ETS汽机保护讲义.doc

一、概述: ETS(EMERGENCY TRIP SYSTEM)就是汽轮机危急跳闸系统得简称。汽轮机危急跳闸系统用以监视汽轮机得某些参数,当这些参数超过其运行限制值时,该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门,紧急停机。以保证汽轮机安全运行,被监控得这些参数就是:1、 汽轮机转速超速跳闸;2、 推力轴承磨损轴向位移大跳闸;3、 调节油压力低低EH油压跳闸;4、 轴承润滑油压低低润滑油压跳闸;5、 凝器器真空低低真空跳闸;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; (电厂选定)11、透平压比低透平压比低跳闸; (电厂选定)12、后汽缸温度高后汽缸温度高跳闸;(电厂选定)13、轴承温度高轴承温度高跳闸; (电厂选定)14、DEH110% DEH110%跳闸; (电厂选定)15、DEH失电DEH失电跳闸; (电厂选定)16、远控手动跳机远控手动跳闸; (电厂选定)17、中压抽汽高中压抽汽高跳闸; (电厂选定)18、低压抽汽高低压抽汽高跳闸; (电厂选定)19、远控跳闸信号 (备用点)对于60万机组来说,跳闸信号一般在116条件中选定,远控跳闸接口再置4路作为备用。系统应用了双通道概念,布置成“或与”门得通道方式,这就允许在线试验,并在试验过程中装置仍起保护作用,另外三低信号得每个接点连接成在线监视状态,从而保证此系统得可靠性。二、 工作原理:系统机柜放在电子间,采用两套PLC并联运行,即定义为A机与B机,A、B机冗余控制。当运行机故障时,另外机立即切至运行状态。触摸屏上设有跳闸“首出”信号记忆灯,且每一组信号都可以给出“首出”记忆信号,即第一个到来得跳闸信号指示灯闪动亮,其它跳闸信号指示灯常亮,手动复位后,跳闸信号消失。三、 闸块工作原理: 跳闸块安装在前箱得右侧,块上共有6个电磁阀,2个OPC电磁阀就是110VDC,常闭电磁阀,OPC电磁阀由DEH控制;4个AST电磁阀由ETS控制,电磁阀电源为110VDC,常开阀。正常情况下,AST电磁阀就是常带电结构,两路110VDC电源取自电气直流屏。其中一路电源控制AST1、AST3电磁阀,另一路电源控制AST2、AST4电磁阀。机柜中有各路电源检测继电器检测电源工作状况。跳闸块电磁阀连接如下图:P1点压力为130kg/cm左右。通过节流孔J1、J2使P2点压力为65kg/cm左右。在作试验时,201/AST与203/AST动作,使得P2点压力升高至130kg/cm;若202/AST与204/AST动作,则P2点压力降为0kg/cm。压力开关K1、K2设定值分别为K1:90kg/cm,K2:40kg/cm。通道1(201/AST,203/AST)动作试验时,K1动作;通道2(202/AST,204/AST)动作试验时,K2动作;K1、K2分别送出指示信号。由于整个跳闸块采用“双通道”原理,当一个通道中得任一只电磁阀打开都将使该通道跳闸;但不能使汽轮机进汽阀关闭,只有当两个通道都跳闸时,才能使汽轮机进汽阀关闭,起到跳闸作用,因此大大提高其可靠性,可有效地防止“误动”与“拒动”。四、 跳闸试验块工作原理:该系统共有4个试验块,EH油试验块,LBO润滑油试验块与LV1、LV2真空试验块。每个块得原理均相同。原理图如下: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。 节流孔得作用就是将两路隔离开,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。 