ETS汽機(jī)保護(hù)講義

1、一、概述： ETS（EMERGENCY TRIP SYSTEM）是汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)用以監(jiān)視汽輪機(jī)的某些參數(shù)，當(dāng)這些參數(shù)超過(guò)其運(yùn)行限制值時(shí)，該系統(tǒng)就關(guān)閉全部汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)汽閥門，緊急停機(jī)。以保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行，被監(jiān)控的這些參數(shù)是：1. 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速-超速跳閘；2. 推力軸承磨損-軸向位移大跳閘；3. 調(diào)節(jié)油壓力低-低EH油壓跳閘；4. 軸承潤(rùn)滑油壓低-低潤(rùn)滑油壓跳閘；5. 凝器器真空低-低真空跳閘；6. 軸承振動(dòng)大-軸承振動(dòng)大跳閘；7. 脹差大-脹差大跳閘；8. 發(fā)電機(jī)主保護(hù)-發(fā)電機(jī)主保護(hù)跳閘；9. MFT-鍋爐保護(hù)跳閘； 10.高排溫度高高排溫度高跳閘； （電廠選定）1

2、1.透平壓比低透平壓比低跳閘； （電廠選定）12.后汽缸溫度高后汽缸溫度高跳閘；（電廠選定）13.軸承溫度高軸承溫度高跳閘； （電廠選定）14.DEH110%- DEH110%跳閘； （電廠選定）15.DEH失電DEH失電跳閘； （電廠選定）16.遠(yuǎn)控手動(dòng)跳機(jī)遠(yuǎn)控手動(dòng)跳閘； （電廠選定）17.中壓抽汽高中壓抽汽高跳閘； （電廠選定）18.低壓抽汽高低壓抽汽高跳閘； （電廠選定）19.遠(yuǎn)控跳閘信號(hào) （備用點(diǎn)）對(duì)于60萬(wàn)機(jī)組來(lái)說(shuō)，跳閘信號(hào)一般在1-16條件中選定，遠(yuǎn)控跳閘接口再置4路作為備用。系統(tǒng)應(yīng)用了雙通道概念，布置成“或與”門的通道方式，這就允許在線試驗(yàn)，并在試驗(yàn)過(guò)程中裝置仍起保護(hù)作用，另外三

3、低信號(hào)的每個(gè)接點(diǎn)連接成在線監(jiān)視狀態(tài)，從而保證此系統(tǒng)的可靠性。二、 工作原理：系統(tǒng)機(jī)柜放在電子間，采用兩套PLC并聯(lián)運(yùn)行，即定義為A機(jī)和B機(jī)，A、B機(jī)冗余控制。當(dāng)運(yùn)行機(jī)故障時(shí)，另外機(jī)立即切至運(yùn)行狀態(tài)。觸摸屏上設(shè)有跳閘“首出”信號(hào)記憶燈，且每一組信號(hào)都可以給出“首出”記憶信號(hào)，即第一個(gè)到來(lái)的跳閘信號(hào)指示燈閃動(dòng)亮，其它跳閘信號(hào)指示燈常亮，手動(dòng)復(fù)位后，跳閘信號(hào)消失。三、 閘塊工作原理： 跳閘塊安裝在前箱的右側(cè)，塊上共有6個(gè)電磁閥，2個(gè)OPC電磁閥是110VDC，常閉電磁閥，OPC電磁閥由DEH控制；4個(gè)AST電磁閥由ETS控制，電磁閥電源為110VDC，常開(kāi)閥。正常情況下，AST電磁閥是常帶電結(jié)構(gòu)，兩

4、路110VDC電源取自電氣直流屏。其中一路電源控制AST1、AST3電磁閥，另一路電源控制AST2、AST4電磁閥。機(jī)柜中有各路電源檢測(cè)繼電器檢測(cè)電源工作狀況。跳閘塊電磁閥連接如下圖：P1點(diǎn)壓力為130kg/cm²左右。通過(guò)節(jié)流孔J1、J2使P2點(diǎn)壓力為65kg/cm²左右。在作試驗(yàn)時(shí)，20-1/AST和20-3/AST動(dòng)作，使得P2點(diǎn)壓力升高至130kg/cm²；若20-2/AST和20-4/AST動(dòng)作，則P2點(diǎn)壓力降為0kg/cm²。壓力開(kāi)關(guān)K1、K2設(shè)定值分別為K1：90kg/cm²，K2：40kg/cm²。通道1（20-1/A

5、ST，20-3/AST）動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，K1動(dòng)作；通道2（20-2/AST，20-4/AST）動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，K2動(dòng)作；K1、K2分別送出指示信號(hào)。由于整個(gè)跳閘塊采用“雙通道”原理，當(dāng)一個(gè)通道中的任一只電磁閥打開(kāi)都將使該通道跳閘；但不能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，只有當(dāng)兩個(gè)通道都跳閘時(shí)，才能使汽輪機(jī)進(jìn)汽閥關(guān)閉，起到跳閘作用，因此大大提高其可靠性，可有效地防止“誤動(dòng)”和“拒動(dòng)”。四、 跳閘試驗(yàn)塊工作原理：該系統(tǒng)共有4個(gè)試驗(yàn)塊，EH油試驗(yàn)塊，LBO潤(rùn)滑油試驗(yàn)塊和LV1、LV2真空試驗(yàn)塊。每個(gè)塊的原理均相同。原理圖如下： 每個(gè)試驗(yàn)塊都被布置成雙通道。J1、J2為節(jié)流孔；F、F1、F2為手動(dòng)閥；S1、S2為電磁閥；B

