300MW机组汽轮机危急遮断系统改造邢朱苗

300MW机组汽轮机危急遮断系统改造邢朱苗
摘要：针对石横公司300MW机组ETS系统改造过程中出现的问题进行了分析,提出了改进方案,实施后取得了良好的效果，提高了石横公司#2机组ETS系统的可靠性。

关键词：电源改造；电超速；手动打闸回路
引言
ETS系统即汽轮机危急遮断系统，它监视着某些汽轮机参数。

当某些监视参数超过报警值时，发出报警信号；当监视参数超过极限值时ETS保护装置动作，通过AST电磁阀失电泄油，关闭全部汽轮机系统进汽阀门，从而使汽轮机紧急停机，同时发出汽轮机跳闸信号，联跳锅炉和发电机，安全的将机组停运，把损失降至最低，保证汽轮发电机组的安全。

ETS系统作为汽轮机的主保护，它的重要性不言而喻。

1、系统概况
石横发电公司#2机组为装机容量330MW的国产引进型机组，#2机ETS系统原为双PLC互为冗余设计。

由于系统硬件老化，备品短缺等实际情况，不利于机组安全运行。

为此将石横公司#2机ETS系统改造为北京国电智深控制有限公司的EDPFNT+控制系统。

该ETS系统保护动作由两部分组成：一是由TPM卡内部组态实现软逻辑跳闸功能，二是由继电器实现硬回路跳闸功能。

最终动作就地AST电磁阀，泄掉AST 母管的安全油使汽轮机跳闸。

2、改造过程中出现的问题及解决方案
2.1原系统设计存在的缺陷
2.1.1电超速设计不符合25项反措规定
原ETS系统电超速功能是通过就地的转速探头将频率信号送至ETS柜内百灵卡，通过百灵卡内部设置实现ETS电超速跳闸功能。

原设计方案仅有一路转速信号，当百灵卡故障或就地测速探头故障时，容易出现拒动或误动的现象，不符合电力系统25项反措要求。

2.1.2改进方案
利用机组大修机会，联系汽机专业在大机#4瓦上端盖位置开设两个Ф40的孔洞，新加装二个测速探头，并将测量信号送至ETS柜内SD卡，并在软件内组态实现3取2软逻辑跳闸（如图1所示）。

通过J7、J8、J9三个继电器实现电超速三取二硬回路跳闸功能，原理如图2所示。

从而实现了电超速3取2保护跳闸功能，消除了上述拒动或误动的隐患，使电超速保护更加可靠。

图2硬回路跳闸原理图
2.2供电电源存在安全隐患
2.2.1跳闸回路空气断路器容量选择不当
石横公司#4机组早于#2机应用国电智深EDPFNT+控制系统，在运行过程中，曾出现过ETS系统发出“一路电源丧失”报警。

经检查发现，就地电磁阀AST1短路导致回路过流（如图3所示），但由于该路电源所选空气开关MK1额定电流6A 远远大于实际线路负荷，未实现跳闸保护动作，导致ETS系统UPS电源
220V/110V交流变压器烧毁，从而导致ETS一路电源失电。

对于另一路保安电源
同样存在此类风险。

当两路电源同时丧失时，就会导致机组非停。

2.2.2解决方案
通过重新计算ETS电源回路中电流大小。

回路中额定电流计算方法：现场选
用的是110VAC\5W的电磁阀。

回路接线方式如图3所示，依据公式P=UI计算出AST1电磁阀回路中电流为0.045A，同理AST3电磁阀回路中电流也为0.045A。

AST1、AST3并联在UPS电源回路中，所以该回路的工作电流约为0.09A。

同理保
安回路的工作电流也为0.09A。

选择一个开关额定电流一倍负载计算电流的空气
断路器。

最终我们选择额定电流为1A的空气断路器。

2.2.3ETS电源改造前后对比图
图3ETS系统电源供电原理简图图4优化后ETS系统电源供电原理简
图
图3为改造前ETS系统供电原理简图，从图中看出，回路中分别串进跳闸继
电器的两副常闭触点，当存在跳闸条件时，跳闸继电器JR1、JR2、JR3、JR4动作，常闭触点断开，回路失电，电磁阀泄油，机组跳闸。

图4为优化后ETS系统两路
电源供电原理简图，对比可以看出，我们将原6A空气断路器替换为1A的空气断
路器。

MK3、MK4替换原有的空气断路器MK1、MK2（如图4所示），当回路中
出现异常过流时，MK3、MK4保护动作，使回路跳闸，从而保护220V/110V交流
变压器，避免长期过流损坏，同时发出“一路电源丧失”报警。

在保护设备的同时，也能及时提醒工作人员设备存在异常，便于及时检查处理。

2.3手动打闸按钮无法实现自保持功能
2.3.1手动打闸回路原理简介
如图5所示，操作台手动打闸硬回路设计原理简图，手动打闸按钮的两副常
开触点与5个跳闸继电器串进24VDC回路中，当同时按下操作台两个手动打闸按
钮时，跳闸回路接通，跳闸电磁阀动作，保安和UPS回路失电（如图3所示），AST电磁阀泄油，机组跳闸，功能实现。

但在实际调试过程中发现，当手动打闸按钮断开后，并且无其它跳闸条件的
情况下，汽机会自动复位挂闸，硬回路手动打闸功能不能完全实现。

2.3.2解决方案
经过分析后，将ETS手打硬回路接线进行了优化，改后接线原理如图6所示，将跳闸继电器JR5的一副常开触点和ETS复位继电器的一副常开触点并至跳闸回路，当手动打闸按钮被同时按下时，跳闸继电器JR5的常开触点闭合，与ETS复
位继电器的常开触点形成一个自保持回路。

当复位条件发出时，该回路断开，汽
机挂闸。

从而消除了调试过程中在无其他跳闸条件的情况下自动挂闸的缺陷。

图5手动打闸回路改造前原理简图图6手动打闸回路改造后原理
简图
3效果检查
改造完成后，我们对ETS系统各项功能进行了试验，尤其针对上述三个问题。

1、通过外加转速信号，试验新装转速探头，验证转速探头三取二回路动作正常。

2、UPS、保安两路电源供电回路中的空气断路器额定电流重新计算选型后，
经过试验，动作可靠。

3、通过对手动打闸按钮加装自保持回路后，机组调试过程中汽机自动挂闸现
象消除。

ETS系统改造完成后，我们对各项功能进行了试验，均动作正常。

4总结
汽轮机危急遮断系统的可靠性是设计和维护时必须考虑的首要问题，任何细
微的失误都可能会导致严重的后果。

通过对石横发电公司#2机组ETS系统跳闸回
路上述改进后，ETS系统的安全性、可靠性得到了大大提高；可避免因保护勿动
造成的机组非停，从而大大减少了非计划停运期间损失发电量；系统改造后每年
还可节约大量的维护和检修费用；更为机组的安全运行提供了更可靠的保障。

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作者简介：
邢朱苗（1983－），女，汉，河北保定人，硕士研究生，职称：工程师，研究方向：从事电力热控检修工作。