一种汽轮机振动保护装置的制造方法

一种汽轮机振动保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能源电力领域，特别涉及火力发电企业的一种汽轮机振动保护装置。
【背景技术】
[0002]对于转动机械来说，设备发生微小振动是不可避免的，只要振动幅度不超过规定标准均属于正常。但是当高速转动机械(例如汽轮机)发生轴系质量失衡、动静部分摩擦、缸体膨胀受阻、轴承损坏或基础松动以及电磁力不平衡等情况时，都会引起机组振动异常增大，甚至引发强烈振动，而强烈振动又会导致机组零部件松动甚至损坏，因此对汽轮机组振动情况进行监测既是保护机组运行安全的需要，也是可以为开展机组故障诊断与处理工作提供依据，因此，如何设置汽轮机组的振动保护装置显得尤为重要。
[0003]目前的汽轮机组仅在机组启停过程中设置有振动保护，保护的方式为单点保护，即在轴瓦的x/y方向均安装一个涡流探头，当各瓦χ/y方向任一探头检测到轴振动值达到保护值时触发跳机保护。
[0004]现有技术的缺点是:一方面，当机组正常运行时并未设置振动保护，如果机组运行中汽轮机发生故障，振动保护无法正确动作，此时一旦运行人员监盘不到位或手动打闸不及时，很有可能导致汽轮机损坏；另一方面，机组采用的振动保护为单点保护，由于测点数量较多，任何一个测点回路出现问题，如探头损坏、接线松动、中间接头松动、前置器插头松动、卡件异常或信号干扰等，都有可能造成保护的误动或拒动，振动保护的可靠性较差。

【发明内容】

[0005]本实用新型即使针对上述现有技术中存在的缺点而提出的一种汽轮机振动保护装置，该装置能够对机组启停过程和机组正常运行过程分别配置不同的振动保护，从而实现对机组的实时振动保护，进一步避免保护的误动和拒动，提高振动保护的可靠性。
[0006]本实用新型是通过下述技术方案来实现的:
[0007]一种汽轮机振动保护装置，包括继电保护系统和DCS保护系统，所述继电保护系统输出端与DCS保护系统相连，所述继电保护系统包括:
[0008]一并网信号产生电路，包括用于输出并网信号和未并网信号的并网继电器、与并网继电器串联的并网信号判断电路；
[0009]一并网期间振动保护电路，包括用于输出并网期间振动保护信号的并网期间中间继电器、与并网期间中间继电器串联的并网期间振动保护判断电路；
[0010]一解列期间振动保护电路，包括用于输出解列期间振动保护信号的解列期间中间继电器、与解列期间中间继电器串联的解列期间振动保护判断电路；
[0011]以及一振动保护跳机输出电路；
[0012]所述并网继电器的常开触点与并网期间振动保护电路相连，所述并网期间中间继电器的常开触点与振动保护跳机输出电路相连；
[0013]所述并网继电器的常闭触点与解列期间振动保护电路相连，所述解列期间中间继电器的常开触点与振动保护跳机输出电路相连；
[0014]所述并网继电器的常开触点用于输出并网信号，所述并网继电器的常闭触点用于输出未并网信号。
[0015]进一步地，所述并网期间振动保护判断电路包括:至少一个用于判断并网期间同轴振动保护信号的并网期间同轴振动保护判断电路。
[0016]进一步地，所述并网期间同轴振动保护判断电路包括:由轴振动X向保护值动作信号和轴振动Y向报警值动作信号相与得到第一输出，由轴振动Y向保护值动作信号和轴振动X向报警值动作信号相与得到第二输出，第一输出与第二输出相或得到第三输出，第三输出与并网信号相与后，再和并网期间中间继电器串联。
[0017]进一步地，所述解列期间振动保护判断电路包括:至少一个用于判断解列期间同轴振动保护信号的解列期间同轴振动保护判断电路。
[0018]进一步地，所述解列期间同轴振动保护判断电路包括:由轴振动X向保护值动作信号和轴振动Y向保护值动作信号相或得到第四输出，第四输出与未并网信号相与后，再和解列期间中间继电器串联。