6、1、B2為壓力表；K1、K2、K3、K4為壓力開(kāi)關(guān)。 節(jié)流孔的作用是將兩路隔離開(kāi)，試驗(yàn)時(shí)互不干擾。試驗(yàn)可以手動(dòng)就地試驗(yàn)，也可以在主控室通過(guò)試驗(yàn)按鈕遠(yuǎn)方試驗(yàn)。 用遠(yuǎn)方試驗(yàn)時(shí)，電路上有閉鎖，保證不會(huì)兩路同時(shí)試驗(yàn)，一路試驗(yàn)時(shí)，另一路還有保護(hù)功能。 用就地手動(dòng)閥試驗(yàn)時(shí)，不能兩路同時(shí)作，否則將會(huì)引起誤跳機(jī)。手動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，尤其要注意。正常情況下，壓力油通過(guò)節(jié)流孔送到壓力開(kāi)關(guān)和指示表B1和B2，指示表將指示正常油壓，一旦油壓降低，兩邊的4個(gè)壓力開(kāi)關(guān)只要各有一個(gè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將引起跳機(jī)。電磁閥接成“兩或-與”關(guān)系，即可防止誤跳，又可防止拒跳。（見(jiàn)圖3）。 試驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)F1或S1，則B1上指示將緩緩下降達(dá)到設(shè)定值時(shí)，

7、K1、K3將動(dòng)作。ETS遠(yuǎn)方在線試驗(yàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)試驗(yàn)盤(pán)上指示燈亮，表示出相應(yīng)跳閘控制閥上某一路在試驗(yàn)。由于跳閘閥布置成雙通道，所以只試驗(yàn)一路不會(huì)產(chǎn)生跳閘信號(hào)，若此時(shí)被測(cè)參數(shù)真的達(dá)到停機(jī)值，則試驗(yàn)塊上的壓力開(kāi)關(guān)將全部動(dòng)作，兩路信號(hào)通過(guò)“與”的作用，產(chǎn)生跳閘信號(hào)，通過(guò)跳閘控制塊使機(jī)組停下來(lái)。所以說(shuō)該試驗(yàn)塊可以在線試驗(yàn)，并不影響機(jī)組的保護(hù)功能。 試驗(yàn)塊電磁閥的電源是220VAC。試驗(yàn)完畢后，要注意表壓是否恢復(fù)到正常值，否則不準(zhǔn)試驗(yàn)另一路，以免引起誤跳機(jī)。五、觸摸屏：觸摸屏是人機(jī)接口界面，目前廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)方面。它完全可以取代原始的按鍵式操作盤(pán)，簡(jiǎn)單靈活的可視化操作界面、多樣化的報(bào)警功能、及按

8、鍵式操作盤(pán)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能等。界面說(shuō)明如下：設(shè)備正常工作時(shí)，首出跳閘信號(hào)燈是綠色的，當(dāng)有信號(hào)跳閘時(shí)，相應(yīng)信號(hào)的燈會(huì)不斷的閃爍（由綠變紅色在變綠），隨后到來(lái)的報(bào)警信號(hào)只能是常亮（平光紅色），這就是具有首出的功能。ETS跳閘后，汽機(jī)停機(jī)燈會(huì)常亮(由綠色變?yōu)榧t色)。1. 試燈：當(dāng)按下此健后可以看到所有的報(bào)警燈會(huì)變成紅色，這個(gè)功能主要是檢查報(bào)警信號(hào)與plc通訊是否正常。2. 在線試驗(yàn)功能：盤(pán)上面有一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到在線試驗(yàn)位置時(shí)，在線試驗(yàn)燈會(huì)亮，表示可以進(jìn)行下列試驗(yàn)。兩個(gè)通道的按鈕是互鎖的關(guān)系并且ASP1和ASP2也參與兩個(gè)通道的互鎖關(guān)系，用以防止兩個(gè)通道同時(shí)試驗(yàn)引起誤跳停機(jī)。（鑰匙開(kāi)關(guān)在其它位置時(shí)在線

9、試驗(yàn)做不了）。做在線試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意：剛試驗(yàn)過(guò)的通道恢復(fù)正常后，才可以進(jìn)行另一路試驗(yàn)。這要觀察一下ASP1和ASP2指示燈的狀態(tài)。否則另一通道的試驗(yàn)就做不了，因?yàn)橥ǖ朗腔ユi的關(guān)系。3. 超速抑制功能：盤(pán)上面有一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到超速抑制位置時(shí)，超速抑制燈會(huì)亮（變紅色），表示可以進(jìn)行超速試驗(yàn)。4. ETS電源監(jiān)視燈：ETS正常工作時(shí)，盤(pán)上的電源監(jiān)視燈是紅色常亮的，在停機(jī)狀態(tài)和故障狀態(tài)時(shí)該燈是綠色的。5. 當(dāng)盤(pán)下鑰匙開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到機(jī)組運(yùn)行位置時(shí)，超速抑制燈和再線試驗(yàn)燈都不亮，相應(yīng)的功能也不起作用。六、 保護(hù)投退開(kāi)關(guān)：保護(hù)投退開(kāi)關(guān)設(shè)在機(jī)柜后端子排的內(nèi)側(cè)，可以對(duì)單項(xiàng)信號(hào)保護(hù)按要求斷開(kāi)或投入。七、ETS控制柜：

10、ETS控制柜主要包括可編程控制器、電源組件、繼電器組件、觸摸屏和端子排部分。7.1可編程控制器： 可編程控制器用來(lái)完成邏輯控制。合上兩路電源開(kāi)關(guān)，兩臺(tái)可編程序控制器同時(shí)工作，如一臺(tái)PC機(jī)損壞，需要維修，可讓另一臺(tái)單機(jī)運(yùn)行。7.2電源組件：兩路交流電源輸入，在內(nèi)部直流組成冗余輸出，交流組成互為切換結(jié)構(gòu)，用以保證ETS的供電。7.3繼電器組件：繼電器組件主要用來(lái)擴(kuò)展跳閘的報(bào)警信號(hào)。7.4端子排 端子排上安裝有輸入端子卡件和輸出繼電器卡件及接觸器等元器件。 八、 ETS系統(tǒng)的可靠性綜上所述，危機(jī)跳閘系統(tǒng)采用了雙通道的原理，無(wú)論是一次監(jiān)測(cè)元件還是跳閘電磁閥，都采用雙通道，因此，可大大提高系統(tǒng)的可靠性。

