胡海军
广东珠海金湾发电有限公司，广东 珠海 519000
摘要：汽轮机危急遮断系统（ETS）是保护汽轮机的重要一环，其运行稳定与否直接影响到汽轮机的安全运行。以我公司使用的ETS系统为例，介绍了我公司上汽ETS系统进行的改造。
关键词：ETS系统，PLC保护
中图分类号： 文献标识码： 文章编号：
1 概述
1.1 框架
我公司#3机组汽轮机是上海汽轮机厂生产的西屋引进型N600-24.4/566/566型超临界中间再热凝汽式汽轮机。上海汽轮机有限公司（STC）生产的危急遮断系统（ETS），根据汽轮机安全运行的要求，接受就地一次仪表或TSI二次仪表的停机信号，控制停机电磁阀，使汽轮机组紧急停机，保护汽轮机的安全。危急遮断系统（ETS）对下列参数进行监视，一旦参数超越正常范围，通过停机电磁阀，使所有阀门油动机关闭。
该ETS系统为AB RSLogix 5000系列PLC 控制系统。PLC组件是由一套双机热备的PLC组件组成：主PLC（MPLC）和辅助PLC（BPLC），PLC组件用智能遮断逻辑，必要时提供准确的汽轮机遮断。CPU含有遮断逻辑，I/O接口组件提供接口功能。MPLC为主控制器，提供全部遮断、报警和试验功能。BPLC为含有全部遮断、报警和试验功能的备用的PLC单元；如果MPLC故障，BPLC将自动无扰切换为主控，允许机组继续运行并起保护作用。
2 改造必要性
2.1汽轮机保护系统的润滑油压力开关、真空开关、EH油压力开关虽然都设置了冗余的逻辑判断功能，但是开关共用一个取样管，单一取样管发生泄漏就会造成保护误动跳机；
2.2另外，每个试验块的两个保护通道共用一条采样管，如果试验块内部的节流件损坏，当进行通道在线试验过程中，非试验通道很可能会误动，造 2.3 ASP油压指示只采用了压力开关和压力表，没有安装压力变送器，无法实时监测机组ASP油压变化。
2.4集控室操作台“汽轮机手动跳闸按钮”接点没有直接与AST电磁阀的供电回路相连接直接执行跳机保护，而是仅仅作为输入信号输入PLC经过ETS系统再控制AST电磁阀的方式，该方式不能保证ETS系统失灵时的紧急停机。
2.5 ETS系统I/O框架单电源供电，不符合冗余设置，需要进行整改
2.6该危急遮断系统首出遮断画面只是指出EH油压低（LP）、润滑油压低（LBO）、冷凝器真空低（LV）、轴向位移大（RP）等首出遮断报警，并未指出是哪个开关动作导致发出汽轮机遮断信号，这就为分析汽轮机遮断报警以及日常校验误动开关工作带来很大的不便，很难判断是哪个开关动作，需要进行整改。
以上所述隐患显然不满足《防止电力生产事故的二十五项重点要求》关于热工保护“杜绝拒动，防止误动”的基本配置原则的要求，需要对我公司汽轮机ETS系统进行改造，以解决以上存在的问题。
3 改造方案
3.1 汽轮机凝汽器真空保护开关取样管改造
将凝汽器真空开关取样管按照真空开关遮断通道分开：通道1真空开关1、3共用一个取样管，通道2真空开关2、4共用一个取样管.使得汽轮机的真空保护两个通道的开关从取样点开始到到测量仪表的全程，均互相独立分开设置。
a 汽轮机凝汽器真空保护开关取样管改造前、后布置如下图所示（图一）
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b 汽轮机凝汽器A真空保护开关试验模块改造后如下图所示（图二）
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c凝汽器真空低试验装置原理如下图所示（图三）
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3.2汽轮机EH油保护开关取样管改造
将汽轮机ＥＨ油保护用开关取样管按照通道分开，通道1的ＥＨ油压开关(30MAV11CP401、30MAV11CP403)共用一个取样管，通道2的ＥＨ油压开关(30MAV11CP402、30MAV11CP404)共用一个取样管，重新在汽轮机的ＥＨ油管上开孔，并重新敷设取样管，使得汽轮机的ＥＨ油保护两个通道的开关从取样点开始到到测量仪表的全程，均互相独立分开设置。
a 汽轮机ＥＨ油压力开关取样管改造前、后如下图所示（图四）
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b EH油压低试验装置液压原理如下图所示（图五）
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3.3汽轮机润滑油保护开关取样管改造
