论述大型火电机组的保护系统构成基本构成

论述大型火电机组的保护系统构成基本构成
热工保护系统是一种自动控制手段，他以保证某一参数在限制的范围内或某一设备符合安全运行的条件为前提，监视运行过程。

一旦参数越限或设备安全运行的条件被破坏，则产生预定的动作，以避免造成设备损坏和人身伤亡事故，是处理事故的最后手段。

[1]
电力工业迅速发展，已进入大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。

目前，大容量、高参数机组运行的安全重要性日益提高，需要控制的与燃烧的设备越来越多。

这些设备不仅类型复杂，而且操作方式多样化，操作过程也比较复杂，如果操作不当很容易造成意外事故[3]。

保护项目应根据工艺系统有关设备的特点、安全运行要求以及有关自动化设备的配置情况和技术性能等确定。

凡属威胁锅炉和汽轮机安全运行或人身安全的越限参数及异常情况，都需要设置热工保护。

对单元制机组的热工保护设计，应将锅炉、汽轮机、发电机以及除氧器、给水泵等设备视为一有机整体来考虑。

一般热工保护分为四个方面内容：
（1）锅炉保护系统
（2）汽轮机保护系统
（3）发电机保护系统
（4）机组联锁保护系统 [1]
锅炉机组保护系统
锅炉机组的热工保护组要包括：炉膛安全监控、主燃料跳闸、锅炉快速切回负荷、机组快速切断等自动保护。

1.炉膛安全监护系统
当锅炉启动、点火、运行或工况突变时，保护系统监视有关参数和状态的变化，防止锅炉或燃烧系统煤粉的爆燃，并对危险状态作出逻辑判断和进行紧急处理，停炉后和点火前进行炉膛吹扫等保护措施。

实现炉膛安全监控的系统称为炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System，FSSS）。

2.主燃料跳闸保护
当锅炉设备发生重大故障,如送、引风机全部跳闸，汽包压力超过限值，锅炉水循环不正常，汽包严重缺水，炉膛压力过高或过低，锅炉灭火，再热蒸汽中
断等，以及汽轮机由于某种原因跳闸或厂用电母线发生故障时,保护系统立即使整个机组停止运行,即切断供给锅炉的全部燃料,并使汽轮机跳闸.这种处理故障的方法,称为主燃料跳闸保护(Mastrer Fuel Trip,MFT)。

3.锅炉快速切回负荷
当锅炉的主要辅机有一部分发生故障时为了能够使机组继续安全运行，必须迅速降低锅炉的负荷。

这种故障处理方法称为锅炉快速切回负荷（Run Back，RB）
4.机组快速切断保护
当锅炉方面一切正常，而电力系统或汽轮机、发电机方面发生故障引起甩负荷时，为了能在故障排除后迅速恢复发送电，避免因机组启停而造成经济损失，采用锅炉继续运行，但迅速自动降低出力，维持在尽可能低的负荷下运行，以便故障排除后能迅速重新并网带负荷。

这种处理故障的方法，称为机组快速切断保护(Fast Cut Back,FCB)。

[2]
汽轮机组保护系统
汽轮机保护系统是由汽机局部保护和汽机停机保护组成。

局部保护又分为：甩负荷是防超速保护、低压缸排气防超温保护、抽汽防逆流保护、高压加热器水位高保护、低压加热器水位高保护等。

[13]
汽机停机保护包括：汽机超速、凝汽器真空过低、润滑油压力过低、轴承振动大、调速油压过低、轴向位移大、锅炉总燃料跳闸、DEH电源消失、手动停机指令等。

[13]
当汽轮机超速、真空低、轴向位移大、振动大、润滑油压低等监视保护装置动作时，电磁阀动作，快速泄放高压动力油，使高中压主气门和调节气门迅速关闭，紧急停止汽轮机运行，达到保护汽轮机的目的。

另外加上上述所说的局部保护系统等自动保护系统，以保障汽轮机组的正常启停和安全运行。

[2]
发电机保护系统
机组联锁保护系统
在单元机组运行方式中，炉、机、电在生产中组成一个有机的整体，其中某些环节出现故障时，必然会不同程度地影响整个机组的正常运行。

因此需要综合考虑故障情况下炉机电三者之间的关系，通常称为炉、机、电大联锁保护。

[2] 如图1-1所示，单元机组大联锁保护框图：
R B 条 件M F T 条 件 E T S 条 件跳 闸 条 件
图1-1 单元机组大联锁保护框图
实际上，大联锁是以汽轮机为中心的，发电机或锅炉保护跳闸后都要先跳汽轮机，汽轮机跳闸后在联跳另一主机。

在实际的设计中，大联锁控制柜的存在形式各异，有的以独立机柜的形式存在，有的合并在危急跳闸系统柜ETS或DCS 中，但无论如何连锁形式是不变的。

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由上述保护系统基本构成所涉及的内容可以看出，现代大型单元机组的保护系统涉及面很广，系统复杂，技术要求高，既包括了单个系统的保护，又包括了每个系统之间的相互作用保护，是顺序控制，自动保护，自动检测于一体的复杂控制系统。