11、一般系統(tǒng)的可靠性是用下述公式表示的：可靠性=MTBF/MTBF+MTBR式中 MTBF-平均無(wú)故障時(shí)間； MTBR-平均維修時(shí)間?？梢?jiàn)，MTBF 越大越好，MTBR越小越好。增加雙通道系統(tǒng)后，可使系統(tǒng)的MTBF大大提高。使用雙通道后，MTBF是這樣計(jì)算的：MTBFD=MTBFS+MTB2S/2MTBR式中 MTBFD-雙通道的平均無(wú)故障時(shí)間； MTBFS-單通道的平均維修時(shí)間。使用雙通道后，系統(tǒng)的MTBF是按指數(shù)規(guī)律增加的，這樣系統(tǒng)的可靠性大大提高了。九、使用維護(hù)：所有跳閘功能在每次啟動(dòng)前必須進(jìn)行試驗(yàn)?？刂乒裆系乃虚_(kāi)關(guān)及按鈕一經(jīng)調(diào)整好，不能隨意亂動(dòng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制柜中的任何一個(gè)指示燈及開(kāi)關(guān)損壞，

12、應(yīng)立即更換。所有使用維護(hù)必須由專門人員操作。十、 汽機(jī)主保護(hù)汽機(jī)主保護(hù)序號(hào)保護(hù)名稱保護(hù)源信號(hào)信號(hào)來(lái)源定值1EH油壓低63/LP-1壓力開(kāi)關(guān)8Mpa63/LP-2壓力開(kāi)關(guān)8Mpa63/LP-3壓力開(kāi)關(guān)8Mpa63/LP-4壓力開(kāi)關(guān)8MPa2潤(rùn)滑油壓低63/LBO-1壓力開(kāi)關(guān)0.06Mpa63/LBO-2壓力開(kāi)關(guān)0.06Mpa63/LBO-3壓力開(kāi)關(guān)0.06Mpa63/LBO-4壓力開(kāi)關(guān)0.06MPa3真空低3.1高背壓凝汽器真空低63/LV1-1壓力開(kāi)關(guān)28KPa(絕對(duì)壓力)28KPa(絕對(duì)壓力)28KPa(絕對(duì)壓力)28KPa(絕對(duì)壓力)63/LV1-2壓力開(kāi)關(guān)63/LV1-3壓力開(kāi)關(guān)63/L

13、V1-4壓力開(kāi)關(guān)3.2低背壓凝汽器真空低63/LV2-1壓力開(kāi)關(guān)28KPa(絕對(duì)壓力)63/LV2-2壓力開(kāi)關(guān)28KPa(絕對(duì)壓力)63/LV2-3壓力開(kāi)關(guān)28KPa(絕對(duì)壓力)63/LV2-4壓力開(kāi)關(guān)28KPa(絕對(duì)壓力)4軸向位移大軸向位移大TSI±1.0mm5TSI超速TSI超速TSI3300rpm6軸振大軸相對(duì)振動(dòng)大TSI250um7相對(duì)位移/膨脹大高缸相對(duì)膨脹大TSI高脹：+11.1mm/-4.7mm低脹：23.5mm/-1.52mm8DEH失電DEH失電DEH9手動(dòng)停機(jī)手動(dòng)停機(jī)操作臺(tái)10DEH110%超速DEH110超速DEH110%11發(fā)電機(jī)主保護(hù)發(fā)電機(jī)主保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)

14、柜11.1發(fā)電機(jī)斷水12爐MFT爐MFTFS113推力軸承溫度高推力軸承溫度(正)P4DEH107 推力軸承溫度(正)P2107 推力軸承溫度(付)G4107 推力軸承溫度(付)G2107 14汽輪機(jī)壓比低高排壓力1ATC調(diào)節(jié)級(jí)壓力/高排壓力<1.734高排壓力2調(diào)節(jié)級(jí)壓力1調(diào)節(jié)級(jí)壓力2調(diào)節(jié)級(jí)壓力315高排溫度高高壓排汽蒸汽溫度1ATC427 高壓排汽蒸汽溫度2427 16再熱汽溫突降A(chǔ)TC50/10min17過(guò)熱汽溫突降50/10min十一、現(xiàn)保護(hù)說(shuō)明：a) 保護(hù)項(xiàng)目1、EH油壓低保護(hù)：EH油壓低信號(hào)為就地EH油壓開(kāi)關(guān)信號(hào)，共四路，此四路信號(hào)直接引入ETS系統(tǒng)，采用雙通道連接方式（63

15、/LP-1、63/LP-3和63/LP-2、63/LP-4），每一通道至少有一開(kāi)關(guān)動(dòng)作做為停機(jī)信號(hào)，即63/LP-1或63/LP-3動(dòng)作與上63/LP-2或63/LP-4動(dòng)作。壓力開(kāi)關(guān)的整定值為8MPa。2、汽輪機(jī)潤(rùn)滑油壓低保護(hù)：汽輪機(jī)潤(rùn)滑油壓低信號(hào)為就地壓力開(kāi)關(guān)信號(hào)，共四路。此四路信號(hào)直接引入ETS系統(tǒng)，采用雙通道連接方式（63/LBO-1、63/LBO-3和63/LBO-2、63/LBO-4），每一通道至少有一開(kāi)關(guān)動(dòng)作做為停機(jī)信號(hào)，即63/LBO-1或63/LBO-3動(dòng)作與上63/LBO-2或63/LBO-4動(dòng)作。壓力開(kāi)關(guān)的整定值為0.06 MPa。3、凝汽器真空低：凝汽器真空低信號(hào)為就地

