汽轮机紧急跳闸系统在电厂中的

汽轮机紧急跳闸系统在电厂中的应用

滕丽

（热电厂热工车间）摘要：为适应独山子的大发展形势，满足石化工业的运行需要，电厂提出多项技改要求，汽轮机组ETS项目改造就是提高机组安全运行的技措保障之一，ETS即汽轮机紧急跳闸系统是为发电机组配备的安全可靠的保护装置，当存在某种可导致机组损害的危险情况时，该装置能使汽轮机自动遮断。本文就ETS汽轮机紧急跳闸系统在安装方面的特殊要求、系统结构组成、功能介绍、常见故障分析、运行中维护注意事项等几方面与原系统的对比说明来阐述新系统的优越性与可靠性。前言电厂在7月份大修期间对3#机组进行ETS系统改造，采用的是江阴众和公司的系统装置，在开机后的运行实践中，证明3#机保护系统的安全性、可靠性、稳定性等方面都有所提高，在积累了大量的安装、调试、维护经验后，在9月份又对2#机组进行ETS系统改造，效果很好，两套系统在改造完后均一次性开车成功，以下就新系统在电厂安装、投用等方面给大家详细介绍。1系统安装要求首先，由于系统结构、功能的特殊性，对系统的安装过程提出较高要求：（1）系统电缆敷设要求高：为保证操作人员的安全和避免干扰信号，连接信号线与动力线不允许在地板上铺设，应敷设在电缆沟后电缆桥加中；禁止与产生磁场干扰的电线和设备相隔太近。（2）系统电源接地要求高：ETS系统的接地目的是：当信号、供电电源或系统设备本身出现问题时，迅速有效的将过载电流导入大地，避免造成人员的触电伤害及设备的损坏。良好的接地系统能够消除电子噪声干扰，并为整个控制系统提供公共信号参考点。ETS系统的接地方式分为保护地和屏蔽地两种：保护地是为防止设备外壳的静电荷累积、避免造成人身伤害而采取的保护措施，系统所有的控制盘、柜均接入保护地（电厂总保护地），满足接地电阻小≤4Ω；屏蔽地可以把信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，提高信号质量，保障信号可靠传输。在各项安装要求满足的前提，方能保证系统的正常运行。2系统结构概述：ETS系统主要的硬件设备由一个主逻辑控制柜和手动操作盘构成。主逻辑控制柜中有交流电源组件、直流电源组件、PLC组件、接触器组件以及I/O组件五个部分；手动操作盘包括投切允许开关、在线试验按钮及电源指示灯。主要软件系统为PLC内部组态的逻辑控制程序（所有逻辑满足原系统设计需要），实现汽轮机紧急跳闸的保护功能。

现场信号继电器隔离输入模块CPU输出模块继电器接触器电磁铁试验开关投切开关电源指示故障指示SOEDCS由上图可以看出，将现场的各类信号发讯装置（电接点表、开关等）输出的开关量信号通过继电器隔离输入到ETS系统信号输入模块，采集信号后在PLC中做逻辑运算，运算结果通过系统输出模块来控制中间继电器动作，由于继电器功率小，无法驱动现场电磁阀，因此中间加入接触器进行信号放大，驱动外围设备，满足停机动作需要。3功能介绍：汽轮机安全运行的前提条件是各项工艺运行参数在控制指标要求范围内，否则及时保护停机，防止造成飞车、断裂等事故的发生。汽机事故跳闸系统能在下列条件下关闭主汽门、调节汽门，紧急停机。汽机转速高、真空低、润滑油压低、轴向位移、汽机轴承回油温度发电机和变压器差动保护、手动停机高压抗燃油压低于极限值（备用）ETS装置有以下几项优点：（1）双电源供电，无扰切换。原系统没有实现双电源切换，一旦保护系统电源回路失电，就会引起保护系统误动或拒动，造成停机事故。Ⅰ路厂用电开关Ⅱ路厂用电开关总电源开关分配至各控制回路如图2所示，原保护系统为两路厂用电提供系统总电源（两路不可同时送电），一旦某路电源失电，需人为投入另一路厂用电开关，方可保证系统电源供给，否则造成保护系统停电，引起停机事故的发生。经改造后的保护系统如图3所示（附后页），具有双交流（包括一路市电和一路UPS供电）、双直流同时供电，在系统内部控制进行双电源的无扰动切换，当电源中有一路掉电时，该电源组件能自动切换另一路电源，并不影响驱动磁力断路油门电磁铁，使系统正常工作。就动力电源的供给与保障方面，该系统具有很大优越性。

