（1．沈阳工程学院能源与动力学院 辽宁沈阳 110006；
2．大庆油田工程建设公司油建电力公司 黑龙江大庆 163000；
3．国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 辽宁沈阳 110006）
摘要：结合仙人岛热电厂汽轮机的情况，对汽轮机主保护系统进行了控制策略的分析，针对相应的控制策略进行了现场实现，通过现场效果来看，汽轮机主保护系统对汽轮机的保护效果良好，控制快速、稳定，同时该厂汽轮机主保护系统的应用望对相关电厂汽轮机主保护系统控制的完善提供一定参考价值。
关键词：热电厂；汽轮机；ETS；控制策略
1 前言
汽轮机一般都设置危急遮断保护系统（Emergency Trip System，简称ETS）[1]，一旦机组出现异常情况并且危及汽轮机组安全时，为了防止设备损坏从而造成重大事故，保护系统动作，立即停机。
2 ETS的控制策略
该厂配备2台CB50-10.5/3.8/1.3型汽轮机组。为了保证机组在出现参数变化幅度较大或相关设备出现故障等问题出现时避免事故发生，ETS控制内容必须考虑完善，从而才能保证ETS既不拒动也不误动[2-3]。
ETS主要涉及以下内容，当下列条件满足任何一个，则发出停止信号：排汽压力高、低；中压抽汽压力高、低；汽轮机超速保护；DEH保护；集控室手动紧急停机；轴承温度高；轴承振动大；EH油压低；汽轮机润滑油压低；汽轮机轴向位移大；发电机主保护动作；发电机故障；差胀保护；MFT信号；OPC超速保护；就地手动停机保护。
针对以上不同的跳机条件，控制的方法也是不同的。
2.1 与DEH相关的控制策略
（1）DEH超速保护：DEH 检测的三路转速信号达到3300转时，经三取二逻辑送到ETS 系统跳机。（2）汽轮机DEH控制系统发出的保护信号有四项：DEH 控制器失电、AST 油压低三取二、汽轮机转速超过3300转、汽轮机转速超过3360转 测速卡硬线三取二，每项保护均通过一路硬接线接到ETS。（3）OPC超速保护：转速高于3090转时，关闭高压调门，当转速低于3060转时，控制系统回到转速控制方式运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高压调速汽门则在转速低于3000转后重新开启，保持机组在额定转速运行。
2.2 与TSI相关的控制策略
（1）TSI超速保护：TSI 系统检测的三路转速信号，分别送到ETS，由ETS 作三取二停机。当任何二路转速信号达到3300转时，跳机信号发出。（2）轴承振动大：停机信号自TSI输入，#1-#6 轴承X或Y向任一振动达到停机值与该轴承Y或X向任一振动达到报警值时发出停机信号。（3）汽轮机轴向位移大：汽轮机轴向位移大信号取自TSI，四个探头分为两组，左侧二个位移测点1 和2 为一组，右侧二个位移测点3 和4 为一组。当每组二个轴向位移达到-1.0mm 或+1.0mm 时，TSI 发出停机信号，实现轴向位移保护。位移的零点为推力间隙的中点。（4）轴承温度高：每一轴承二点温度均到跳机时发出跳机信号。
2.3 其他跳机条件的控制策略
（1）集控室手动紧急停机，现场在运行人员控制操作台上设置有两个停机按扭，同时按下时停机，每一个按扭的一对开接点串接去ETS 系统跳机，同时每一个按扭的一对闭接点并联串接在四个AST电磁阀的供电回路中，通过断开AST 电磁阀电源实现停机。单按一个按扭不能停机。（2）EH 油压低：EH油压低这个信号采用的是就地EH油压开关信号，其一共分为四路，这些信号直接引入ETS系统，为使系统的可靠性有一定提高，使用双通道连接方式。（3）汽轮机润滑油压低：汽轮机润滑油压低信号同样采用就地压力开关信号，一共分为四路。这四路信号直接引入ETS系统，为了提高可靠性，同样采用双通道连接方式。（4）发电机主保护动作：由电气给出一路信号，延时30s发电机跳闸保护动作，汽机跳闸。（5）发电机故障：信号取自电气发电机保护屏，共两路A屏B屏各一路（二取一）。（6）MFT：由炉MFT 控制柜发出一路信号，去联锁汽机停机。（7）就地手动停机保护：可以实现就地手打危急遮断或者复位杠杆来实现停机。
3 ETS的现场应用
3.1 ETS的逻辑组态
对于ETS跳机条件来说，大部分都是开关量信号，所以在组态时也是非常容易的，该厂应用的是Ovation公司的DCS控制系统，比如排汽压力高等，只需要在控制系统中建立相应的开关量点，并与现场变送器等完成通讯，从而可以采集到开关量的信号，为后续控制提供输入信号。对于超速部分需要进行速度判断，在组态部分应用HIGHLOWMON算法来实现。HIGHLOWMON算法是带有可调死区和固定/可变限制的高和低信号监视器。对于HIGHLOWMON算法，如果输入值（IN1）大于高设置点或小于低设置点，则将数字量输出标志设置为 TRUE。为了防止拒动，控制时大多采用了三取二的控制策略，在组态过程中，三取二是分别取三个开关量测点，然后通过DIGCOUNT算法来实现。DIGCOUNT算法中如果M路输入通道中有N路以上的数字量输入时则输出为TRUE。这样当某个测点出现故障，仍可保持相应的跳机条件不会拒动。为了防止误动，控制时有时需要加入延时功能，防止信号干扰，在组态过程中通过ONDELAY 算法实现，ONDELAY 算法可延迟输出设置为TRUE的时间，当信号经过设置的时间后，才会发出，这样就防止了信号干扰，从而提高了控制的可靠。
3.2 ETS的硬件实现
ETS起到保护作用，与很多方面有关联，包括信号的采集，变送，信号经过控制柜发送到控制器，在控制器内进行逻辑判断之后再将信号发送给就地的电磁阀从而停机，这是所谓的软逻辑回路，在实现的过程中主要是通过压力等变送器、D/I、D/O卡件来完成。还有就是所谓的硬逻辑回路，比如该厂的TSI超速保护，测得的转速在TSI机柜内根据设定的超速值进行判断，当达到超速值之后，会发出三个开关量信号至ETS机柜内的继电器上，继电器在机柜内进行三取二连接，从而不经过逻辑来完成硬回路判断，然后给就地电磁阀发信号。无论是逻辑回路还是硬回路，都是保证ETS控制可靠，稳定。
4 结语
现场应用中，对ETS保护作了投切按钮，使运行人员可以根据现场情况来选择保护条件。该厂应用了上述的ETS控制策略，并针对这些控制策略进行了实现，从控制效果上来看，ETS保护能够快速、稳定的动作。
参考文献：
[1] 王鹏鹏.310MW汽轮机ETS保护系统可靠性分析及改进[J].电力安全技术，2014，16（5）：31-32.
[2] 关晖，孟繁胜.350MW火电机组ETS系统的应用状况及问题分析[J].沈阳工程学院学报，2011，7（3）：226.
[3] 张正贺.浅谈汽轮机 ETS 保护系统可靠性的分析及改进[J].山东工业技术，2017.
论文作者:梁兆国1,王磊2,房国成3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/25
标签：信号论文; 汽轮机论文; 转速论文; 系统论文; 位移论文; 汽轮论文; 机主论文; 《电力设备》2017年第25期论文;