16、真空開(kāi)關(guān)信號(hào)，共八路，每一低壓缸對(duì)應(yīng)四路，任意一個(gè)低壓缸真空低保護(hù)動(dòng)作即發(fā)出保護(hù)動(dòng)作。 #1低壓缸四個(gè)壓力開(kāi)關(guān)（63-1/LV1-1、63-3/LV1-1和63-2/LV1-1、63-4/LV1-1），#2低壓缸四個(gè)壓力開(kāi)關(guān)（63-1/LV2-1、63-3/LV2-1和63-2/LV2-1、63-4/LV2-1）每一通道至少有一開(kāi)關(guān)動(dòng)作做為停機(jī)信號(hào)，即63-1/LV1-1或63-3/LV1-1動(dòng)作與上63-2/LV1-1或63-4/LV1-1動(dòng)作，真空開(kāi)關(guān)的整定值為28KPa(絕對(duì)壓力)； 4、汽輪機(jī)軸向位移大：汽輪機(jī)軸向位移大信號(hào)取自TSI，在前箱推力瓦西側(cè)一共安裝四支軸向位移傳感器，軸向位

17、移1和軸向位移2安裝在測(cè)量盤(pán)西側(cè)，軸向位移3和軸向位移4安裝在測(cè)量盤(pán)東側(cè)，其零點(diǎn)位置為推力瓦中心，當(dāng)同向安裝的兩個(gè)軸向位移都達(dá)到-1.0 mm或+1.0mm時(shí)，即側(cè)1和3都動(dòng)作或2和4都動(dòng)作，軸向位移檢測(cè)儀表發(fā)出軸向位移大接點(diǎn)信號(hào)送到ETS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軸向位移保護(hù)。5、TSI超速：TSI超速信號(hào)取自TSI；TSI系統(tǒng)檢測(cè)的三路轉(zhuǎn)速信號(hào)，三路轉(zhuǎn)速探頭安裝在盤(pán)車處88齒測(cè)速盤(pán)，當(dāng)任意一路轉(zhuǎn)速信號(hào)達(dá)到3300RPM時(shí)，都將使轉(zhuǎn)速檢測(cè)儀表發(fā)出一電超速接點(diǎn)信號(hào)，三路信號(hào)經(jīng)三取二邏輯送到ETS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電超速保護(hù)。6、軸振大：該汽輪發(fā)電機(jī)組共有九個(gè)軸瓦，#1-#8軸瓦分別設(shè)置X方向和Y方向軸振傳感器，共有十

18、六個(gè)測(cè)點(diǎn)，任意一個(gè)軸振大于250m，同時(shí)其它任意一個(gè)軸振大于150m，保護(hù)動(dòng)作。此保護(hù)要在DCS中先判斷軸振大于250m外不同的另一點(diǎn)的軸振大于150m，輸出一DO點(diǎn)，到ETS中和TSI中任一點(diǎn)軸振大于250m相與后保護(hù)動(dòng)作。7、相對(duì)位移/膨脹大：所謂的脹差就是汽輪機(jī)缸體和轉(zhuǎn)子之間的熱膨脹差。信號(hào)取自TSI系統(tǒng)，高壓缸脹差安裝兩個(gè)探頭，輸出為兩探頭復(fù)合輸出，低壓缸脹差為L(zhǎng)VDT傳感器。原設(shè)計(jì)汽輪機(jī)高壓缸脹差達(dá)到：正向 +11.1mm，負(fù)向4.7mm；汽輪機(jī)低壓缸脹差達(dá)到：正向 +23.5，負(fù)向1.52mm。此四項(xiàng)中的任何一項(xiàng)都會(huì)使汽輪機(jī)脹差保護(hù)動(dòng)作。目前汽機(jī)“高低缸脹差大”保護(hù)決定取消，改為一

19、級(jí)報(bào)警，提醒運(yùn)行人員手動(dòng)停機(jī)。8、DEH失電：DEH接口電源和控制電源共四路保護(hù)，當(dāng)任意一路電源保護(hù)動(dòng)作，向ETS發(fā)出DEH失電保護(hù)動(dòng)作。9、手動(dòng)停機(jī)：手動(dòng)停機(jī)按扭安裝在控制室操作臺(tái)，兩個(gè)按扭同時(shí)按下，向ETS發(fā)出手動(dòng)停機(jī)保護(hù)。10、DEH110%超速：DEH判斷三路轉(zhuǎn)速信號(hào)，實(shí)行三取中，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于3300RPM時(shí)發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，到ETS停機(jī)。11、發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作：當(dāng)發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，到ETS停機(jī)。其中發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)由內(nèi)冷水站內(nèi)冷水進(jìn)出口差壓低開(kāi)關(guān)三取二延時(shí)30S實(shí)現(xiàn)，邏輯做在SC4控制器，DO輸出硬接線經(jīng)ETS機(jī)柜至電氣。12、爐MFT：當(dāng)鍋爐MFT保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出保護(hù)動(dòng)作

20、信號(hào)，到ETS停機(jī)。13、推力軸承溫度高：推力瓦塊共安裝4支溫度元件，推力軸承溫度(正)P4，推力軸承溫度(正)P2，推力軸承溫度(付)G4，推力軸承溫度(付)G2，當(dāng)任意一支溫度元件溫度超過(guò)107，汽機(jī)“軸承溫度高”保護(hù)決定引入各支持軸承金屬溫度帶防跳切除，任一支持軸承金屬溫度高或推力軸承溫度高均汽機(jī)跳閘，并且該保護(hù)并網(wǎng)前有效，并網(wǎng)后自動(dòng)退出。14、汽輪機(jī)壓比低：調(diào)節(jié)級(jí)壓力1、2、3信號(hào)為高選，高排壓力1、2為高選，當(dāng)調(diào)節(jié)級(jí)壓力/高排壓力<1.734，發(fā)出汽輪機(jī)壓比低保護(hù)動(dòng)作。15、高排溫度高跳機(jī)：汽機(jī)“高排溫度高”保護(hù)定值修改為427，并增加防跳切除功能，采取邏輯與，高壓排汽蒸汽溫度