用远方试验时,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与指示表B1与B2,指示表将指示正常油压,一旦油压降低,两边得4个压力开关只要各有一个开关动作,将引起跳机。电磁阀接成“两或与”关系,即可防止误跳,又可防止拒跳。(见图3)。 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,若此时被测参数真得达到停机值,则试验块上得压力开关将全部动作,两路信号通过“与”得作用,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,并不影响机组得保护功能。 试验块电磁阀得电源就是220VAC。试验完毕后,要注意表压就是否恢复到正常值,否则不准试验另一路,以免引起误跳机。五、触摸屏:触摸屏就是人机接口界面,目前广泛得应用于工业领域得各个方面。它完全可以取代原始得按键式操作盘,简单灵活得可视化操作界面、多样化得报警功能、及按键式操作盘无法实现得功能等。界面说明如下:设备正常工作时,首出跳闸信号灯就是绿色得,当有信号跳闸时,相应信号得灯会不断得闪烁(由绿变红色在变绿),随后到来得报警信号只能就是常亮(平光红色),这就就是具有首出得功能。ETS跳闸后,汽机停机灯会常亮(由绿色变为红色)。1. 试灯:当按下此健后可以瞧到所有得报警灯会变成红色,这个功能主要就是检查报警信号与plc通讯就是否正常。2. 在线试验功能:盘上面有一个开关,当旋转到在线试验位置时,在线试验灯会亮,表示可以进行下列试验。两个通道得按钮就是互锁得关系并且ASP1与ASP2也参与两个通道得互锁关系,用以防止两个通道同时试验引起误跳停机。(钥匙开关在其它位置时在线试验做不了)。做在线试验时应当注意:刚试验过得通道恢复正常后,才可以进行另一路试验。这要观察一下ASP1与ASP2指示灯得状态。否则另一通道得试验就做不了,因为通道就是互锁得关系。3. 超速抑制功能:盘上面有一个开关,当旋转到超速抑制位置时,超速抑制灯会亮(变红色),表示可以进行超速试验。4. ETS电源监视灯:ETS正常工作时,盘上得电源监视灯就是红色常亮得,在停机状态与故障状态时该灯就是绿色得。5、 当盘下钥匙开关旋转到机组运行位置时,超速抑制灯与再线试验灯都不亮,相应得功能也不起作用。六、 保护投退开关:保护投退开关设在机柜后端子排得内侧,可以对单项信号保护按要求断开或投入。七、ETS控制柜:ETS控制柜主要包括可编程控制器、电源组件、继电器组件、触摸屏与端子排部分。7、1可编程控制器: 可编程控制器用来完成逻辑控制。合上两路电源开关,两台可编程序控制器同时工作,如一台PC机损坏,需要维修,可让另一台单机运行。7、2电源组件:两路交流电源输入,在内部直流组成冗余输出,交流组成互为切换结构,用以保证ETS得供电。7、3继电器组件:继电器组件主要用来扩展跳闸得报警信号。7、4端子排 端子排上安装有输入端子卡件与输出继电器卡件及接触器等元器件。 八、 ETS系统得可靠性综上所述,危机跳闸系统采用了双通道得原理,无论就是一次监测元件还就是跳闸电磁阀,都采用双通道,因此,可大大提高系统得可靠性。一般系统得可靠性就是用下述公式表示得:可靠性=MTBF/MTBF+MTBR式中 MTBF平均无故障时间; MTBR平均维修时间。可见,MTBF 越大越好,MTBR越小越好。增加双通道系统后,可使系统得MTBF大大提高。使用双通道后,MTBF就是这样计算得:MTBFD=MTBFS+MTB2S/2MTBR式中 MTBFD双通道得平均无故障时间; MTBFS单通道得平均维修时间。使用双通道后,系统得MTBF就是按指数规律增加得,这样系统得可靠性大大提高了。九、使用维护:所有跳闸功能在每次启动前必须进行试验。控制柜上得所有开关及按钮一经调整好,不能随意乱动,当发现控制柜中得任何一个指示灯及开关损坏,应立即更换。