汽轮机监测仪表（TSI）培训教材.doc

第3章 危急遮断系统（ETS）
第3章 危急遮断系统（ETS）
3.1 概述
汽轮机的危急遮断系统（ETS），是保证汽轮发电机组正常运行的必不可少的安全保护装置。汽轮机运行中，当存在某种可能导致机组受损害的危险情况时，ETS装置可使汽轮机自动紧急遮断，保护机组的安全。
ETS装置通过各传感器监测着汽轮机的运行情况(见图3-1、ETS系统图)。具体监测的参数为：
Ÿ 汽机超速110%（OS）
Ÿ EH油压低（LP）
Ÿ 润滑油压低（LBO）
Ÿ 冷凝器真空度低（LV）
Ÿ 推力轴承磨损（轴向位移RP）
Ÿ 由用户决定的遥控遮断信号（RM）
该装置还具有以下功能：
Ÿ 各通道在线试验并不会导致汽轮机正常遮断误动或拒动。
Ÿ 任一元件出故障不会导致汽轮机因误动作而遮断。
Ÿ 任意某个元件故障时，仍可检测出有效的汽轮机遮断情况并能成功地遮断汽轮机。
该套ETS装置有一个控制柜和一块运行人员试验面板（图2，3，4），控制柜中有两排可编程逻辑控制器（PLC）组件，一个超速控制箱，其中有三个带处理和显示功能的转速继电器，一个交流电源箱，一个直流电源箱以及位于控制柜背面的二排输入输出端子（U1-U4）。
PLC组件是由两套独立的PLC组件组成：主PLC（MPLC）和辅助PLC（BPLC），这些PLC组件采用智能遮断逻辑，必要时提供准确的汽轮机遮断，每一组PLC均包括处理器卡（CPU）和I/O接口卡，CPU含有遮断逻辑，I/O接口组件提供接口功能，下面一排构成MPLC，提供全部遮断、报警和试验功能。上面一排处理器为BPLC。这是含有遮断功能的冗余的PLC单元；如果主PLC故障，它将允许机组继续运行并仍具有遮断功能。而在MPLC正常运行时，ETS具有全部遮断、报警和试验功能。
三个转速继电器均能够将独立的磁阻发送器的输入信号进行数字处理，并且当转速超过继电器设定点时，继电器的触点闭合或断开。在每个转速继电器中有二个转速设定点触发二个独立的继电器，并提供转速指示，S1为正常超速设定点，通常被设定为额定转速的110%（3300 R/MIN），S2定义提高的超速设定点，通常定义为额定转速的114%（3420 R/MIN）。
三只磁阻传感器探头探测转速。当PLC逻辑指示出三个转速继电器中有两个转速超出设定点，PLC就发出超速信号遮断汽轮机，这样可以防止因一个传感器或转速继电器出故障，引起汽轮机遮断的误动或者拒动。
两排端子向用户提供现场输入输出信号接口。
交流电源箱要求两个独立的交流电源。如果一个电源出故障，ETS仍然具有保护作用，机组仍可继续运行。
两路独立的交流电源由控制柜下部的交流电源盒馈入。
3.2 用户接口
操作员试验面板安装在控制室作为操作员的监测及操作之用。ETS柜的现场接口有2排共80芯的端子排，端子提供了与下面设备相连的接点：
Ÿ 来自三个独立的转速探头的信号
Ÿ 到遮断电磁阀的电源
Ÿ 监测遮断状况的压力开关
Ÿ 对汽机运行时重要的监视参数，如轴承油压、EH油压和冷凝器真空度等进行监测的压力开关。
Ÿ 来自TSI的轴向位移输出接点
Ÿ 试验电磁阀
Ÿ 当ETS探测到某个故障情况时发出报警的输出信号
Ÿ 遥控遮断输入信号：提供外部的输入，例如手动遮断、振动、差胀等，当信号来时，自动遮断机组。
3.3 使用说明
当全部的接口接点都连接好并检查过以后，按下面的步骤运行ETS。
3.3.1 ETS通电
Ÿ 将两组相互独立的交流电源接到ETS柜内的交流电源盒端子上（看接线图）。