21、1、2均高時(shí)該保護(hù)動(dòng)作。 16、過(guò)熱汽溫突降：主汽溫度10分鐘下降50度，向ETS發(fā)出高排溫度高保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。17、再熱汽溫突降：再熱汽溫度10分鐘下降50度，向ETS發(fā)出高排溫度高保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。b) 保護(hù)項(xiàng)目在如上保護(hù)動(dòng)作的情況下，AST電磁閥動(dòng)作，迅速泄去安全油和OPC油，使汽機(jī)主汽門和調(diào)速汽門迅速關(guān)閉，并聯(lián)鎖關(guān)閉各段抽汽逆止門，汽機(jī)主汽門關(guān)閉后，送入DCS控制系統(tǒng)的主汽門關(guān)閉信號(hào)就會(huì)聯(lián)鎖關(guān)閉各段抽汽電動(dòng)門、聯(lián)鎖打開(kāi)機(jī)本體疏水及各部分管道疏水汽機(jī)跳閘后,若主蒸汽流量>15%,則鍋爐MFT，主汽門關(guān)閉信號(hào)送到電氣，由發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)將發(fā)電機(jī)解列。小機(jī)保護(hù)：一、保護(hù)項(xiàng)目：設(shè)備名稱保護(hù)名稱

22、小機(jī)（MEH）1）軸位移大2）小機(jī)前軸振動(dòng)大3）小機(jī)后軸振動(dòng)大4）汽泵前軸振動(dòng)大5）汽泵后軸振動(dòng)大6）DCS緊急停機(jī)7）小機(jī)潤(rùn)滑油壓低（三取二）8）小機(jī)排汽壓低（三取二）9）小機(jī)抗燃油壓低10）小機(jī)速關(guān)油壓低11）小機(jī)超速12）MEH畫(huà)面板停機(jī)13）速關(guān)閥關(guān)閉停機(jī)14）手動(dòng)停機(jī)另：硬接線跳機(jī)1）手動(dòng)停機(jī)2）小機(jī)TSI來(lái)小機(jī)超速3）控制器CPU故障二、保護(hù)說(shuō)明：2.1小機(jī)“軸向位移大”信號(hào)取自小機(jī)TSI，當(dāng)兩位移均大于動(dòng)作值小機(jī)TSI繼電器接點(diǎn)動(dòng)作，信號(hào)送到MEH，實(shí)現(xiàn)軸向位移保護(hù)。2.2小機(jī)“軸振大”保護(hù)采取以下策略：任意一個(gè)軸振大于80um，同時(shí)其它任意一個(gè)軸振大于50um，保護(hù)動(dòng)作。此保護(hù)

23、要在DCS中先判斷出其它軸振大于50um，然后與TSI軸振>80um信號(hào)邏輯與。2.3汽泵“軸振大”保護(hù)采取以下策略：任意一個(gè)軸振大于125um，同時(shí)其它任意一個(gè)軸振大于100um，保護(hù)動(dòng)作。此保護(hù)要在DCS中先判斷出其它軸振大于100um，然后與TSI軸振>125um信號(hào)邏輯與。2.4“DCS緊急停機(jī)”信號(hào)來(lái)自汽泵保護(hù)，任一汽泵保護(hù)條件均跳相應(yīng)小機(jī)。汽泵保護(hù)包括以下內(nèi)容：1）除氧器水位A三取二低延時(shí)2秒2）前置泵保護(hù)跳閘3）三條件相與，延時(shí)20秒1汽泵運(yùn)行2汽泵再循環(huán)門已關(guān)3汽泵流量低于120T/H4）推力軸承內(nèi)側(cè)溫度1越限后延時(shí)2秒5）泵推力軸承內(nèi)側(cè)溫度2越限后延時(shí)2秒6）小機(jī)

24、推力軸承溫度1越限后延時(shí)2秒7）小機(jī)推力軸承溫度2越限后延時(shí)2秒8）小機(jī)推力軸承溫度3越限后延時(shí)2秒9）小機(jī)推力軸承溫度4越限后延時(shí)2秒10）小機(jī)推力軸承溫度5越限后延時(shí)2秒11）小機(jī)推力軸承溫度6越限后延時(shí)2秒12）鍋爐MFT，4秒鐘脈沖。2.5 小機(jī)“潤(rùn)滑油壓低”保護(hù)由三個(gè)壓力開(kāi)關(guān)三取二實(shí)現(xiàn)。2.6小機(jī)“排汽真空低” 保護(hù)由三個(gè)真空開(kāi)關(guān)三取二實(shí)現(xiàn)。2.7 小機(jī)“EH油壓低”保護(hù)由兩個(gè)壓力開(kāi)關(guān)相與實(shí)現(xiàn)。2.8小機(jī)“速關(guān)閥油壓低”保護(hù)增加了一臺(tái)速關(guān)油壓力變送器，此模擬量油壓低且油壓開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)保護(hù)動(dòng)作。2.9小機(jī)“速關(guān)閥關(guān)閉”保護(hù)采取三取二邏輯，信號(hào)分別為速關(guān)閥關(guān)閉、速關(guān)閥開(kāi)啟非、速關(guān)閥行程LV

25、DT<5%來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.10“小機(jī)超速”保護(hù)由MEH判斷三路轉(zhuǎn)速信號(hào)，實(shí)行三取中，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于6430RPM時(shí)發(fā)出停機(jī)信號(hào)。2.11 “MEH畫(huà)面停機(jī)”是指按下MEH畫(huà)面中“停機(jī)”操作端按紐即實(shí)現(xiàn)停機(jī)功能。2.12取消原來(lái)汽泵溫度保護(hù)：汽泵自由端/傳動(dòng)端軸承溫度高保護(hù)、小機(jī)前/后徑向軸承溫度高保護(hù)。2.13保留汽泵溫度保護(hù)：小機(jī)推力軸承內(nèi)側(cè)溫度高保護(hù)、小機(jī)推力軸承16溫度高保護(hù)。2.14取消前置泵溫度保護(hù)：前置泵自由端/傳動(dòng)端徑向軸承溫度高保護(hù)、前置泵電機(jī)自由端/傳動(dòng)端徑向軸承溫度高保護(hù)。2.15為了保證汽泵、前置泵之間的跳閘順序，除氧器水位低或MFT動(dòng)作時(shí)，前置泵均應(yīng)比汽泵/小機(jī)晚跳閘2秒