所有使用维护必须由专门人员操作。十、 汽机主保护汽机主保护序号保护名称保护源信号信号来源定值1EH油压低63/LP1压力开关8Mpa63/LP2压力开关8Mpa63/LP3压力开关8Mpa63/LP4压力开关8MPa2润滑油压低63/LBO1压力开关0、06Mpa63/LBO2压力开关0、06Mpa63/LBO3压力开关0、06Mpa63/LBO4压力开关0、06MPa3真空低3、1高背压凝汽器真空低63/LV11压力开关28KPa(绝对压力)28KPa(绝对压力)28KPa(绝对压力)28KPa(绝对压力)63/LV12压力开关63/LV13压力开关63/LV14压力开关3、2低背压凝汽器真空低63/LV21压力开关28KPa(绝对压力)63/LV22压力开关28KPa(绝对压力)63/LV23压力开关28KPa(绝对压力)63/LV24压力开关28KPa(绝对压力)4轴向位移大轴向位移大TSI1、0mm5TSI超速TSI超速TSI3300rpm6轴振大轴相对振动大TSI250um7相对位移/膨胀大高缸相对膨胀大TSI高胀:+11、1mm/4、7mm低胀:23、5mm/1、52mm8DEH失电DEH失电DEH9手动停机手动停机操作台10DEH110%超速DEH110超速DEH110%11发电机主保护发电机主保护发电机保护柜11、1发电机断水12炉MFT炉MFTFS113推力轴承温度高推力轴承温度(正)P4DEH107 推力轴承温度(正)P2107 推力轴承温度(付)G4107 推力轴承温度(付)G2107 14汽轮机压比低高排压力1ATC调节级压力/高排压力1、734高排压力2调节级压力1调节级压力2调节级压力315高排温度高高压排汽蒸汽温度1ATC427 高压排汽蒸汽温度2427 16再热汽温突降ATC50/10min17过热汽温突降50/10min十一、现保护说明:a) 保护项目1、EH油压低保护:EH油压低信号为就地EH油压开关信号,共四路,此四路信号直接引入ETS系统,采用双通道连接方式(63/LP1、63/LP3与63/LP2、63/LP4),每一通道至少有一开关动作做为停机信号,即63/LP1或63/LP3动作与上63/LP2或63/LP4动作。压力开关得整定值为8MPa。2、汽轮机润滑油压低保护:汽轮机润滑油压低信号为就地压力开关信号,共四路。此四路信号直接引入ETS系统,采用双通道连接方式(63/LBO1、63/LBO3与63/LBO2、63/LBO4),每一通道至少有一开关动作做为停机信号,即63/LBO1或63/LBO3动作与上63/LBO2或63/LBO4动作。压力开关得整定值为0、06 MPa。3、凝汽器真空低:凝汽器真空低信号为就地真空开关信号,共八路,每一低压缸对应四路,任意一个低压缸真空低保护动作即发出保护动作。 #1低压缸四个压力开关(631/LV11、633/LV11与632/LV11、634/LV11),#2低压缸四个压力开关(631/LV21、633/LV21与632/LV21、634/LV21)每一通道至少有一开关动作做为停机信号,即631/LV11或633/LV11动作与上632/LV11或634/LV11动作,真空开关得整定值为28KPa(绝对压力); 4、汽轮机轴向位移大:汽轮机轴向位移大信号取自TSI,在前箱推力瓦西侧一共安装四支轴向位移传感器,轴向位移1与轴向位移2安装在测量盘西侧,轴向位移3与轴向位移4安装在测量盘东侧,其零点位置为推力瓦中心,当同向安装得两个轴向位移都达到1、0 mm或+1、0mm时,即侧1与3都动作或2与4都动作,轴向位移检测仪表发出轴向位移大接点信号送到ETS系统,实现轴向位移保护。