[0019]进一步地，所述并网信号判断电路包括:由三路主开关合闸信号通过三取二判断后，与并网继电器串联。
[0020]进一步地，振动保护跳机输出电路包括三个相互并联的跳闸继电器。
[0021]进一步地，所述解列期间中间继电器的常开触点与并网期间中间继电器的常开触点并联。
[0022]进一步地，所述振动保护装置还包括用于检测轴振动信号的就地轴振测量系统、用于分析振动信号的振动监测系统、以及用于执行跳闸的振动保护跳闸系统；
[0023]所述振动监测系统输入端与就地轴振测量系统相连，所述振动监测系统输出端与继电保护系统相连，所述DCS保护系统输出端与振动保护跳闸系统相连。
[0024]采用本实用新型的有益效果是:本实用新型的振动保护装置对机组启停过程和机组正常运行过程分别配置不同的振动保护，从而实现对机组的实时振动保护，进一步避免保护的误动和拒动，提高振动保护的可靠性。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型提供的振动保护装置中并网信号产生的原理框图；
[0026]图2是本实用新型提供的振动保护装置的原理框图；
[0027]图3是本实用新型提供的振动保护装置的电气原理图；
[0028]图4是本实用新型提供的振动保护装置的结构图示意图；
[0029]图5是本实用新型提供的就地轴振测量系的结构示意图。
[0030]附图标记说明:ZKG1-主开关合闸信号1、ZKG2-主开关合闸信号2、ZKG3-主开关合闸信号3、BW-并网继电器、JLBH-解列期间中间继电器、BWBH-并网期间中间继电器、TJl-跳闸继电器1、TJ2-跳闸继电器2、TJ3-跳闸继电器3、1XBH-1瓦X向保护值动作信号、IYBH-1瓦Y向保护值动作信号、1XBJ-1瓦X向报警值动作信号；1YBJ_1瓦Y向报警值动作信号、-1/-2-同一继电器的不同触点、1-探头、2-前置器、3-延伸电缆。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的介绍，但不作为对本实用新型的限定。
[0032]本实用新型的振动保护装置用于在汽轮机在机组启停过程和机组正常运行过程分别配置不同的振动保护，该汽轮机设置有至少一个轴瓦，优选设置有7个轴瓦，每个瓦的X方向和Y方向各设计了一个轴振测点，共7对，分别为:1X、1Y、2X、2Y、3X、3Y、4X、4Y、5X、5Υ、6Χ、6Υ、7Χ、7Υ，同时每个瓦还设置了瓦振测点，瓦振不参与保护逻辑，仅起监视和报警作用，7瓦为发电机励磁端，也不参与保护逻辑，仅起监视和报警作用，在本实施方式中对I至6瓦配置振动保护，采用的轴振探头为电涡流式，瓦振探头为加速度式。
[0033]本实用新型的汽轮机振动保护装置包括就地轴振测量系统、振动监测系统、继电保护系统、DCS保护系统以及振动保护跳闸系统。就地轴振测量系统用于实时检测轴瓦的振动，并将振动信号发送给振动监测系统进行分析处理，由振动监测系统输出振动报警信号和振动保护信号以及由电气装置输出发电机主开关合闸信号送至继电保护系统的输入端，经并网信号产生电路、并网期间振动保护电路以及解列期间振动保护电路进行信号分析、判断和处理后，由振动保护跳机输出电路输出保护跳闸信号至DCS保护系统的输入端，并经DCS保护系统进行三取二判断后下发跳机指令，最终由振动保护跳闸电路执行该跳机命令，完成跳机动作。
[0034]参考图1所示的本实用新型汽轮机振动保护装置的并网信号产生的原理框图，其判断逻辑为:由三路主开关合闸信号两两相与后再相或(即三取二判断方式)，最后输出并网信号；三路主开关合闸信号均不输入时，输出未并网信号。