26、。三、硬接線保護(hù)1、手動(dòng)停機(jī)盤(pán)前停機(jī)按紐按下后直接驅(qū)動(dòng)跳機(jī)繼電器XJ06、XJO7，動(dòng)作就地停機(jī)電磁閥1、2。2小機(jī)TSI來(lái)小機(jī)超速小機(jī)TSI超速信號(hào)來(lái)自小機(jī)TSI柜， TSI系統(tǒng)檢測(cè)的三路轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)任意一路轉(zhuǎn)速信號(hào)達(dá)到6430RPM時(shí)，都將使轉(zhuǎn)速檢測(cè)儀表發(fā)出一電超速接點(diǎn)信號(hào)，三路信號(hào)經(jīng)三取二邏輯送到MEH系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)中間繼電器XJ08，繼電器XJ08動(dòng)作后接點(diǎn)閉合驅(qū)動(dòng)跳機(jī)繼電器XJ06、XJO7，動(dòng)作就地停機(jī)電磁閥1、2。3. 控制器CPU故障小機(jī)控制有一對(duì)冗余CPU，控制器CPU故障跳機(jī)是指兩CPU同時(shí)故障，當(dāng)有一只CPU正常工作時(shí)不會(huì)出跳機(jī)信號(hào)。控制器CPU故障含義較廣，由CPU自身判

27、斷， CPU正常狀態(tài)下輸出硬接點(diǎn)使繼電器XJ01、XJO2帶電，當(dāng)CPU判斷其故障時(shí)硬接點(diǎn)斷開(kāi)使XJ01、XJO2繼電器斷電，靠繼電器常閉接點(diǎn)閉合驅(qū)動(dòng)跳機(jī)繼電器XJ06、XJO7，動(dòng)作就地停機(jī)電磁閥1、2。四、電源介紹小機(jī)保護(hù)控制的跳急電磁閥電源為110VDC，正常情況下電磁閥是不帶電。兩路110VDC電源取自電氣直流屏，經(jīng)過(guò)MEH柜電源組件切換后冗余輸出，見(jiàn)下保護(hù)接線圖，機(jī)柜中有各路電源檢測(cè)繼電器檢測(cè)電源工作狀況。五、保護(hù)接線圖DCS一體化中ETS保護(hù)裝置設(shè)計(jì)特點(diǎn)剖析 漢川電廠#2汽輪機(jī)系上海汽輪機(jī)廠300MW亞臨界一次中間再熱冷凝式汽輪機(jī)。機(jī)組熱控系統(tǒng)改造選用XDPS-400分散控帶系統(tǒng)，

28、汽機(jī)島、鍋爐島、電氣ECS控制實(shí)現(xiàn)一體化。原危急遮斷系統(tǒng)(ETS)保護(hù)裝置是上海電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)研究所1998年產(chǎn)品，由分立電子元器件與繼電器邏輯構(gòu)成，2004年DCS改造后將ETS保護(hù)裝置納入XDPS-400"分散控帶系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)DCS控制一體化。一、ETS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.硬件構(gòu)成系統(tǒng)硬件配置如圖1所示。 ETS保護(hù)裝置是DCS分散控制系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，由控制機(jī)柜和端子接線柜兩部分組成。系統(tǒng)硬件包括一對(duì)冗余的分布式處理單元DPU、三對(duì)冗余的BCnet網(wǎng)絡(luò)型站控制卡、二個(gè)8接口HUB、三塊SDP轉(zhuǎn)速測(cè)量與保護(hù)卡、九塊LPC邏輯保護(hù)卡、一塊DI開(kāi)關(guān)量輸入卡、一塊DO開(kāi)關(guān)量輸出卡、各卡件相對(duì)應(yīng)

29、的端子板、一塊保護(hù)投切開(kāi)關(guān)板、一個(gè)22OVAC電源分配箱、一個(gè)11OVAC電源箱、一對(duì)冗余的+5V/±l5V電源組件、一對(duì)冗余的+24V電源組件等。 2. I/0點(diǎn)數(shù) 總點(diǎn)數(shù)76點(diǎn)，其中輸入53點(diǎn)、輸出23點(diǎn)。 3. 通信方式 (1)模件通信 I/0模件與BCnet網(wǎng)絡(luò)控制卡之間以并行總線方式通信，通信在出口/入口均采用隔離，以保證模件故障時(shí)隔離。同時(shí)，I/0模件又具有獨(dú)立性，當(dāng)檢測(cè)到主模件故障時(shí)，輸出信號(hào)會(huì)根據(jù)預(yù)先的設(shè)置保持在設(shè)定值上。 (2)I/0站通信 所有的BCnet卡都掛在I/0總線上，與DPU進(jìn)行通信，BCnet卡承擔(dān)通信中轉(zhuǎn)和卡件管理的工作。采用以太網(wǎng)通信方式，并聯(lián)冗余

30、，RJ45網(wǎng)絡(luò)線，l00Mbps速率，IEEE802.3協(xié)議。 (3)DPU站通信 每個(gè)DPU均有兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)(A網(wǎng)和B網(wǎng))通信接口，1OOMbps速率，TCP/IP協(xié)議，與高速，實(shí)時(shí)網(wǎng)分交換機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的廣播和接收。 (4)DCS網(wǎng)絡(luò)通信 采用光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)通信方式，冗余的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)高速公路由RTFNET網(wǎng)構(gòu)成。RTFNET采用快速以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建，核心部件是德國(guó)網(wǎng)Hirchmann工業(yè)必太網(wǎng)交換機(jī)，傳輸介質(zhì)采用多模光纜，1OOMbps通信速率。二、遮斷功能實(shí)施 1.遮斷項(xiàng)目 ETS系統(tǒng)設(shè)計(jì)有18個(gè)遮斷項(xiàng)目:EH油壓低、凝汽器真空低、軸位移夫、汽機(jī)差脹、#1#7軸振動(dòng)大、發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障、110