5、TSI超速:TSI超速信号取自TSI;TSI系统检测得三路转速信号,三路转速探头安装在盘车处88齿测速盘,当任意一路转速信号达到3300RPM时,都将使转速检测仪表发出一电超速接点信号,三路信号经三取二逻辑送到ETS系统,实现电超速保护。6、轴振大:该汽轮发电机组共有九个轴瓦,#1#8轴瓦分别设置X方向与Y方向轴振传感器,共有十六个测点,任意一个轴振大于250m,同时其它任意一个轴振大于150m,保护动作。此保护要在DCS中先判断轴振大于250m外不同得另一点得轴振大于150m,输出一DO点,到ETS中与TSI中任一点轴振大于250m相与后保护动作。7、相对位移/膨胀大:所谓得胀差就就是汽轮机缸体与转子之间得热膨胀差。信号取自TSI系统,高压缸胀差安装两个探头,输出为两探头复合输出,低压缸胀差为LVDT传感器。原设计汽轮机高压缸胀差达到:正向 +11、1mm,负向4、7mm;汽轮机低压缸胀差达到:正向 +23、5,负向1、52mm。此四项中得任何一项都会使汽轮机胀差保护动作。目前汽机“高低缸胀差大”保护决定取消,改为一级报警,提醒运行人员手动停机。8、DEH失电:DEH接口电源与控制电源共四路保护,当任意一路电源保护动作,向ETS发出DEH失电保护动作。9、手动停机:手动停机按扭安装在控制室操作台,两个按扭同时按下,向ETS发出手动停机保护。10、DEH110%超速:DEH判断三路转速信号,实行三取中,当转速大于3300RPM时发出保护动作信号,到ETS停机。11、发电机保护动作:当发电机保护动作时,发出保护动作信号,到ETS停机。其中发电机断水保护由内冷水站内冷水进出口差压低开关三取二延时30S实现,逻辑做在SC4控制器,DO输出硬接线经ETS机柜至电气。12、炉MFT:当锅炉MFT保护动作,发出保护动作信号,到ETS停机。13、推力轴承温度高:推力瓦块共安装4支温度元件,推力轴承温度(正)P4,推力轴承温度(正)P2,推力轴承温度(付)G4,推力轴承温度(付)G2,当任意一支温度元件温度超过107,汽机“轴承温度高”保护决定引入各支持轴承金属温度带防跳切除,任一支持轴承金属温度高或推力轴承温度高均汽机跳闸,并且该保护并网前有效,并网后自动退出。14、汽轮机压比低:调节级压力1、2、3信号为高选,高排压力1、2为高选,当调节级压力/高排压力15%,则锅炉MFT,主汽门关闭信号送到电气,由发电机逆功率保护将发电机解列。小机保护:一、保护项目:设备名称保护名称小机(MEH)1)轴位移大2)小机前轴振动大3)小机后轴振动大4)汽泵前轴振动大5)汽泵后轴振动大6)DCS紧急停机7)小机润滑油压低(三取二)8)小机排汽压低(三取二)9)小机抗燃油压低10)小机速关油压低11)小机超速12)MEH画面板停机13)速关阀关闭停机14)手动停机另:硬接线跳机1)手动停机2)小机TSI来小机超速3)控制器CPU故障二、保护说明:2、1小机“轴向位移大”信号取自小机TSI,当两位移均大于动作值小机TSI继电器接点动作,信号送到MEH,实现轴向位移保护。2、2小机“轴振大”保护采取以下策略:任意一个轴振大于80um,同时其它任意一个轴振大于50um,保护动作。此保护要在DCS中先判断出其它轴振大于50um,然后与TSI轴振80um信号逻辑与。2、3汽泵“轴振大”保护采取以下策略:任意一个轴振大于125um,同时其它任意一个轴振大于100um,保护动作。此保护要在DCS中先判断出其它轴振大于100um,然后与TSI轴振125um信号逻辑与。2、4“DCS紧急停机”信号来自汽泵保护,任一汽泵保护条件均跳相应小机。汽泵保护包括以下内容:1)除氧器水位A三取二低延时2秒2)前置泵保护跳闸3)三条件相与,延时20秒1.汽泵运行2.汽泵再循环门已关3.