汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)電源可靠性分析

解世濤（京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024007）

汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)電源可靠性分析

解世濤
（京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024007）

汽輪機(jī)是一種以蒸汽為動力，并將蒸氣的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，是現(xiàn)代火力發(fā)電廠中應(yīng)用最廣泛的原動機(jī)。因其制造工藝復(fù)雜、精度高，對金屬材料又有特殊的要求，一臺汽輪機(jī)的造價可以達(dá)到幾億甚至十幾億元，成就了其在發(fā)電廠的高尚地位。汽輪機(jī)是非常精密的設(shè)備，運(yùn)行中如果受到干擾或參數(shù)超限極易受到損壞，給發(fā)電廠造成非常大的損失。因此保護(hù)汽輪機(jī)已經(jīng)成為電廠安全運(yùn)行的重中之重，汽輪機(jī)的保護(hù)神危急跳閘系統(tǒng)（ETS）在發(fā)電廠設(shè)備中起著至關(guān)重要的作用，無論運(yùn)行人員還是檢修的相關(guān)專業(yè)人員都要對其有一定的了解。

ETS；介紹；電源；分析

1　ETS系統(tǒng)介紹

1.1系統(tǒng)概述

ETS（EmergencyTripSystem），是汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)的簡稱。它接收來自機(jī)組TSI、FSSS、DEH、DCS系統(tǒng)或其它設(shè)備的報警和停機(jī)信號，進(jìn)行邏輯處理后，輸出停機(jī)、停爐、快關(guān)調(diào)門、關(guān)閉抽汽逆止門、啟動交直流油泵等指令及各種報警信號。ETS是發(fā)電廠熱控設(shè)備中最重要的保護(hù)系統(tǒng)之一，無論其拒動或誤動都將造成非常嚴(yán)重的后果，提高汽輪機(jī)ETS的準(zhǔn)確性、快速性和可靠性是非常必要的。

ETS包括以下參數(shù)：

（1）TSI超速跳閘；（2）軸向位移大跳閘；（3）低EH油壓跳閘；（4）低潤滑油壓跳閘；（5）低真空跳閘；（6）軸振動大跳閘；（7）脹差大跳閘；（8）發(fā)電機(jī)保護(hù)動作停機(jī)；（9）DEH超速；（10）DEH失電；（11）軸瓦溫度高；（12）高壓缸排汽溫度高；（13）鍋爐MFT跳閘；（14）手動停機(jī)；（15）遠(yuǎn)控跳閘。

ETS系統(tǒng)還提供多路備用跳閘接口，實現(xiàn)其它系統(tǒng)對汽輪機(jī)的跳閘控制；同時還有多路跳閘輸出接口，實現(xiàn)汽機(jī)跳閘對其他設(shè)備的控制；相互間配合實現(xiàn)機(jī)、爐、電之間的聯(lián)鎖，共同維持發(fā)電廠設(shè)備安全運(yùn)行。系統(tǒng)應(yīng)用了雙通道概念，布置成“或-與”門的通道方式，實現(xiàn)允許在線試驗，并在試驗過程中仍起保護(hù)作用，從而保證此系統(tǒng)的可靠性。

1.2系統(tǒng)組成

ETS組成：（1）一個跳閘控制柜；（2）一個危急跳閘控制塊；（3）兩套PLC控制模塊；（4）一塊ETS操作盤；（5）一套一體化電源裝置。

控制柜一般放在電子間，ETS操作盤裝在控制柜上。系統(tǒng)機(jī)柜中采用兩套PLC并聯(lián)運(yùn)行，A機(jī)和B機(jī)，兩套PLC相互備用，當(dāng)A機(jī)故障時，B機(jī)承擔(dān)全部的工作任務(wù)；當(dāng)B機(jī)故障時，A機(jī)承擔(dān)全部的工作任務(wù)，大大增加了工作的可靠性。ETS操作的人機(jī)界面上設(shè)有跳閘“首出”信號記憶燈，且每一組信號都可以給出“首出”記憶信號，即第一個到來的跳閘信號指示燈閃動，其它跳閘信號指示燈常亮，手動復(fù)位后，跳閘信號消失。并且每一組信號可以給出兩路輸出，一路信號到DCS，另一路到光子牌。

