（华电青岛发电有限公司 266000）
摘要：本文总结了青岛电厂一期ETS系统改造的原因，改造方案的选择，改造的过程以及取得的效果，探讨了PLC在热工保护系统中对比继电器控制的优越性，对电厂老机组热工保护系统的改造具有重要的参考意义。
关键词：ETS；PLC；继电器；保护；改造
1 青岛电厂一期ETS系统改造前的状况
ETS是汽轮机紧急跳闸保护系统的简称。其功能是：当汽轮机监视的重要参数越限时，关闭汽轮机的主汽阀和调节汽阀，使汽轮机处于安全状态。ETS系统对于保护机组的安全稳定运行具有至关重要的作用。青岛电厂一期原来的 ETS系统是通过继电器和模拟电路来实现的，由供电装置、压力开关、测速传感器及转换电路、继电器、跳闸电磁阀、试验电磁阀等组成。供电装置向整个系统提供可靠的交、直流电源；压力开关用于测量汽轮机的重要参数；跳闸电磁阀用于卸掉安全油和调节油的油压，从而关闭汽轮机的主汽阀和调节汽阀；测速传感器用于检测汽轮机转速，并通过转换电路实现与跳闸转速设定值的比较，控制超速继电器的动作；继电器用来实现输入信号的扩展、隔离、逻辑运算等功能，并驱动跳闸电磁阀和试验电磁阀，同时将引起跳闸动作的输入信号送至SOE记录装置。
2 改造的必要性
青岛电厂一期原来的ETS系统是上世纪七八十年代的技术和九十年代初生产的。经过十多年的运行，主要存在以下问题：
1）系统的电源部分和超速保护控制主要是通过模拟电子元件构成，电路设计复杂，故障点较多，#2机就发生过因调整电位器松动而引起超速保护误动。
2）各电路板上元件密集，发热量大而且散热空间小。经过较长时间的连续运行，电子元件已进入老化期，容易发生故障。
3）保护系统由继电器组成控制回路，回路硬接线多，加上继电器长期带电工作，继电器触点易老化，导致接触不良，易产生拒动或误动的情况。大修期间需对继电器进行测试，以确保继电器工作正常，大大增加了热工人员的维护工作量。而且随着运行时间的越来越长，故障点相应增多，维护工作量越来越大，严重影响着机组的安全运行，
4）系统本身没有历史趋势记录和事故跳闸顺序记录功能，不便于进行机组跳闸后的事故分析。
5）系统备品备件现厂家已不再提供，给系统的维护造成困难。
ETS系统是电厂热工保护系统非常重要的组成部分，由于存在以上诸多问题，已经对机组的安全稳定运行造成了较大的隐患，急需进行改造。
3 改造的实施内容
3.1 将ETS柜和PRP11柜取消，改为一个ETS柜和一个上位机柜。其中ETS柜用两套完全冗余的PLC对各保护项目进行控制，实现原来ETS柜和PRP11柜的所有功能，包括对汽轮机的保护和其它开关量信号的扩展输出。由于所有跳机信号直接进ETS柜，故将原来PRP11柜至ETS柜的遥控跳闸信号取消。原ETS和PRP11柜至现场和其它控制系统的所有输入输出信号，除遥控停机至SOE和DAS的输出信号取消外，其余信号全部保留。配备一个上位机放到上位机柜中，实现对PLC的组态、监视和历史记录等功能。
3.2 将原BTG盘上的ETS试验盘取消，并在DEH上增加一副ETS试验操作画面。原ETS试验面板的所有功能除遥控跳闸试验外其余各项目全部保留，并增加AST电磁阀试验功能，可分别对4个AST电磁阀进行在线试验。其它试验项目仍为分两个通道分别试验，但各通道的开关动作后，相应通道的AST电磁阀不再动作。
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3.3 原BTG盘上有汽机停机和复位两个按扭，现两个按扭都改为停机，即两个按扭必须同时按下才能实现停机。为防止PLC故障使汽轮机无法停机，将两个按扭的触点信号除送至PLC实现停机外，还直接送到AST电磁阀电源回路中，使AST电磁阀停电实现停机。在DEH的控制画面中增加一个复位按扭，实现原BTG盘上复位按扭的功能。
3.4 原ETS系统只有一个汽轮机转速传感器，改造后增加了两个转速传感器，三路转速传感器分别送到三个转速表。将三个转速表输出的超速信号送到PLC中进行三取二逻辑判断后，实现超速停机。
4 具体的改造和调试过程
4.1 原ETS柜和PRP11柜接线和机柜拆除：先从电气回路中断开ETS机柜和PRP11柜的电源，确保无电后，开始拆除原控制柜的接线。在拆线时，弄清每根线的作用并做好标识，待所有外回路的接线拆除后，再拆除原控制柜。
4.2 新ETS控制柜和柜内设备安装：控制柜的安装严格按照有关规程的要求进行，并进行了绝缘测试。
4.3 新控制柜接线恢复：在接线前需对每根线进行绝缘测量，在保证合格情况下，开始按照新图纸进行接线，并重新套用新标识。
4.4 现场设备检查校验。
4.5 在汽轮机#4瓦旁的测速齿轮外盖上开孔，加装两个转速探头，并敷设电缆增加2路转速探头信号。
4.6 新控制系统的调试。在所有接线工作完成后，开始进行调试，调试分为静态和动态调试。
5 改造后的效果
ETS系统升级后，增强了保护系统的可靠性，有利于汽轮机的安全稳定运行，保证了安全生产。
1）由于采用冗余的可编程控制器作为逻辑控制元件，增强了逻辑功能，增设了第一动作原因的记录，便于进行事故分析。
2）系统结构简单可靠，组件式插接，便于安装维护。I/O模件卡件式设计，可灵活、方便的进行扩充。
3）采用上位机监控，可实现保护联锁试验、动作记录数据管理、状态监视、系统组态等功能，大大提高了热工保护装置的技术水平，减轻了热工人员的维护量，为事故分析提供了可靠、客观的依据。
4）能对所有输入/输出点进行状态记录，包括各输入点的接通和断开时间，而且热工维护人员可根据所提供的动作记录来判断一次元件或现场接线可能存在的问题，消除事故隐患。
5）改造后除保持原来的ETS系统在线试验功能外，增加了对4个停机电磁阀的每一个进行单独试验的功能，提高了安全性。
6）对超速保护也由原来的单路改进为三取二，并可以对每一路转速通道单独进行试验，提高了安全性。
6 结束语
青岛电厂汽机保护系统采用PLC控制系统的改造，在改造费用不多的情况下，增加了汽机保护系统的安全性、可靠性，减少了日常的维护量，取得了较好的效果。这对老机组热工保护系统的改造有着非常重要的参考意义。青岛电厂一期两台小机的保护系统，以及电泵保护柜，都可以进行类似的改造，将继电器的逻辑控制功能改为通过PLC或DCS实现。
参考文献：
[1]青岛电厂危急遮断系统（ETS）使用说明书.上海汽轮机有限公司，2005.
[2]郭志波.PLC在75t/h锅炉汽包水位控制中的应用[J].仪器仪表标准化与计量，2002，03
作者简介：
吕馥丞，1984，青岛，硕士，华电青岛发电有限公司，助理工程师，热控
论文作者:吕馥丞
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/20
标签：系统论文; 汽轮机论文; 青岛论文; 继电器论文; 电厂论文; 电磁阀论文; 接线论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;