汽泵流量低于120T/H4)推力轴承内侧温度1越限后延时2秒5)泵推力轴承内侧温度2越限后延时2秒6)小机推力轴承温度1越限后延时2秒7)小机推力轴承温度2越限后延时2秒8)小机推力轴承温度3越限后延时2秒9)小机推力轴承温度4越限后延时2秒10)小机推力轴承温度5越限后延时2秒11)小机推力轴承温度6越限后延时2秒12)锅炉MFT,4秒钟脉冲。2、5 小机“润滑油压低”保护由三个压力开关三取二实现。2、6小机“排汽真空低” 保护由三个真空开关三取二实现。2、7 小机“EH油压低”保护由两个压力开关相与实现。2、8小机“速关阀油压低”保护增加了一台速关油压力变送器,此模拟量油压低且油压开关动作时保护动作。2、9小机“速关阀关闭”保护采取三取二逻辑,信号分别为速关阀关闭、速关阀开启非、速关阀行程LVDT5%来实现。2、10“小机超速”保护由MEH判断三路转速信号,实行三取中,当转速大于6430RPM时发出停机信号。2、11 “MEH画面停机”就是指按下MEH画面中“停机”操作端按纽即实现停机功能。2、12取消原来汽泵温度保护:汽泵自由端/传动端轴承温度高保护、小机前/后径向轴承温度高保护。2、13保留汽泵温度保护:小机推力轴承内侧温度高保护、小机推力轴承16温度高保护。2、14取消前置泵温度保护:前置泵自由端/传动端径向轴承温度高保护、前置泵电机自由端/传动端径向轴承温度高保护。2、15为了保证汽泵、前置泵之间得跳闸顺序,除氧器水位低或MFT动作时,前置泵均应比汽泵/小机晚跳闸2秒。三、硬接线保护1、手动停机盘前停机按纽按下后直接驱动跳机继电器XJ06、XJO7,动作就地停机电磁阀1、2。2.小机TSI来小机超速小机TSI超速信号来自小机TSI柜, TSI系统检测得三路转速信号,当任意一路转速信号达到6430RPM时,都将使转速检测仪表发出一电超速接点信号,三路信号经三取二逻辑送到MEH系统直接驱动中间继电器XJ08,继电器XJ08动作后接点闭合驱动跳机继电器XJ06、XJO7,动作就地停机电磁阀1、2。3、 控制器CPU故障小机控制有一对冗余CPU,控制器CPU故障跳机就是指两CPU同时故障,当有一只CPU正常工作时不会出跳机信号。控制器CPU故障含义较广,由CPU自身判断, CPU正常状态下输出硬接点使继电器XJ01、XJO2带电,当CPU判断其故障时硬接点断开使XJ01、XJO2继电器断电,靠继电器常闭接点闭合驱动跳机继电器XJ06、XJO7,动作就地停机电磁阀1、2。四、电源介绍小机保护控制得跳急电磁阀电源为110VDC,正常情况下电磁阀就是不带电。两路110VDC电源取自电气直流屏,经过MEH柜电源组件切换后冗余输出,见下保护接线图,机柜中有各路电源检测继电器检测电源工作状况。五、保护接线图DCS一体化中ETS保护装置设计特点剖析 汉川电厂#2汽轮机系上海汽轮机厂300MW亚临界一次中间再热冷凝式汽轮机。机组热控系统改造选用XDPS400分散控带系统,汽机岛、锅炉岛、电气ECS控制实现一体化。原危急遮断系统(ETS)保护装置就是上海电气自动化设计研究所1998年产品,由分立电子元器件与继电器逻辑构成,2004年DCS改造后将ETS保护装置纳入XDPS400分散控带系统中,实现DCS控制一体化。一、ETS系统结构1、硬件构成系统硬件配置如图1所示。 ETS保护装置就是DCS分散控制系统得一个子系统,由控制机柜与端子接线柜两部分组成。系统硬件包括一对冗余得分布式处理单元DPU、三对冗余得BCnet网络型站控制卡、二个8接口HUB、三块SDP转速测量与保护卡、九块LPC逻辑保护卡、一块DI开关量输入卡、一块DO开关量输出卡、各卡件相对应得端子板、一块保护投切开关板、一个22OVAC电源分配箱、一个11OVAC电源箱、一对冗余得+5V/l5V电源组件、一对冗余得+24V电源组件等。 