[0035]参考图2所示的本实用新型汽轮机振动保护装置的原理框图，是以6个瓦的振动保护为例，其保护逻辑为:由I至6瓦中任意瓦的轴振动X向保护值动作信号和轴振动Y向报警值动作信号相与得到第一输出，由轴振动Y向保护值动作信号和轴振动X向报警值动作信号相与得到第二输出，第一输出与第二输出相或得到第三输出，第三输出与并网信号相与后得到并网期间的振动保护信号；由I至6瓦中任意瓦的轴振动X向保护值动作信号和轴振动Y向保护值动作信号相或得到第四输出，第四输出与未并网信号相与后得到解列期间的振动保护信号，并网期间的振动保护信号和解列期间的振动保护信号相或后输出三路振动保护跳机信号。
[0036]参考图3和图4所示的本实用新型汽轮机振动保护装置的电气原理图，可以看出:
[0037]本实用新型的振动保护装置包括继电保护系统和DCS保护系统，继电保护系统输出端与DCS保护系统相连，该继电保护系统包括:一并网信号产生电路，包括用于输出并网信号和未并网信号的并网继电器BW、与并网继电器BW串联的并网信号判断电路；一并网期间振动保护电路，包括用于输出并网期间振动保护信号的并网期间中间继电器BWBH、与并网期间中间继电器BWBH串联的并网期间振动保护判断电路；一解列期间振动保护电路，包括用于输出解列期间振动保护信号的解列期间中间继电器几BH、与解列期间中间继电器JLBH串联的解列期间振动保护判断电路；以及一振动保护跳机输出电路；该并网继电器的常开触点BW-2与并网期间振动保护电路相连，该并网期间中间继电器的常开触点BWBH-1与振动保护跳机输出电路相连；该并网继电器的常闭触点BW-1与解列期间振动保护电路相连，该解列期间中间继电器的常开触点JLBH-1与振动保护跳机输出电路串联；该并网继电器的常开触点BW-2用于输出并网信号，该并网继电器的常闭触点BW-1用于 输出未并网信号。
[0038]其中，并网信号判断电路包括:由三路主开关合闸信号通过三取二判断后，与并网继电器BW串联。其中，三路主开关合闸信号经三取二判断后驱动并网继电器BW，产生并网信号和未并网信号，并网信号取自并网继电器的常开触点BW-2，未并网信号取自并网继电器的常闭触点BW-1。
[0039]其中，继电器是具有隔离功能的自动开关元件，由线圈和触点组两部分组成，在线圈不通电时在动触点和其中一个静触点断开，为常开状态，另一个静触点闭合，为常闭状态，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的触点闭合，转换为常闭状态，原来闭合的触点断开，转换为常开状态，以此达到转换的目的。
[0040]并网期间振动保护判断电路包括:至少一个用于判断并网期间同轴振动保护信号的并网期间同轴振动保护判断电路。其中，每一个并网期间同轴振动保护判断电路用于判断同一个轴的轴振动报警值动作信号和保护值动作信号，当轴瓦的个数为多个时，并网期间同轴振动保护判断电路的个数相应增加，多个并网期间同轴振动保护判断电路的关系为或运算关系。
[0041]并网期间同轴振动保护判断电路包括:由轴振动X向保护值动作信号和轴振动Y向报警值动作信号相与得到第一输出，由轴振动Y向保护值动作信号和轴振动X向报警值动作信号相与得到第二输出，第一输出与第二输出相或得到第三输出，第三输出与并网信号相与后，再和并网继电器的常开触点BW-2串联。
[0042]具体地，并网期间保护电路的保护配置方式为组合保护，当并网继电器BW发出并网信号后，并网继电器的常开触点BW-2闭合，并网期间振动保护电路回路导通，并网期间振动保护判断电路实时接收振动监测系统发送的振动保护信号，并进行逻辑判断，当1-6瓦任意瓦(如I瓦)的任意方向的保护值动作信号(如1XBH)和其同瓦的另一方向的报警值动作信号(如1YBJ)同时触发时，使并网期间中间继电器BWBH带电动作，输出并网期间振动保护信号，并网期间中间继电器的常开触点BWBH-1闭合。