31、垢超速、110%兆超速、手動(dòng)停機(jī)、軟MFT、硬MFT、DEH失電。 2.LPC模件邏輯 (l)LPCl(LPCll、LPCl2、LPCl3)模件完成EH油壓低、軸位移遮斷、DEH汽機(jī)跳閘、手動(dòng)停機(jī)按鈕信號(hào)1、鍋爐MFTl(軟邏輯)等信號(hào)的遮斷邏輯，如圖2所示。 (2)LPC2(LPC2l、LPC22、LPC23)模件完成潤(rùn)滑油壓低、汽機(jī)差脹、DEH汽機(jī)跳閘2、手動(dòng)停機(jī)按鈕2、鍋爐MFT2(軟邏輯)等信號(hào)的遮斷邏輯。 (3)LPC3(LPC3l、LPC32、LPC33)模件完成凝汽器真空低、發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障、#1#7軸振動(dòng)大、110%超速、114%超速、DEH失電等信號(hào)的遮斷邏輯。 (4)DEH汽

32、機(jī)跳閘信號(hào)是指壓比低、高排溫度高，由DEH綜合出一個(gè)跳機(jī)信號(hào)，此保護(hù)項(xiàng)目暫末投入使用。 3.電超速保護(hù) (1)轉(zhuǎn)速測(cè)量 在汽輪機(jī)后缸與發(fā)電機(jī)連接處的盤(pán)車齒輪上，原設(shè)計(jì)僅安裝了兩支轉(zhuǎn)速探頭。為了防止汽輪機(jī)小軸斷裂事故造成機(jī)組超速保護(hù)功能消失，第三支轉(zhuǎn)速探頭仍然安裝在盤(pán)車齒輪上，與DEH中使用的轉(zhuǎn)速控制探頭分開(kāi)布置，在盤(pán)車齒輪上方的缸蓋上開(kāi)設(shè)安裝孔。 (2)電超速保護(hù) 三路轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)分別進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的三塊SDP模件內(nèi)，被轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并與數(shù)字整定值(3300rpm和3420rpm)相比較，如超過(guò)整定值，則輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)至SDP端子板上，進(jìn)行"三選二"判斷。輸出電超速110%信號(hào)

33、和114%信號(hào)至LPC31、LPC32、LPC33三塊獨(dú)立的模件中進(jìn)行判斷。每塊保護(hù)模件的輸出再進(jìn)行一次選取，如果有兩個(gè)以上的模件輸出遮斷信號(hào)，由硬跳閘回路致使AST電磁閥失電遮斷機(jī)組，如圖3所示。 (3)超速試驗(yàn) 電超速保護(hù)回路具備在線試驗(yàn)邏輯功能，實(shí)際運(yùn)行中未使用。靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，利用頻率發(fā)生器模擬轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行靜態(tài)電超速保護(hù)110%和114%試驗(yàn)，以檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量、越限判斷、硬邏輯回路及電磁閥是否正常。 實(shí)動(dòng)試驗(yàn)安排在汽輪機(jī)大小修且機(jī)組并網(wǎng)后進(jìn)行，當(dāng)軸轉(zhuǎn)速超過(guò)遮斷整定值110%時(shí)遮斷機(jī)組。114%超速不單獨(dú)作實(shí)動(dòng)試驗(yàn)，僅作為最后一道安全保護(hù)措施。 當(dāng)進(jìn)行機(jī)械超速試驗(yàn)時(shí)，接點(diǎn)MOST閉合，閉鎖

34、電超速l10%遮斷整定值，試驗(yàn)機(jī)械超速時(shí)就不會(huì)引起電超速110%遮斷。但電超速114%不能被禁止，以防止機(jī)械超速整定值過(guò)高或未動(dòng)作造成汽機(jī)轉(zhuǎn)速上升超過(guò)轉(zhuǎn)子極限值，確保在汽機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3420rpm時(shí)將機(jī)組遮斷。 4.保護(hù)投切開(kāi)關(guān) 保護(hù)投切板上設(shè)置了八個(gè)開(kāi)關(guān)，用于EH油壓低、潤(rùn)滑油壓低、真空低、軸位移大、發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障、軸振動(dòng)大等六個(gè)遮斷信號(hào)的投切，開(kāi)關(guān)接點(diǎn)分別連入相應(yīng)的LPC模件中，由編程邏輯完成。 5.遮斷在線試驗(yàn)邏輯 EH油壓過(guò)低、潤(rùn)滑油壓過(guò)低、真空過(guò)低在線試驗(yàn)邏輯均在DPU中生成，試驗(yàn)功能均保留，但考慮到試驗(yàn)塊內(nèi)漏等因素，實(shí)際運(yùn)行中不進(jìn)行在線試驗(yàn)，并將三個(gè)試驗(yàn)塊上的電磁閥線圈全部拆卸，且將

35、驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)置于斷開(kāi)位。 6.硬跳閘回路 圖4為第一通道AST1、AST3電磁閥和第二通道AST2、AST4電磁閥配電回路，第一通道為UPS電源，第二通道為DPS電源。 MANTRIP3、MANTRIP4為用戶手動(dòng)停機(jī)信號(hào)，取自集控室立盤(pán)上按鈕，為常閉接點(diǎn)。 MFTETS3、MFTETS4為硬MFT動(dòng)作信號(hào)，取自BMS硬邏輯回路繼電器常閉接點(diǎn)。 AST1/3(LPCl)、ASTl/3(LPC2)、ASTl/3(LPC3)分別為L(zhǎng)PCl、LPC2、LPC3模擬輸出的跳機(jī)信號(hào)，分別取自LPCl、LPC2、LPC3端子板上繼電器常閉接點(diǎn)。 AST2/4(LPCl)、AST2/4(LPC2)、AST2