2、 I/0点数 总点数76点,其中输入53点、输出23点。 3、 通信方式 (1)模件通信 I/0模件与BCnet网络控制卡之间以并行总线方式通信,通信在出口/入口均采用隔离,以保证模件故障时隔离。同时,I/0模件又具有独立性,当检测到主模件故障时,输出信号会根据预先得设置保持在设定值上。 (2)I/0站通信 所有得BCnet卡都挂在I/0总线上,与DPU进行通信,BCnet卡承担通信中转与卡件管理得工作。采用以太网通信方式,并联冗余,RJ45网络线,l00Mbps速率,IEEE802、3协议。 (3)DPU站通信 每个DPU均有两个独立得网络(A网与B网)通信接口,1OOMbps速率,TCP/IP协议,与高速,实时网分交换机连接,实现数据得广播与接收。 (4)DCS网络通信 采用光纤环网络通信方式,冗余得实时数据高速公路由RTFNET网构成。RTFNET采用快速以太网技术构建,核心部件就是德国网Hirchmann工业必太网交换机,传输介质采用多模光缆,1OOMbps通信速率。二、遮断功能实施 1、遮断项目 ETS系统设计有18个遮断项目:EH油压低、凝汽器真空低、轴位移夫、汽机差胀、#1#7轴振动大、发电机内部故障、110垢超速、110%兆超速、手动停机、软MFT、硬MFT、DEH失电。 2、LPC模件逻辑 (l)LPCl(LPCll、LPCl2、LPCl3)模件完成EH油压低、轴位移遮断、DEH汽机跳闸、手动停机按钮信号1、锅炉MFTl(软逻辑)等信号得遮断逻辑,如图2所示。 (2)LPC2(LPC2l、LPC22、LPC23)模件完成润滑油压低、汽机差胀、DEH汽机跳闸2、手动停机按钮2、锅炉MFT2(软逻辑)等信号得遮断逻辑。 (3)LPC3(LPC3l、LPC32、LPC33)模件完成凝汽器真空低、发电机内部故障、#1#7轴振动大、110%超速、114%超速、DEH失电等信号得遮断逻辑。 (4)DEH汽机跳闸信号就是指压比低、高排温度高,由DEH综合出一个跳机信号,此保护项目暂末投入使用。 3、电超速保护 (1)转速测量 在汽轮机后缸与发电机连接处得盘车齿轮上,原设计仅安装了两支转速探头。为了防止汽轮机小轴断裂事故造成机组超速保护功能消失,第三支转速探头仍然安装在盘车齿轮上,与DEH中使用得转速控制探头分开布置,在盘车齿轮上方得缸盖上开设安装孔。 (2)电超速保护 三路转速脉冲信号分别进入相对应得三块SDP模件内,被转换为数字量,并与数字整定值(3300rpm与3420rpm)相比较,如超过整定值,则输出开关量信号至SDP端子板上,进行三选二判断。输出电超速110%信号与114%信号至LPC31、LPC32、LPC33三块独立得模件中进行判断。每块保护模件得输出再进行一次选取,如果有两个以上得模件输出遮断信号,由硬跳闸回路致使AST电磁阀失电遮断机组,如图3所示。 (3)超速试验 电超速保护回路具备在线试验逻辑功能,实际运行中未使用。静态试验时,利用频率发生器模拟转速脉冲信号进行静态电超速保护110%与114%试验,以检验转速测量、越限判断、硬逻辑回路及电磁阀就是否正常。 实动试验安排在汽轮机大小修且机组并网后进行,当轴转速超过遮断整定值110%时遮断机组。114%超速不单独作实动试验,仅作为最后一道安全保护措施。 当进行机械超速试验时,接点MOST闭合,闭锁电超速l10%遮断整定值,试验机械超速时就不会引起电超速110%遮断。但电超速114%不能被禁止,以防止机械超速整定值过高或未动作造成汽机转速上升超过转子极限值,确保在汽机转速达到3420rpm时将机组遮断。 4、保护投切开关 保护投切板上设置了八个开关,用于EH油压低、润滑油压低、真空低、轴位移大、发电机内部故障、轴振动大等六个遮断信号得投切,开关接点分别连入相应得LPC模件中,由编程逻辑完成。 