大机组MFT硬跳闸回路设计方案

摘要：

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。

五、结论

(1)该方案在确保MFT不拒动的前提下，降低了MFT误动的可能性。

(2)将DCS电源失去作为MFT动作条件时，可直接采用DCS电源作为MFT硬跳闸回路电源，并按负逻辑设计。采用DCS电源的MFT硬跳闸回路不应采用正逻辑设计。

(3)当MFT硬跳闸回路采用正逻辑和独立电源设计时，必须将手动MFT作为MFT软逻辑跳闸条件，以防在MFT硬跳闸回路电源失去后MFT拒动。

(4)手动MFT按钮触点采用正确的连接方式可以大幅降低MFT的拒动概率。