汽轮机润滑油保护用开关取样管按照通道分开，通道1的润滑油开关(30MAV11CP401、30MAV11CP403)共用一个取样管；通道2的润滑油开关(30MAV11CP402、30MAV11CP404)共用一个取样管;将汽轮机交流润滑油泵（TOP）、汽轮机辅助油泵（AOP）、汽轮机直流润滑油泵（EOP）试验模块一的进油管从汽轮机润滑油保护试验模块分离出来单独取样，使其符合独立取样的要求。
a汽轮机润滑油压力开关取样管改造前、后如下图所示（图六）
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b 润滑油压低试验装置液压原理如下图所示（图七）
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3.4集控室操作台“汽轮机手动跳闸”回路优化
集控室操作台“汽轮机手动跳闸按钮”接点没有直接与AST电磁阀的供电回路相连接直接执行跳机保护，而是仅仅作为输入信号输入PLC经过ETS系统再控制AST电磁阀的方式，该方式不能保证ETS系统失灵时的紧急停机。将跳闸按钮常闭接点直接与AST电磁阀供电回路串联，增加硬接线回路。
3.5 细化首出遮断报警画面
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ETS系统首出遮断报警画面（图八）
该危急遮断系统首出遮断画面只是指出EH油压低（LP）、润滑油压低（LBO）、冷凝器真空低（LV）、轴向位移大（RP）等首出遮断报警，并未指出是哪个开关动作导致发出汽轮机遮断信号，这就为分析汽轮机遮断报警以及日常校验误动开关工作带来很大的不变，很难判断是哪个开关误动作。所以有必要将遮断汽轮机的开关类信号引入上位机显示，实时监测遮断汽轮机的开关类信号的动作情况，方便分析汽轮机具体遮断原因。
ETS装置 PLC系统软、硬件配置，如下图所示
软件配置如下：使用Rsview5000进行程序的修改和组态。硬件配置：采用Rockwell公司的Contrologix系列CPU及1756系列输入输出卡件，其中CPU采用双机架冗余配置，I/O机架通过冗余的Controlnet网络连接到CPU，在I/O机架上布置有开关量输入卡件4块、开关量输出卡件4块、以及一块以太网通讯卡件（该卡可以用来输出数据）
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ETS系统框架布置图（图九）
修改下位机CPU的程序：由于原PLC程序中对开关状态没有进行所存，故无反映其动作历史和过程，新增一段子程序，将开关的状态引入新程序并锁存，并判断首出动作的开关，同时增加首出复位的I/O点。注意：新增的子程序不改变原程序的结构和数据，对原程序无任何影响。程序可进行在线修改或修改完成后一次性下载。
系统PLC与上位机的连接示意图和布置示意（如下图），这样通过上位机实时可以锁定首出的报警，同时可以显示当前的状态，可以记录报警的时间等，实时监测遮断汽轮机的开关类信号的动作情况，方便日常维护工作。
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系统PLC与上位机的连接示意图和布置示意（图十）
新建上位机组态画面：使用RSview32新建项目，作出如下画面：（如下图），并将项目所使用的数据源定义好。配置RSlinux：通过配置网络驱动正确访问到PLC硬件，配置OPC数据源，使得在RSview32中定义的数据源名称与Rslinux中配置的OPC数据源名称相一致。打开Rsview32监控程序即可运行程序实施监控。
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系统PLC与上位机的连接示意图和布置示意（图十一）
通过这一项目改造，我们可以在上位机上实时锁定首出的报警，同时可以显示开关当前的状态， 同时可以记录报警的时间等，做到实时监测遮断汽轮机的开关类信号的动作情况，方便我们日常维护工作。
3.6其他优化
ASP油压指示只采用了压力开关和压力表，没有安装压力变送器，无法实时监测机组ASP油压变化。拟安装压力变送器，实时监测机组ASP油压；ETS系统的I/O框架单电源供电，不符合冗余设置，改为冗余框架电源
4结语
通过以上整改，有效提高了我公司ETS系统的可靠性，降低了汽轮机主保护误动概率，为机组的安全运行提供了可靠保证。
参考文献：
[1] 上海汽轮机有限公司危急遮断系统(ETS)使用说明书[M].中国：上海汽轮机有限公司，2006.
[2] 朱北恒，孔长生 火电厂热工自动化系统试验[M].中国电力出版社,2005
[3]电站汽轮机数字电液控制系统-DEH[M].中国电力出版社,2004
胡海军（1980） ， 男，山西阳泉人，热能动力高级工程师，程控保护高级技师，从事火电厂热控技术管理工作。