PBLAMNL+PBLAMNL+TC2PBLAMNL+PBLAMNL+PBLAMNL+PBLAMNL+TC1PBLAMNL+PBLAMNL+LANALANAA路交流电B路交流电+24V+24V+24VGNDAGNDBGNDC供CPU供信号检测供输出驱动（2）各通道的在线试验并不会导致装置正常遮断失灵。具体逻辑功能：当投切允许开关为“投”状态时，按下试验按钮，对应的停机指示灯亮，中间继电器吸合；当投切允许开关为“切”状态时，按下试验按钮，对应的停机指示灯亮，中间继电器不吸合。在线试验时，接触器不动作，而当现场发出跳闸信号时，不影响正常停机。该功能可使运行及维护人员及时发现和掌握保护回路的正确性和可靠性，一改过去事故发生后的被动检修为事故前的主动预防性检修。由于ETS系统中的PLC组件由两块独立的PLC组成（双机热备），每一组PLC均包括处理器（CPU）和I/O模块，CPU含有遮断逻辑，完成现场控制中除实时数据输入/输出外的各项工作，冗余的双PLC单元使系统更加稳定可靠。当一组CPU和I/O模块出现故障时，另一组CPU和I/O模块仍能使系统正常运行并具有全部功能，同时，提示另一组出现故障并报警。这样就等于把过去的一套保护系统改装为两套保护系统，有效的防止保护误动与拒动。（4）装置的可靠性和灵活性大大提高以前我们的机组保护系统装置是主要由继电器、接触器元件搭建逻辑回路完成保护功能的，其可靠性完全由继电器、接触器的质量决定，同时灵活性受到很大限制。如图4所示，原保护逻辑控制回路中，发电机跳闸、主汽门关闭信号作为保护系统的重要信号，根据工艺要求，需通过数个并联继电器将信号分配去联锁驱动抽汽快关阀、电动主汽门（2个）、工业抽汽电动门（2个）、高加进汽门（2个）、抽气逆止门等执行机构的动作，一旦出现某一根连线松动、元件损坏或触点接触不良等问题时，势必引起后续的许多控制回路出现问题，严重时直接造成停机事故的发生。图4保护回路电源开关A63N632BCJ14ZJ114ZJ214ZJ314ZJ4ZDG15ZJ115ZJ215ZJ3主汽门关闭信号发电机跳闸信号而引进的3#机ETS改造项目选用可编程控制器（PLC）进行编程控制，并且采用的双CPU，双I/O，输入初始信号一旦被系统采集，即可无限制调用，不存在同一信号多次调用由中间环节引起的误动或拒动，而且，在修改逻辑程序时也有很多优越性，不必翻天覆地的查线、改线，只需将CPU中的逻辑组态做简单修改，就可满足要求，这样使得装置的可靠性和灵活性大大提高。（5）中间环节减少，故障判断及解决时间大大缩短。3#机ETS系统出输入输出的开关量信号外，其余控制逻辑均在PLC程序中完成，一旦回路发生故障，能很快进行故障判断并加以解决，而原保护系统中间环节较多，排除故障耗时费力，比较困难。而且ETS系统特有的故障诊断功能（当系统发生故障时，相应指示灯闪烁），能够及时提醒运行人员，为维护人员处理解决问题提供帮助，缩短检维修时间，减少对运行的影响。4系统常见故障及分析：（1）现场信号、控制信号问题。一般为信号线松动、脱落、接地等等，可能导致现场不工作或故障指示灯亮。（2）硬件故障常常表现为，模件插板与底座插接不严密；PLC与I/O模块连接数据线插接不严密硬件本身坏。（3）电源问题包括没有连线（火、地、零几项中，其中一项没接）、错误连线（反接或短接电源线）；技术指标（电压、频率等）超过规定要求等。（4）其他问题包括电缆质量问题、地级与地网连接问题、连线接头问题和环境问题等引起的故障。5运行维护中的注意事项：（1）在上电运行期间，绝对禁止带电插拔各种模块。（2）系统正常运行后，操作盘面板上指示灯常亮；系统发生故障时指示灯闪烁，提醒系统可能的出现故障：供电电源中有一路异常或失电；两CPU中有一个不工作、有一个电池电压低；两风扇都不工作，帮助维护人员及时发现问题、解决问题，保障系统正常运行。（3）PLC存储了大量的逻辑控制程序，要定期更换电池，避免造成程序丢失，保持清洁，防止灰尘远离腐蚀。6小结：3#机ETS系统的改造，提高了汽轮机控制水平，减少了故障发生率，在保护系统的安全性和可靠性方面都有显著提高，解决运行中的不安全因素，大大提高了仪表设备安全、可靠性，在电厂具有推广价值，自今年7月份大修期间对3#机进行ETS改造后，开工运行正常，随后在1#机、2#机系统改造中均对保护系统进行ETS改造，通过运行实践证明此项改造实现了电厂技改保安全的目的。

谢谢大家内容总结汽轮机紧急跳闸系统在电厂中的应用。滕丽

（热电厂热工车间）。（1）系统电缆敷设要求高：为保证操作人员的安全和避免干扰信号，连接信号线与动力线不允许在地板上铺设，应敷设在电缆沟后电缆桥加中。在各项安装要求满足的前提，方能保证系统的正常运行。主逻辑控制柜中有交流电源组件、直流电源组件、PLC组件、接触器组件以及I/O组件五个部分。主要软件系统为PLC内部组态的逻辑控制程序（所有逻辑满足原系统设计需要），实现汽轮