第四讲 汽轮机主保护原理2

1、第三讲 汽轮机主保护原理 第三讲 汽轮机主保护原理 3.1 汽轮机主保护概述 3.2 ETS工作原理 3.3 主保护动作原理 3.1 汽轮机主保护概述 为了保证汽轮发电机机组的安全可靠运 行，防止设备出现事故损坏，除了对汽轮机 的控制系统要求非常可靠外，机组的监视和 保护系统也是必不可少的条件。过去，汽轮 机保护系统都采用机械液压分散控制方式， 不仅浪费了大量的设备资源，而且也不便于 集中管理。随着微电子技术和计算机技术的 发展，汽轮机保护系统也逐步实现了数字化 和智能化。 汽轮机通常配备有机械超速保护，机械保 安系统，危急跳闸系统（简称ETS）。它能 快速准确、安全可靠地监测机组的重要参数，

2、 当这些参数超过机组运行限制值时， ETS 起 着联锁自动停机作用。它自动监视机组运行 过程中的一些重要参数，一旦这些参数超过 允许范围，立即发出报警信号，提醒运行人 员注意；或直接发出停机指令，关闭全部汽 轮机蒸汽进汽阀门，紧急停机，以保证汽轮 机发电设备的安全，避免事故的扩大。 由于普遍采用计算机技术，目前，大多数 ETS 都是数字化，模块化，网络化结构。 如采用PLC，或采用DCS 控制器等。具有 安全可靠，快速响应，方便维护，信息丰 富等诸多优点。 汽轮机危急跳闸系统是监测、保护汽轮发电 机组安全运行的重要装置，其快速，准确， 可靠地动作必须得到绝对保证。为此，ETS 系统应用了双通道

3、理念，无论是一次监测元 件还是跳闸电磁阀，都采用双通道，布置成 “或与”门的通道方式，而且还设计有EH 油压低，润滑油压低和凝汽器真空低试验装 置，可以对相应功能进行在线试验，并且在 试验过程中仍然具有保护作用。同时，其电 子控制器及其I/O 组件也采用双通道配置或双 机热备冗余配置。 现以30 万机组为例，ETS 系统监控参数主要 包括： 1) 调节油压力低-低EH 油压跳闸； 2) 轴承润滑油压低-低润滑油压跳闸； 3) 凝汽器真空低-低真空跳闸； 4) 汽轮机超速-超速跳闸； 5) 推力轴承磨损-轴向位移大跳闸； 6) 轴承振动大-轴承振动大跳闸； 7) 胀差大-胀差大跳闸； 8) 发电

4、机主保护-发电机主保护跳闸； 9) MFT-锅炉保护跳闸； 10) 高排温度高高排温度高跳闸； 11) 透平压比低透平压比低跳闸； 12) DEH 110%- DEH110%跳闸； 13) DEH 失电DEH 失电跳闸； 14) 远控手动跳机远控手动跳闸； 15)轴承金属温度超限 另外，再设置4 路跳闸通道作为备用。 1.调节油压力低-低EH 油压跳闸 四个压力开关分别在试验模块出口处取 样逻辑关系为“或与”。定值为下降值 9.8MPa。 2.轴承润滑油压低-低润滑油压跳闸 设计形式与EH油压低相同。定值为下降值 0.06MPa。 3.凝汽器真空低-低真空跳闸 设计形式与EH油压低相同。定值为

5、-27KPa。 4.汽轮机超速-超速跳闸；推力轴承磨损-轴 向位移大跳闸；轴承振动大-轴承振动大跳闸； 胀差大-胀差大跳闸 以上保护信号皆来自TSI。超速保护定值为 3300rpm，轴向位移定值大于1mm或小于- 1mm（发电机方向为正），轴振大定值为 254um，胀差大定值为小于-2.21mm大于 17.75mm（冷态为零，转子大于汽缸膨胀为 正）。 目前，ETS 系统都具有模拟化、可扩展的体系结构。一 个典型的ETS 系统由以下几部分组成：一个跳闸控制柜； 一个装有跳闸电磁阀和状态压力开关的危急跳闸控制块； 三个装有试验电磁阀和压力开关的试验块；操作盘等。 根据用户的不同要求，ETS 机柜

6、通常做成两套PLC 并 联运行，即定义为A 机和B 机，当A 机故障时，奇数通 道跳闸（通道1）；当B 机故障时，偶数通道跳闸（通 道2）。 3.2 ETS工作原理 跳闸控制块 跳闸控制块安装在前箱的附近，块上装有4 个AST 电磁阀， AST 电磁阀为常开阀，机组正常运行时，AST 电磁阀励 磁关闭。 跳闸电磁阀按“与或”逻辑关系布置,ETS 系统分别控 制EH 系统中4 个AST 电磁阀，只有当电磁阀AST1、3 和 AST2、4中分别至少有一个失电时，汽轮机组才跳闸。4 个AST 电磁阀均可进行在线试验，以检验AST 电磁阀及 其动作回路的正确性。 试验块原理 系统共有3 个试验块，EH

7、 油试验块，LBO 润滑油试验块和LV 真空试验块，每个块的原 理均相同。每个试验块都被布置成双通道。 J1、J2 为节流孔；F、F1、F2 为手动阀； S1、S2为电磁阀；B1、B2 为压力表；K1、 K2、K3、K4 为压力开关。 节流孔的作用是将两路隔离开，试验时互不干扰。试 验可以手动就地试验，也可以在主控室通过试验按钮 远方试验。用按钮试验时，电路上有闭锁，保证不会 两路同时试验，一路试验时，另一路还有保护功能。 用就地手动阀试验时，不能两路同时作，否则将会引 起误跳机。手动试验时，尤其要注意。正常情况下， 压力油通过节流孔送到压力开关和指示表B1 和B2，指 示表将指示正常油压，一

8、旦油压降低，两边的4 个压力 开关只要各有一个开关动作，将引起跳机。 试验时，打开F1 或S1，则B1 上指示将缓缓下降达到 设定值时，K1、K3 将动作。 ETS 远方在线试验时，对应试验盘上指示灯亮，表示 出相应跳闸控制阀上某一路在试验。 由于跳闸阀布置成双通道，所以只试验一路不会 产生跳闸信号，若此时被测参数真的达 到停机值，则试验块上的压力开关将全部动作， 两路信号通过“与”的作用，产生跳闸 信号，通过跳闸控制块使机组停下来。所以说该 试验块可以在线试验，并不影响机组的 保护功能。 试验块电磁阀的电源是220VAC。试验完毕后，要 注意表压是否恢复到正常值，否则 不准试验另一路，以免引起误跳机。 3.3 主保护动作原理 AST油压泄压主汽门关闭原理 AST油压泄压关闭主汽门及调节门主要依靠卸荷阀动作。 (6)主汽门工作原理.exe 危急遮断器工作原理 危急遮断器是汽轮机最后一道保护也是最重要的一道保护。 如果危急遮断器失灵会照成汽轮机飞车等严重事故。当汽轮 机转速高达112%时ETS超速保护未动作危急遮断器就会动 作。 转速高达112%时飞锤在离心力的作用下克服弹簧力飞出 顶危急遮断器挂钩使蝶形阀右移同时卸掉脱扣油。 脱扣油卸