5、遮断在线试验逻辑 EH油压过低、润滑油压过低、真空过低在线试验逻辑均在DPU中生成,试验功能均保留,但考虑到试验块内漏等因素,实际运行中不进行在线试验,并将三个试验块上得电磁阀线圈全部拆卸,且将驱动电源开关置于断开位。 6、硬跳闸回路 图4为第一通道AST1、AST3电磁阀与第二通道AST2、AST4电磁阀配电回路,第一通道为UPS电源,第二通道为DPS电源。 MANTRIP3、MANTRIP4为用户手动停机信号,取自集控室立盘上按钮,为常闭接点。 MFTETS3、MFTETS4为硬MFT动作信号,取自BMS硬逻辑回路继电器常闭接点。 AST1/3(LPCl)、ASTl/3(LPC2)、ASTl/3(LPC3)分别为LPCl、LPC2、LPC3模拟输出得跳机信号,分别取自LPCl、LPC2、LPC3端子板上继电器常闭接点。 AST2/4(LPCl)、AST2/4(LPC2)、AST2/4(LPC3)类同。 7、汽机挂闸方式 汽机挂闸又称ETS复位,设计有两种方式,均可实现汽机挂闸。一就是在ETS显示图上点击汽机挂闸按钮,二就是在DEH升速控制板上点击 汽机挂闸按钮信号,都能通过LPCl、LPC2、LPC3模件中RS触发器逻辑块进行ETS复位。三、设计特点 汽轮机主要参数达到或超出机组运行限制值时得紧急停机逻辑按标准模式设计,但ETS装置自身故障时,应充分考虑在各种极端工况下都能保证汽轮机安全遮断得情况。l、 DCS系统失灵 LPC模件采用CPLD器件得硬件,通过编程得方法,将逻辑固化在LPC模件中,作为一个整体硬件执行,实现ETS跳机保护功能与联锁逻辑。LPC模件独立运行不受DPU得影响,即使DCS系统失灵、各MMI站无法对DPU进行操作控制,此时汽轮机遮断保护逻辑功能仍然正常。也即汽机危急工况下仍然受控于LPC模件,尽管危急情况下CRT操作画面不起作用,但可操作集控室立盘上用户手动停机按钮将汽轮机遮断。2、 DCS电源失去 ETS机柜两路22OVAC电源均来自于DCS电源分配柜,一路就是UPS,另一路就是DPS(保安电源)。当DCS两路电源失去时,ETS两路电源也必然随之失去,LPC模件中保护逻辑不能被执行,也即出现保护拒动。但就是,AST电磁阀配电回路设计特点为线圈带电励磁、失电失磁方式,故仍然可以遮断汽轮机。3、 DEH电源失去 DEH两路电源均失去,电液调节系统失去对汽轮机转速、负荷、压力等主要参数得控制、调节与限制功能。ETS机柜中LPC模件接收到DEH失电信号后,通过逻辑回路完成紧急停机得功能。4、 锅炉MFT 设计有两种信号遮断。一就是BMS机柜中DPU软件组态逻辑发出得软MFT信号,来自于MFT交流回路继电器输出接点,在LPC模件上通过逻辑回路遮断汽轮机;二就是BMS机柜MFT直流硬跳闸回路发出得硬MFT信号,直接作用于AST电磁阀硬接线回路遮断汽轮机。5、 114兆电超速 汽轮机转子一般就是根据额定转速得115120%来设定得,一旦转速超过强度极限值,将造成叶片断裂、叶轮松脱、动静部件相碰撞得严重事故。为此,还设计了114%电超速保护。6、 失去一路电源 ASTl、AST3与AST2、AST4两个通道电磁阀11OVAC配电设计成两个相互独立得供电回路。ASTl、AST3为一路,接受UPS电源;AST2、AST4为另一路,接受DPS电源。两路均通过22OVAC/llOVAC变压器转换,任何一路22OVAC电源失电或电源切换瞬间失电只会导致同一个通道内得两只AST电磁阀失电,不会遮断汽轮机。7、 防逻辑误修改 LPC模块中逻辑功能块与点名不能被DPU修改,有效地杜绝了人为因素造成得保护误动与拒动。8、 冗余设计 (1)三重冗余结构 由图1与图2所示,#1#3 I/0站上同序号相对应得LPC模件接受同样得跳机信号,分别进行逻辑判断,并同时输出跳机信号。