危急跳閘控制塊一般裝在機(jī)頭的左側(cè)或右側(cè)，它有四個AST電磁閥，兩個OPC電磁閥，ASP壓力開關(guān)及AST壓力表、ASP壓力表組成，主要作用是接收跳閘控制柜發(fā)出的跳閘指令，打開AST或OPC電磁閥，迅速關(guān)閉主汽門或調(diào)門，從而起到保護(hù)汽輪機(jī)的作用。

2　ETS系統(tǒng)電源可靠性分析

ETS是電廠熱控設(shè)備中重要的系統(tǒng)，特別是在保護(hù)汽輪機(jī)方面，起著至關(guān)重要的作用。因此它的電源配置是不容忽視的，尤其是四個ETS電磁閥的電源配置，如果失電直接造成機(jī)組跳閘，下面就ETS各電源做詳細(xì)的分析。

2.1交流電源可靠性分析

系統(tǒng)組成中已經(jīng)介紹，ETS系統(tǒng)中有一套電源裝置，它有兩路交流220V輸入電源，兩路交流220V輸出電源，兩路交流24V輸出電源。內(nèi)部還有降壓裝置，將交流220V電源降壓到交流24V，保證系統(tǒng)內(nèi)24V設(shè)備的供電。它還有斷電報警功能，當(dāng)四路輸出中的任一路斷電均能輸出報警，通知人員盡快處理，該信號一般接入DCS報警中，控制柜上也有對應(yīng)的指示燈。兩路220V交流輸入電源互為冗余，當(dāng)一路失電后自動切至另一路，保證兩路220V交流和24V直流均可靠的輸出。兩路交流220V輸入電源在設(shè)計時就在廠用PC和UPS上各接一路，使設(shè)備工作更加可靠。目前低廠變一般設(shè)計一個繞組，低壓側(cè)分成兩段，如果兩路均接在廠用PC上，若設(shè)備發(fā)生故障造成母線電壓降低或短暫失電時，ETS系統(tǒng)的交流電源會失電，有些繼電器會動作，造成停機(jī)。從而降低了系統(tǒng)的可靠性。如果兩路均接在UPS上，遇到UPS故障或人員誤操作同樣會造成停機(jī)事故。因此一路接在廠用PC，一路接在UPS是現(xiàn)階段的不二選擇。

2.2直流電源可靠性分析

ETS系統(tǒng)中220V直流是給ETS跳閘電磁閥直接供電的，中間沒有任何的轉(zhuǎn)接設(shè)備，只經(jīng)過了跳閘繼電器的節(jié)點和手動停機(jī)按鈕，足以看出此電源的重要性。ETS的直流電源共有兩路，一路給跳閘電磁閥1和跳閘電磁閥3供電，另一路給跳閘電磁閥2和跳閘電磁閥4供電。它是整個ETS系統(tǒng)的出口，只要它失電，所對應(yīng)的ETS電磁閥就會打開。如果兩路同時失電跳閘電磁閥1、2、3、4全部打開，直接卸掉AST油壓，汽輪機(jī)主汽門緊急關(guān)閉。

兩路直流電源在設(shè)計時均是獨立的，一般均取自本機(jī)的直流屏。對于機(jī)組臺數(shù)比較多的電廠也有一路接在本機(jī)直流屏，另一路接在臨機(jī)直流屏，這樣接的缺點是當(dāng)臨機(jī)停機(jī)需要檢修直流系統(tǒng)時，會造成一路失電，必須進(jìn)行臨時的接線，再加上單元制機(jī)組有出現(xiàn)誤操作的可能性，所以這種接法在設(shè)計時基本上就PASS掉。因直流電源有一個特殊性，它既可以用充電機(jī)帶，也可以用蓄電池帶，電壓比較穩(wěn)定，再加上現(xiàn)代電廠在設(shè)計時相鄰機(jī)組的直流系統(tǒng)均有聯(lián)絡(luò)，所以兩路直流電源均接在本機(jī)的直流屏。需要指出的是AST電磁閥及其重要，失電直接導(dǎo)致非停事故。它與DEH電源具有相同甚至超過DEH電源的重要性。這就要求ETS系統(tǒng)的兩路直流電源相互獨立，每一路電源均有失電報警。ETS直流電源的可靠與否，直接決定了機(jī)組的健康水平，有很多的機(jī)組因其設(shè)計或接線不合理造成停機(jī)事故后被迫改造。ETS系統(tǒng)電源配置已成為專項檢查的一個重點。

［1］哈爾濱汽輪機(jī)控制工程有限公司危機(jī)跳閘裝置說明書.

［2］白忠敏.電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計手冊（第二版）2009（09）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.231