足后触发预处理时间功能块进行事件发送。当有主保护条件满足后会触发主保护逻辑产生保护动作信号，当故障录波模块和事件管理模块检测到主保护动作信号后启动故障录波功能和进行保护动作事件发送。

如图2所示为本发明锅炉主保护控制功能逻辑图，通用主保护控制逻辑完成锅炉主保护控制功能，主要保护动作条件包括炉膛压力高2值、炉膛压力低2值、汽包水位高3值、汽包水位低3值、两台引风机全停、两台送风机全停、全部燃料丧失、全炉膛熄火、汽机跳闸且机组负荷大于10％、两台火检冷却风机全停或者火检冷却风压低3值、任一台磨煤机运行时一次风机全停、送风量小于30％额定风量、手动MFT、首次点火失败和两台空预器全停。任一保护条件满足触发锅炉主保护动作，保护动作后会联跳一系列设备，同时首出记忆模块会记录保护动作首出原因，仅当吹扫完成后才能复位锅炉主保护。

如图3所示为本发明锅炉主保护录波功能逻辑组态图。录波功能包括录波初始化和录波启动功能。在录波初始化通过LbInit功能块启动并定义录波文件个数，通过LbAdd功能块设置录波时间长度、通过LbPtAdd往对应的录波文件中添加录波数据点，LbEnd为录波初始化结束功能块。录波初始化功能在控制逻辑启动的过程中只执行一次。录波初始化完成后录波初始化标志置一，通过RETURN功能块确保初始化功能执行一次。录波启动功能通过LbStart完成，初始化过程中定义了几个录波文件，就要使用调用几次LbStart功能块，锅炉主保护动作信号作为故障录波的触发条件，录波任务检测到保护动作信号后，启动录波功能，保存录波数据文件到控制器存储器中。

如图4所示为本发明锅炉主保护事件管理功能逻辑组态图，事件管理功能块通过SendEvent功能块完成，SendEvent功能块的Ctrl引脚为触发条件输入引脚，当锅炉主保护动作后，触发条件满足SendEvent发送事件，事件内容依据如图2中首出功能块产生保护动作首出原因进行解析，通过SendEvent以事件的形式发送出去。事件管理模块通过SendEvent完成事件发送，在锅炉主保护预报警、保护动作和保护动作恢复等条件满足的时候都可以进行调用，通过图形组态的方式，实现方法简便。

Claims (4)

1.一种火电厂锅炉主保护控制系统，所述主保护控制系统包括锅炉主保护控制模块、故障录波模块、事件管理模块；其特征在于：

所述主保护控制系统以锅炉主保护控制模块为核心，实现锅炉主保护控制逻辑，锅炉主保护控制逻辑包括保护跳闸条件的判断逻辑、保护动作逻辑和首出记忆逻辑、主保护跳闸逻辑，当存在锅炉主保护动作条件的时候，锅炉主保护控制模块检测到该动作条件，并产生保护动作信号，驱动保护输出继电器使现场设备产生跳闸动作，同时，把保护动作信号发送给故障录波模块和事件管理模块；

所述故障录波模块在接收到所述主保护控制模块发出的保护动作信号时，触发故障录波功能启动；

所述事件管理模块包括事件触发条件判断逻辑、事件发送逻辑，在接收到所述主保护控制模块发出的保护动作信号时，产生主保护动作事件，并记录主保护动作事件产生的时间、触发条件和原因，并发送主保护动作事件信息到监控主站，运行人员可以根据事件信息进行事故分析和处理；事件管理模块还可以进行预报警处理，当锅炉主保护预报警条件满足时，锅炉主保护控制模块将锅炉主保护预报警信号发送给事件管理模块，事件管理模块触发预报警事件信息，通知运行人员进行预处理操作；

其中，所述动作条件包括炉膛压力高2值、炉膛压力低2值、汽包水位高3值、汽包水位低3值、两台引风机全停、两台送风机全停、全部燃料丧失、全炉膛熄火、汽机跳闸且机组负荷大于10％、两台火检冷却风机全停或者火检冷却风压低3值、任一台磨煤机运行时一次风机全停、送风量小于30％额定风量、手动MFT、首次点火失败和两台空预器全停。

2.根据权利要求1所述的火电厂锅炉主保护控制系统，其特征在于：

在录波功能启动后，产生录波数据输出文件，并存储磁盘。

3.根据权利要求1或2所述的火电厂锅炉主保护控制系统，其特征在于：

在录波功能启动后，将产生的录波数据输出文件通过上位人机接口HMI系统工具进行故障波形显示与分析。

4.根据权利要求1所述的火电厂锅炉主保护控制系统，其特征在于：

故障录波模块中的录波时间长度和间隔能够自由设置。