这三路跳机信号在LPC端子板上实现了三选二判断,当有超过2块LPC模件输出信号时,才发出最终遮断机组得信号。任何一个I/O站上得任意一个LPC模件故障,均不影响遮断逻辑。 (2)四选二逻辑 63LPl一63LP4 EH油压过低、63LBOl63LBO4润滑油压过低、63LVl63LV4真空过低压力开关停机信号处理,均采用四选二逻辑。当某一个通道中得一个或者两个压力开关动作时,该通道得AST电磁阀不会因此而失电;只有当两个通道中分别至少有一个压力开关动作时,两个通道得AST电磁阀才会一起失电。在做ETS在线试验时,AST电磁阀才会分别失电。 (3)三取二逻辑 LPC、SDP模件转速探头设置三重冗余,电超速保护110%、114%信号在SDP端子板上三取二,AST1/3(LPC1LPC3)与AST2/4(LPClLPC3)六个接点信号经LPC端子三取二产生。 (4)二重冗余逻辑 两路轴位移遮断信号、两路发电机内部故障 信号均设计成或门逻辑。 (5)多重冗余逻辑 用户手动停机信号设计为多重冗余,危急情况下确保运行人员能手动遮断汽轮机。MANTRTP1MANTRTP4四个信号均来自于集控室立盘上遮断汽轮机#1与#2按钮,每个按钮均为四常开二常闭接点。 四常开得第一对触点均作为SOE点。MANTRTP1信号就是#1与#2按钮第二对常开触点相串联构成得与门逻辑接点;MANTRIP2就是第三对常开触点与门逻辑接点。MANTRIPl与MANTRTP2两个信号分别接入LPCl与LPC2模件,任何一个信号为1,就可发出遮断汽轮机信号。 MANTRTP3信号就是#1与#2按钮第一对常闭触点相并联构成得与门逻辑接点;MANTRIP4信号就是第二对常闭触点与门逻辑接点。MANTRTP3与MANTRTP4两个信号分别接入ASTl、AST3与AST2、AST4电磁阀硬接线回路,只有两个信号均断开时才能遮断汽轮机。 (6)电源冗余 UPS与DPS两路220VAC交流电源冗余,两个+5V/l5VDC直流组件冗余,两个24VDC直流组件冗余。9、DPU时钟基准 GPS时钟定时器为DCS各子系统工作及通信提供精确得时钟信号,同步各子系统得运行,确保各子系统SOE点时钟分辨率率lms。10、设置机柜温度监视点 在控制柜上方排风筒出口处,安放一个PTl00热电阻测温元件,对机柜得温度进行监测并超温报警。可软光字牌报警并记录跳机首出原因。 (2)具有顺序事件记录功能,时间分辨率 (3)设计了八个保护投切开关,避免了端子排拆接线繁锁。 (4)对重要得保护功能,采用冗余输入输出通道,冗余得信号在保护系统内进行三选二或四选二等表决方式。 (5)电超速保护采用了三套测速探头。 (6)机柜所有模件均设置了故障监测报警,故障状态下不误发遮断信号。 (7)整套装置硬件与软件采用了三重冗余结构,提高了保护系统得可靠性。 (8)硬件采用与DCS系统同一系列,减少了备品、备件得种类与数量。五、对装置得建议 调试中,专门针对ETS各类模件进行在线维护试验,除LPC以外,所有模件均能满足在线插拔而不影响机组正常运行得要求。 在三个I/O站所属得9块LPC模件中,任意插拔一块模件均不影响机组运行;但在任意两个I/0站(#1、#2或#2、#3或#1、#3)中分别拔出一块具有相同逻辑得LPC模件后,插入第二块模件上电瞬间就有可能会发出遮断跳机信号。尽管不就是每次都会发出遮断信号,也尽管LPC模件同时发生故障得可能性很微小,但作为汽轮机主保护装置必须百分之百可靠,不能有万分之一得侥幸。为此,制造商需完善LPC模件在线插拔得功能,电厂应避免同时插拔两个LPC模件得操作。六、结束语 处于DCS一体化中得ETS保护装置具有优秀得品质与性能,稳定可靠,己成功地应用于汉川电厂#2汽轮机组。