36、/4(LPC3)類同。 7.汽機(jī)掛閘方式 汽機(jī)掛閘又稱ETS復(fù)位，設(shè)計(jì)有兩種方式，均可實(shí)現(xiàn)汽機(jī)掛閘。一是在ETS顯示圖上點(diǎn)擊"汽機(jī)掛閘"按鈕，二是在DEH升速控制板上點(diǎn)擊 "汽機(jī)掛閘"按鈕信號(hào)，都能通過(guò)LPCl、LPC2、LPC3模件中RS觸發(fā)器邏輯塊進(jìn)行ETS復(fù)位。三、設(shè)計(jì)特點(diǎn) 汽輪機(jī)主要參數(shù)達(dá)到或超出機(jī)組運(yùn)行限制值時(shí)的緊急停機(jī)邏輯按標(biāo)準(zhǔn)模式設(shè)計(jì)，但ETS裝置自身故障時(shí)，應(yīng)充分考慮在各種極端工況下都能保證汽輪機(jī)安全遮斷的情況。l. DCS系統(tǒng)失靈 LPC模件采用CPLD器件的硬件，通過(guò)編程的方法，將邏輯固化在LPC模件中，作為一個(gè)整體硬件執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)ET

37、S跳機(jī)保護(hù)功能與聯(lián)鎖邏輯。LPC模件獨(dú)立運(yùn)行不受DPU的影響，即使DCS系統(tǒng)失靈、各MMI站無(wú)法對(duì)DPU進(jìn)行操作控制，此時(shí)汽輪機(jī)遮斷保護(hù)邏輯功能仍然正常。也即汽機(jī)危急工況下仍然受控于LPC模件，盡管危急情況下CRT操作畫(huà)面不起作用，但可操作集控室立盤(pán)上用戶手動(dòng)停機(jī)按鈕將汽輪機(jī)遮斷。2. DCS電源失去 ETS機(jī)柜兩路22OVAC電源均來(lái)自于DCS電源分配柜，一路是UPS，另一路是DPS(保安電源)。當(dāng)DCS兩路電源失去時(shí)，ETS兩路電源也必然隨之失去，LPC模件中保護(hù)邏輯不能被執(zhí)行，也即出現(xiàn)保護(hù)拒動(dòng)。但是，AST電磁閥配電回路設(shè)計(jì)特點(diǎn)為線圈帶電勵(lì)磁、失電失磁方式，故仍然可以遮斷汽輪機(jī)。3. D

38、EH電源失去 DEH兩路電源均失去，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)失去對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、壓力等主要參數(shù)的控制、調(diào)節(jié)和限制功能。ETS機(jī)柜中LPC模件接收到DEH失電信號(hào)后，通過(guò)邏輯回路完成緊急停機(jī)的功能。4. 鍋爐MFT 設(shè)計(jì)有兩種信號(hào)遮斷。一是BMS機(jī)柜中DPU軟件組態(tài)邏輯發(fā)出的軟MFT信號(hào)，來(lái)自于MFT交流回路繼電器輸出接點(diǎn)，在LPC模件上通過(guò)邏輯回路遮斷汽輪機(jī);二是BMS機(jī)柜MFT直流硬跳閘回路發(fā)出的硬MFT信號(hào)，直接作用于AST電磁閥硬接線回路遮斷汽輪機(jī)。5. 114兆電超速 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子一般是根據(jù)額定轉(zhuǎn)速的115-120%來(lái)設(shè)定的，一旦轉(zhuǎn)速超過(guò)強(qiáng)度極限值，將造成葉片斷裂、葉輪松脫、動(dòng)靜部件相碰撞的嚴(yán)重

39、事故。為此，還設(shè)計(jì)了114%電超速保護(hù)。6. 失去一路電源 ASTl、AST3和AST2、AST4兩個(gè)通道電磁閥11OVAC配電設(shè)計(jì)成兩個(gè)相互獨(dú)立的供電回路。ASTl、AST3為一路，接受UPS電源;AST2、AST4為另一路，接受DPS電源。兩路均通過(guò)22OVAC/llOVAC變壓器轉(zhuǎn)換，任何一路22OVAC電源失電或電源切換瞬間失電只會(huì)導(dǎo)致同一個(gè)通道內(nèi)的兩只AST電磁閥失電，不會(huì)遮斷汽輪機(jī)。7. 防邏輯誤修改 LPC模塊中邏輯功能塊和點(diǎn)名不能被DPU修改，有效地杜絕了人為因素造成的保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)。8. 冗余設(shè)計(jì) (1)三重冗余結(jié)構(gòu) 由圖1和圖2所示，#1#3 I/0站上同序號(hào)相對(duì)應(yīng)的LPC

40、模件接受同樣的跳機(jī)信號(hào)，分別進(jìn)行邏輯判斷，并同時(shí)輸出跳機(jī)信號(hào)。這三路跳機(jī)信號(hào)在LPC端子板上實(shí)現(xiàn)了"三選二"判斷，當(dāng)有超過(guò)2塊LPC模件輸出信號(hào)時(shí)，才發(fā)出最終遮斷機(jī)組的信號(hào)。任何一個(gè)I/O站上的任意一個(gè)LPC模件故障，均不影響遮斷邏輯。 (2)四選二邏輯 63LPl一63LP4 EH油壓過(guò)低、63LBOl63LBO4潤(rùn)滑油壓過(guò)低、63LVl63LV4真空過(guò)低壓力開(kāi)關(guān)停機(jī)信號(hào)處理，均采用四選二邏輯。當(dāng)某一個(gè)通道中的一個(gè)或者兩個(gè)壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，該通道的AST電磁閥不會(huì)因此而失電;只有當(dāng)兩個(gè)通道中分別至少有一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，兩個(gè)通道的AST電磁閥才會(huì)一起失電。在做ETS在線試驗(yàn)時(shí)，AST電磁閥才會(huì)分別失電。 (3)三取二邏輯 LPC、SDP模件轉(zhuǎn)速探頭設(shè)置三重冗余，電超速保護(hù)1