[0043]其中，并网期间指机组的运行过程，机组并网运行以后，除了汽轮机运行的安全夕卜，还要兼顾其经济性和非计划停运对电网的冲击以及相应的指标考核，因此对于机组正常并网运行期间振动保护可靠性的要求被大大提高，既要防止保护拒动造成的设备损坏事故，也要防止保护误动造成的非计划停运事故，因此在机组并网运行期间采取组合保护逻辑来提高振动保护的可靠性。
[0044]解列期间振动保护判断电路包括:至少一个用于判断解列期间同轴振动保护信号的解列期间同轴振动保护判断电路。
[0045]解列期间同轴振动保护判断电路包括:由轴振动X向保护值动作信号和轴振动Y向保护值动作信号相或得到第四输出，第四输出与未并网信号相与后，再和并网继电器的常闭触点BW-1串联。
[0046]具体地，解列期间振动保护电路的保护配置方式为单点保护，当并网继电器BW发出未并网信号后，并网继电器的常闭触点BW-1闭合，解列期间振动保护电路回路导通，解列期间振动保护判断电路实时接收振动监测系统发送的振动保护信号，并进行逻辑判断，当1-6瓦X向或Y向的保护值动作信号1XBH、1YBH……6XBH、6YBH任意一个触发均能使解列期间中间继电器JLBH带电动作，输出解列期间振动保护信号，解列期间中间继电器的常开触点JLBH-1闭合。
[0047]解列期间指机组起停过程，由于在机组启停机过程中，汽轮机转速变化大且涉及转子的临界转速，此时汽轮机振动工况最为恶劣，极易发生设备损坏事故。由于此时不牵涉电网负担，主要考虑设备安全，宁可保护误动绝不允许拒动，因此设置为单点保护，即任一振动测点达到保护值立即跳闸停机，进行检查处理，防止事故的发生。
[0048]振动保护跳机输出电路包括三个相互并联的跳闸继电器TJ1、TJ2和TJ3，其跳闸原理为当并网期间中间继电器BWBH和解列期间中间继电器JLBH中的任一中间继电器动作，均会同时触发三个跳闸继电器TJ1、TJ2和TJ3输出三路跳闸保护信号至DCS保护系统进行三取二判断，并下发跳机指令，然后由使得保护跳闸电路中的四个AST电磁阀失电，完成跳机动作。
[0049]其中，三路保护跳闸信号分别取自三个彼此独立的跳闸继电器的常开触点，且解列期间中间继电器的常开触点JLBH-1与并网期间中间继电器的常开触点BWBH-1并联。
[0050]其中，就地轴振测量系统用于测量待测装置的振动信号，将测量到的振动信号发送给振动监测系统，振动监测系统对振动信号进行分析处理，将处理后的振动信号发送给继电保护系统进行逻辑判断后输出保护跳闸信号，再由DCS保护系统进行三取二判断后发送给振动保护跳闸系统执行跳闸。
[0051]如图5所示的就地轴振测量系统，该系统包括轴振探头、延伸电缆(包括转接头)以及前置器，轴振探头和前置器通过延伸电缆相连。轴振探头采用电涡流式来检测待测装置的振动信号，轴振探头将检测到的振动信号经延伸电缆传输给前置器，前置器对振动信号进行放大处理转换为相应的电压变换信息号，并发送给振动监测系统。
[0052]其中，振动监测系统接收前置器发送的电压信号后，对电压信号的质量进行分析判断，排除干扰信号，由于振动测量的信号是比较小的交流电信号，因此很容易受到干扰，所以振动监测系统对电压信号进行滤波处理，以便抑制干扰信号。
【主权项】
