mft按钮设计_大机组MFT硬跳闸回路设计分析

摘要：

近年来，随着发电机组容量增大，参数提高，机组主保护控制系统误动作对电网安全和电厂经济性的影响相应增大。大多数大机组将炉膛安全监控系统(FSSS)设计为DCS的子控制系统，其中MFT是FSSS的核心部分。MFT包括DCS软逻辑跳闸回路与后备硬跳闸回路两部分，MFT后备硬跳闸回路同时接受DCS软逻辑跳闸信号与手动跳闸信号，因此可在FSSS控制器故障失效或紧急情况下手动停炉，直接切断燃料。MFT硬跳闸回路可设计为正逻辑和反逻辑2种方式。为防止保护误动和拒动，设计2个多触点手动MFT按钮，当2个按钮同时按下后，硬跳闸回路才会动作。

一、跳闸回路

大机组采用的MFT控制方案如图1所示。DCS将采集的参数及联锁信号送至MFT跳闸逻辑进行判断，一旦输人信号满足锅炉跳闸条件，则触发MFT动作，切断燃料。为确保保护功能的可靠性，采用2路同时控制设备保护动作方式，一路由DCS保护控制逻辑直接动作设备;另一路由DCS输出MFT继电器组通过硬跳闸回路动作设备。另外，在紧急情况下由手动方式动作硬跳闸回路。

MFT硬跳闸回路的供电电源可以取用DCS电源或采用独立电源。DCS输出MFT继电器组由DCS触发，其继电器触点与MFT硬跳闸回路连接。DCS输出MFT继电器采用3取2的连接方案(图2、图3)。MFT跳闸继电器组由硬跳闸回路触发，其继电器触点直接与就地设备控制回路连接。DCS输出MFT继电器组和MFT跳闸继电器组均可以选择带电或失电动作。

二、正负逻辑的选择

MFT硬跳闸回路具有直接MFT跳闸继电器、DCS输出MFT继电器和被控设备3种动作方式。若动作方式为带电动作，则为MFT硬跳闸回路正逻辑设计，反之为MFT硬跳闸回路负逻辑设计。

采用MFT硬跳闸回路正逻辑设计，手动MFT按钮触点与DCS输出MFT继电器触点并联，2个手动MFT按钮触点串联，DCS输出MFT动作信号至3个MFT动作继电器，将每个继电器触点构成3取2动作回路，其可选择带电或失电动作。DCS电源失去后，MFT硬跳闸回路动作取决于DCS输出MFT继电器采用的动作方式(带电或失电)。若采用带电动作方式MFT硬跳闸回路直流电源失去，跳闸继电器不会产生误动作。但是，当MFT硬跳闸回路失电或故障产生继电器拒动时，可通过DCS发出MFT指令跳闸相关设备，但是MFT指令输出时延取决于DCS控制器的运算速度和DCS网络传输速率。MFT硬跳闸回路采用负逻辑设计，手动MFT按钮触点与DCS输出MFT继电器触点串联，2个手动MFT按钮的触点并联，DCS输出MFT继电器采用3取2方式，其可选择带电或失电动作，MFT硬跳闸回路继电器长期带电。DCS电源失去后，MFT硬跳闸回路动作取决于DCS输出MFT继电器采用的带电或失电动作方式。MFT硬跳闸回路直流电源失去继电器将立即动作。

MFT硬跳闸回路采用正逻辑设计可以避免电源失去时造成的MFT误动作，并且DCS输出MFT继电器采用带电动作方式，因此MFT硬跳闸回路电源或DCS电源失去均不会导致MFT误动。DCS电源失去时，可通过手动方式跳闸;若MFT硬跳闸回路失电，可通过DCS控制逻辑跳闸。但是，如果MFT硬跳闸回路电源与DCS电源同时失去则MFT拒动。

MFT硬跳闸回路采用负逻辑设计且DCS输出MFT继电器采用失电动作方式，MFT硬跳闸回路电源或DCS电源失去均会导致MFT误动作，这种设计避免了电源失去造成的MFT拒动。MFT硬跳闸回路失去电源且DCS电源未失去或者DCS输出MFT继电器机柜失电，可通过DCS控制逻辑跳闸。

