单点温度保护系统的容错逻辑设计

　　为了确保大容量火电机组的安全运行，对机组的保护控制系统要求越来越高。目前，由于受工艺限制，对汽轮机轴承温度保护、汽轮机回油温度保护等系统通常都只能采用单点温度测量，但由于测温元件易出现接触不良或断线等故障，从而使得温度保护系统易发生误动，严重影响机组的安全经济运行。

　　为了提高温度保护系统的可靠性，在温度保护的逻辑设计中可采用容错设计，即尽可能考虑测温环节在运行中容易出现的故障，并通过预先设置的逻辑措施来识别错误的温度信号，以防保护系统误动。

　　1 容错逻辑设计方案

　　1.1 方案1

　　容错逻辑设计方案1采用温度变化率坏点闭锁逻辑(图1)。

　　由图1可见，该方案对温度信号设置变化率。在测温回路正常情况下，当汽轮机轴承回油温度大于定值Hl(75 ℃)时将发出保护跳闸信号。当测温回路不正常时：(1)判断温度测量点为坏点时，屏蔽温度保护跳闸输出信号;(2)当温度信号的变化率超过某限值(H:，℃/s)时， SR 触发器置1，温度保护功能自动退当测点故障消除后，可通过自动或手动方式复位保护控制系统，使温度保护功能重新投入运行。

　　1.2 方案2

　　容错逻辑设计方案2采用延时、高高限、低低限坏点闭锁逻辑(图 2 )。

　　由图2可见，该方案对温度信号增加了上、下限判断，保护延时 1s后输出(防止干扰)。在测温回路正常情况下，当轴承回油温度大于定值Hl(75℃)时，延时1s后将发出保护跳闸信号。当测温回路不正常时：(l)测量点为坏点时，屏蔽保护输出信号;(2)当温度信号的测量值远不在工作区域，如辅机轴承回油温度高于高高限H(150 ℃)或低于低低限L(0 ℃)时，将屏蔽保护输出信号。

　　另外，可设置一个温度保护投切开关，用于检修时防止温度保护误动，同时也可用于温度测点显示值上下波动时(热电阻接触不好)暂时退出保护，以防止保护误动。

　　2 容错逻辑设计方案比较

　　目前，很多发电厂采用热电阻信号在DCS内生成开关量来代替温度开关，用于温度的联锁保护。在温度保护功能中，测点的品质判断是确保保护正确动作、避免保护误动作的关键。热电阻测温回路的不正确测量主要有以下原因：

　　(l)回路的电磁干扰，其特点是测量信号变化快，作用时间短，为偶发事件;

　　(2)回路接触不良，其特点是测量信号有突变或显示偏离正常值，若不进行检修，此现象将长期存在;

　　(3)回路中发生断线，其特点是测量信号出现突变现象且不能恢复。