Ÿ 闭合直流电源面板及交流电源面板上的电源开关。
Ÿ 复置汽机。
Ÿ 确定操作员试验面板无报警状态显示。若有报警，查明情况并予以改正。
Ÿ 确认当汽机升速时，转速表中的转速显示能与汽轮机转速相同。
3.3.2 操作员试验面板说明
操作员试验面板的上部是两排用于指示故障情况的八个指示灯。下面对每一个指示进行说明，参阅图2。
Ÿ CH.1 TRIP——该指示灯在自动停机预遮断母管（ASP）压力升高而引起压力开关63-1/ASP的触点动作时指示汽机遮断通道1。
Ÿ CH.2 TRIP——该指示灯在自动停机预遮断母管（ASP）压力降低而引起压力开关63-2/ASP的触点动作时指示汽机遮断通道2。
Ÿ 24VDC1故障——该指示灯表示24V直流电源#1（去MPLC）发生故障。
Ÿ 24VDC2故障——该指示灯表示24V直流电源#2（去BPLC）发生故障。
Ÿ 110VAC1故障——该指示灯表示110V交流电源#1（去电磁阀20-1/AST，20-3/AST）发生故障。
Ÿ 110VAC2故障——该指示灯表示110V交流电源#2（去电磁阀20-2/AST，20-4/AST）发生故障。
Ÿ 220VAC1故障——该指示灯表示220V输入交流电源#1发生故障。
Ÿ 220VAC2故障——该指示灯表示220V输入交流电源#2发生故障。
在面板的下部是一个功能键盘，用来试验和系统诊断，下面是每一键的说明。
Ÿ 进入试验——按下后指示灯亮表示系统处于试验方式。
Ÿ 通道1——按下后指示灯亮表示选择通道1试验。
Ÿ 通道2——按下后指示灯亮表示选择通道2试验。
Ÿ 报警确认——当存在报警灯时，此灯会亮，并有报警触点输出，按下此键后确认报警，灯熄灭，报警触点复位，这样当新的报警情况产生时系统可以查觉。
Ÿ 超速切除——当按下此键时，抬高超速设定点（通常114%）起作用，这个功能键上的指示灯就亮了，以便进行机械超速试验。当该指示亮时再按一下该功能键，抬高超速设定点方式就失效。
Ÿ 试验确认——选定的试验功能。只有按“试验确认”键，才能进行试验。
Ÿ 超速1、超速2、超速3键——在按下“进入试验”键后选择超速试验通道，再按“试验确认”键，即可进行该超速通道的试验。
Ÿ 复位试验——复置试验遮断，使电磁阀20-1/AST，20-3/AST，20-2/AST或20-4/AST励磁，复置相应的试验通道。
Ÿ 退出试验——释放试验功能或其它监测功能，它也能复置遮断，使20-1，3/AST或20-2，4/AST励磁，指示出汽机被复置。
Ÿ 轴位移——轴向位移遮断指示灯，灯亮表示轴向位移遮断。
Ÿ 遥控——遥控遮断指示灯，灯亮表示遥控遮断。
Ÿ 第二页——按此键后，可切换到报警通道显示状态画面，可通过该画面观察报警通道的详细信息。
Ÿ 第三页——按此键后，可切换到首出遮断显示状态画面，可通过该画面显示首出遮断原因的详细信息。
Ÿ EH油压——EH油压试验选择键，带灯按键，灯亮表示选择EH油压试验或在正常状态时指示63-1，2，3，4/LP压力开关触点动作。
Ÿ 润滑油压——润滑油压试验选择键，带灯按键，灯亮表示选择润滑油压试验或在正常状态时，指示63-1，2，3，4/LBO压力开关触点动作。
Ÿ 低真空——低真空试验选择键，带灯按钮，灯亮表示选择低真空试验或在正常状态时指示63-1，2，3，4/LV压力开关触点动作。
3.3.3 正常运行时操作员试验面板的使用
若某个报警情况出现，那么操作试验面板上就会点亮相应的功能键上的指示灯或点亮面板上部的指示灯。当功能键上的指示灯亮了，若要检查一下该报警的属性，只要按一下“第二页”键。切换到“ETS报警状态”画面，参阅图3，处于非正常状态的传感器指示灯点亮。灯亮指示报警状态，灯灭指示状态正常。当两个通道的传感器处在以下这些功能的报警状态，如：EH油压低，润滑油压低，真空低；三个超速通道中有两个传感器指示超速，或者遥控信号动作，那么汽机就遮断。汽机遮断后，若要检查遮断的原因，只要按一下“第三页”键，切换到“首出遮断信号”画面，参阅图4，首出遮断信号相应的指示灯点亮。
3.3.4 用操作员试验面板在线试验遮断功能
Ÿ 在键盘上通过按“进入试验”功能键进入试验方式。