为了避免电源失去造成MFT拒动，MFT硬跳闸回路应采用负逻辑设计;为了防止DCS输出MFT继电器失电导致的MFT误动，DCS输出MFT继电器可采用带电动作，增加DCS输出MFT继电器失电报警功能;设置DCS总电源监视继电器(失电动作)进行报警输出。利用MFT硬跳闸回路正逻辑的防MFT误动作特性，将MFT硬跳闸回路正逻辑设计用于基于负逻辑设计的MFT硬跳闸回路中(图4)。将MFT硬跳闸回路分为2个子回路，分别采用DCS电源和独立电源。2个子回路均按负逻辑设计，并配置相同的跳闸继电器组。若跳闸继电器触点闭合使就地设备动作，则将2个回路跳闸继电器的常闭触点串联;如果跳闸继电器触点断开使就地设备动作，则将2个回路跳闸继电器的常开触点并联。因此，只有当2个回路跳闸继电器组都动作时，才会触发就地设备跳闸。2个手动跳闸按钮分别接人2个子回路。在DCS输出MFT继电器组的继电器1、继电器2中各取1副触点串联接人2个子回路，取另一副触点与继电器3的触点并联后串联接人另一个子回路。其中，任意2个继电器动作都会使2个子回路同时断电动作。该设计方案在DCS电源和独立电源失去任何1个时，不会造成MFT误动作。当2路电源均失去时，则触发MFT硬跳闸回路动作，避免了MFT拒动。DCS失电后DCS输出MFT继电器组动作将触发MFT硬跳闸回路动作，独立电源失去时仅使其子回路动作，不会造成MFT误动作，此时由DCS电源子回路实现跳闸。因此，在确保MFT不拒动的前提下，降低了MFT误动的可能性。

三、独立电源

对于将失去DCS电源作为MFT动作的条件，直接采用DCS电源作为MFT硬跳闸回路电源并按负逻辑设计即可满足要求。只有失去DCS电源后不立即MFT动作的情况下，MFT硬跳闸回路才需要设计独立电源。因此，MFT硬跳闸回路采用独立电源供电时，DCS输出MFT继电器应选择带电动作方式。实际应用中，独立的MFT硬跳闸回路电源除采用直流电源外，也可采用交流电源。电源为双路冗余配置，交流电源的主备电源切换是通过接触器机械切换，切换时间较长，对于负逻辑设计的MFT硬跳闸回路在电源切换时易导致跳闸继电器的误动作。因此，负逻辑设计的MFT硬跳闸回路不应采用交流电源。

四、手动MFT按钮

对于负逻辑设计的MFT硬跳闸回路可不采用将手动MFT作为软逻辑跳闸条件。但是，当MFT硬跳闸回路采用正逻辑和独立电源设计时，如果MFT硬跳闸回路电源失去则手动MFT无效，对此必须将手动MFT作为MFT软逻辑跳闸条件。为确保手动MFT信号可靠，至少设置2路触点信号。手动MFT作为应急跳闸手段，应以防止拒动为设计目标。在设计中，双手动MFT按钮设计可防止误动，每个按钮以多触点设计可防止拒动，但是触点连接方式却有所不同。在实际应用中3种正逻辑手动MFT按钮触点连接方式见图5。正常情况下，3种连接方式均满足2个按钮同时按下MFT动作的要求。但是，由图5(a)可见，只要任1对触点接触不良，则MFT拒动;由图5(b)可见，并联的2路各有1副触点接触不良才会造成MFT拒动;第3种连接方式(图5)与第2种连接方式(图5(b))相比，在第l个按钮出口将上、下层通路短接，这样只有3副以上的触点接触不良才会引起MFT拒动。因此，采用第3种连接方式可以大大降低MFT拒动的可能性。2种负逻辑手动MFT按钮触点连接方式见图6。正常情况下2种连接方式均满足同时按下2个按钮MFT动作的要求。但是，第1种连接方式(图6(a))只要有1副触点未断开，将导致MFT拒动。第2种连接方式(图6(b))，每个按钮只要各有1副触点断开，MFT动作。因此，第2种接线方式可以更好地防止拒动。