1.一种汽轮机振动保护装置，包括继电保护系统和DCS保护系统，所述继电保护系统输出端与DCS保护系统相连，其特征在于，所述继电保护系统包括: 一并网信号产生电路，包括用于输出并网信号和未并网信号的并网继电器、与并网继电器串联的并网信号判断电路； 一并网期间振动保护电路，包括用于输出并网期间振动保护信号的并网期间中间继电器、与并网期间中间继电器串联的并网期间振动保护判断电路； 一解列期间振动保护电路，包括用于输出解列期间振动保护信号的解列期间中间继电器、与解列期间中间继电器串联的解列期间振动保护判断电路； 以及一振动保护跳机输出电路； 所述并网继电器的常开触点与并网期间振动保护电路相连，所述并网期间中间继电器的常开触点与振动保护跳机输出电路相连； 所述并网继电器的常闭触点与解列期间振动保护电路相连，所述解列期间中间继电器的常开触点与振动保护跳机输出电路相连； 所述并网继电器的常开触点用于输出并网信号，所述并网继电器的常闭触点用于输出未并网信号。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机振动保护装置，其特征在于，所述并网期间振动保护判断电路包括:至少一个用于判断并网期间同轴振动保护信号的并网期间同轴振动保护判断电路。
3.根据权利要求2所述的一种汽轮机振动保护装置，其特征在于，所述并网期间同轴振动保护判断电路包括:由轴振动X向保护值动作信号和轴振动Y向报警值动作信号相与得到第一输出，由轴振动Y向保护值动作信号和轴振动X向报警值动作信号相与得到第二输出，第一输出与第二输出相或得到第三输出，第三输出与并网信号相与后，再和并网期间中间继电器串联。
4.根据权利要求1所述的一种汽轮机振动保护装置，其特征在于，所述解列期间振动保护判断电路包括:至少一个用于判断解列期间同轴振动保护信号的解列期间同轴振动保护判断电路。
5.根据权利要求4所述的一种汽轮机振动保护装置，其特征在于，所述解列期间同轴振动保护判断电路包括:由轴振动X向保护值动作信号和轴振动Y向保护值动作信号相或得到第四输出，第四输出与未并网信号相与后，再和解列期间中间继电器串联。
6.根据权利要求1所述的一种汽轮机振动保护装置，其特征在于，所述并网信号判断电路包括:由三路主开关合闸信号通过三取二判断后，与并网继电器串联。
7.根据权利要求1所述的一种汽轮机振动保护装置，其特征在于，振动保护跳机输出电路包括三个相互并联的跳闸继电器。
8.根据权利要求1所述的一种汽轮机振动保护装置，其特征在于，所述解列期间中间继电器的常开触点与并网期间中间继电器的常开触点并联。
9.根据权利要求1所述的一种汽轮机振动保护装置，其特征在于，所述振动保护装置还包括用于检测轴振动信号的就地轴振测量系统、用于分析振动信号的振动监测系统、以及用于执行跳闸的振动保护跳闸系统； 所述振动监测系统输入端与就地轴振测量系统相连，所述振动监测系统输出端与继电保护系统相连，所述DCS保护系统输出端与振动保护跳闸系统相连。
【专利摘要】本实用新型提供的汽轮机振动保护装置包括继电保护系统和DCS保护系统，继电保护系统包括：并网信号产生电路，包括并网继电器、与并网继电器串联的并网信号判断电路；并网期间振动保护电路，包括并网期间中间继电器、与并网期间中间继电器串联的并网期间振动保护判断电路；解列期间振动保护电路，包括解列期间中间继电器、与解列期间中间继电器串联的解列期间振动保护判断电路；以及振动保护跳机输出电路；并网继电器分别与并网期间振动保护电路、解列期间振动保护电路相连，振动保护跳机输出电路分别与并网期间中间继电器的常开触点、解列期间中间继电器的常开触点相连。本实用新型的振动保护装置可避免保护的误动和拒动，提高振动保护的可靠性。
【IPC分类】F01D21-14
【公开号】CN204609960
【申请号】CN201520276417
【发明人】王鹏, 李红玥, 张建平, 梁景源, 张强, 赵银
【申请人】山西大唐国际临汾热电有限责任公司, 大唐国际发电股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月30日