Ÿ 按下要试验的功能键（例如：EH油压、润滑油压、低真空等）
Ÿ 按“通道1”或“通道2”键对应于要试验的通道。
Ÿ 按一下“试验确认”键进行试验。
Ÿ 证实点亮的指示灯所试验的通道处于动作状态。
Ÿ 按“复位试验”键复置相应的动作通道。
Ÿ 证实试验的通道不再处于遮断状态。
Ÿ 如果试验完成，按“退出试验”键退出试验方式。
3.3.5 操作员试验面板上试验超速功能
Ÿ 在键盘上按“进入试验”键，进入试验方式。
Ÿ 按“超速X”键，选择相对应的超速通道（1-3）。
Ÿ 在键盘上按一下“试验确认”键进行试验。
Ÿ 证实操作员试验面板指示出试验的通道处于超速动作。
Ÿ 证实相应的通道已动作（通道1对应于通道1或3的超速试验，通道2对应于通道2超速试验）。
Ÿ 按“复位试验”键复置相应的遮断通道。
Ÿ 按“退出试验”键，退出试验方式。
为了进行汽轮机的机械超速保护试验，可将ETS的正常超速保护设定点提升到114%，按下列步骤能进行：
Ÿ 按“超速切除”键。
Ÿ “超速切除”指示灯亮，指示正常的电超速保护（超速110%）已切除。
Ÿ 机械超速试验完成后，再按一下“超速切除”键，“超速切除”指示灯灭，表示已恢复正常电超速保护功能。
3.4 使用环境要求：
Ÿ 温度
——运行：0～55℃
——运输和保存：-25～70℃
Ÿ 湿度
——室内15～95%的湿度。
Ÿ 机械
——震动：IEC 68-2-6，10～57Hz（震幅0.15mm）
——晃动：IEC 68-2-27，半正弦波，15g，11ms
3.5 电源要求：
Ÿ 控制柜中电源
——允许电压范围：210～240V-rms（对于220VAC.rms）
——允许频率范围：45～63Hz
Ÿ 压力开关，推力轴承和遥控遮断触点的电源。
Ÿ ——正常触点闭合所需电压：115VAC-rms。
——电压范围：105～125V-rms
——频率范围：47～63Hz
与通道1相连的设备由交流电源#1供电。
与通道2相连的设备由交流电源#2供电。
通道1与通道2各用保险丝，相互独立。
Ÿ 遮断电磁阀20/AST和试验电磁阀20/LBOT，20/LPT，20/LVT。
——对于电磁阀正常电压：110VAC
——电压范围：对于110VAC-rms：105～125V-rms
——频率范围：47～63Hz
Ÿ 与通道#1相连接的电磁阀由交流电源#1供电。
Ÿ 与通道#2相连接的电磁阀由交流电源#2供电。
3.6 ETS相关设备
该ETS设备与下列设备组成ETS系统：
Ÿ 遮断块，包括电磁阀20-1/AST，20-2/AST，20-3/AST，20-4/AST和压力开关63-1/AST，63-2/AST和63-3/AST。
Ÿ 低轴承油压试验块：包括压力开关63-1/LBO，63-2/LBO，63-3/LBO，63-4/LBO和试验电磁阀，20-1/LBOT，20-2/LBOT。
Ÿ 低EH压力试验块，包括压力开关63-1/LP，63-2/LP，63-3/LP，63-4/LP和试验电磁阀20-1/LPT，20-2/LPT。
Ÿ 低真空试验块，包括压力开关63-1/LV，63-2/LV，63-3/LV，63-4/LV和试验电磁阀20-1/LVT，20-2/LVT。
Ÿ 轴向位移监测设备，包括轴向位移位置传感器，接点RP1，RP2（在TSI内）。
3.7 部件清单
Ÿ ETS控制柜
——立柜
——2套带有I/O的可编程控制器
——数字输入组件
——数字输出组件
——4个+24VDC/100W电源
——3个转速继电器
——2排端子，用于与外部设备连接
——全部内部连线和安装设备
——交、直流电源的开关及保险丝
Ÿ 操作员试验面板
Ÿ

图1、危急遮断系统（ETS）系统图

图2、危急遮断系统（ETS）试验盘（第一页）

图3、危急遮断系统（ETS）试验盘（第二页）

图4、危急遮断系统（ETS）试验盘（第三页）
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