ETS方案.doc
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集中供热项目ETS方案
ETS方案书
目录
一、汽轮机紧急停机系统ETS介绍
二、ETS方案一“逻辑保护卡配置ETS”
三、ETS方案二“用PLC配置ETS”
一、汽轮机紧急停机系统ETS介绍（EMERGENCYTRIPSYSTEM）
1、概述
为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致的汽轮机发生重大损坏事故，汽轮机都配有危急遮断系统ETS，装置的主要功能是监视某些汽轮机参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，使汽轮机紧急停机。
危急遮断系统监视的汽轮机参数为：
汽机超速保护、轴向位移大保护、高压缸胀差大保护、中压缸胀差大保护、低压缸胀差大保护、汽机真空低保护、润滑油压低保护、推力轴承回油温度高保护、支持轴承回油温度高保护、发电机内部故障保护、发电机断水保护等
当这些参数超过其运行限制值时，ETS系统通过DEH系统的EH液压控制部件及油路关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，另外还提供可接受外部遮断信号的遥控遮断接口REM。
这里以下面参数为例说明ETS工作原理：
汽轮机超速OS
推力轴承磨损TB
轴承油压过低LBO
冷凝器真空过低LV
抗燃油油压过低LP
ETS采用双通道配置，可允许进行在线试验，在试验时仍具有连续不间断的保护功能。
2、ETS的组成
ETS系统有危急遮断控制块、试验遮断块、转速传感器、装有电气和电子硬件的控制柜等部件组成。
通过DEH的OS站进行显示及试验。
汽轮机上各传感器输出的电信号给控制柜，当有遮断信号时，控制逻辑遮断自动停机。
2.1危急遮断控制块
危急遮断控制块上装有四个自动停机遮断电磁阀20/AST和二个超速保护电磁阀20/OPC。
20/AST电磁阀串并联布置，具有多重保护性，每个通道中至少有一只电磁阀打开，才可引起停机。
20/OPC电磁阀并联布置，受DEH信号控制。
2.2试验组件块
4个独立的试验组件块分别由钢制试验块、压力表、截止阀、电磁阀和针阀组成，每个组件布置成双通道，以便在一个通道工作时试验另一通道，控制逻辑禁止同时试验二个通道。
4个试验块分别监视并试验低轴承油压、低真空（两个）和低EH油压。
2.3推力轴承遮断信号来自汽机监测仪表TSI，当TSI检测到转子轴向位移超过遮断极限时，控制接点闭合，使汽机遮断。
2.4电气超速遮断
电气超速遮断是由一个安装在盘车装置附近的磁阻发送器和控制柜中的测速组件组成。
当汽机转速超过110％额定转速时，控制接点闭合，使汽机遮断。
2.5机械超速遮断
机械超速遮断由装在转子前端轴上的偏心重锤，危急遮断油门及复位装置、隔膜阀等组成。
当转速超过整定点时，飞锤飞出，从而使危急遮断油门中的碟阀起座，将机械超速和手动遮断总管中的油压泄掉，使隔膜阀起座，造成危急遮断总管油压骤跌，汽机遮断。
3、ETS遮断逻辑与控制逻辑
从机械超速和手动遮断总管中来的润滑油供到隔膜阀上部，使其克服弹簧力将阀关闭，使自动停机危急遮断总管中的高压抗燃油泄油通道封闭。
如若有一个遮断信号使机械超速手动遮断总管中油压消失，弹簧将开启隔膜阀，泄去高压抗燃油而停机。
系统装有4个自动停机遮断电磁阀（20/AST），正常时关闭，将自动停机危急遮断总管中的抗燃油通道封闭。
20/AST串并联布置，每个通道中有一只电磁阀打开，汽轮机将紧急停机。
引起停机的压力开关和传感器有：
轴承油压低、EH油压低、推力轴承磨损过大、冷凝器真空低、超速。
当这些参数超过各自的运行限制值时，ETS系统关闭全部汽轮机主汽门，汽轮机紧急停机。
3.1ETS遮断逻辑见图（图中的继电器是PLC控制器中的“继电器”，下同）
电磁阀20－1/AST、20－3/AST、20－2/AST、20－4/AST由于遮断断电器1A、1B（通道1）和2A、2B（通道2）的接点而保持动作状态，只要所有的遮断控制继电器：
低EH油压遮断控制继电器LP1、LP2；低轴承油压遮断控制继电器LBO1、LBO2；冷凝器真空低遮断控制继电器LV1、LV2；超速遮断控制继电器OS1、OS2；推力轴承（轴向位移）遮断控制继电器TB1、TB2；用户遥控汽轮机遮断REM1、REM2的接点都闭合，遮断继电器1A、1B、2A、2B处于动作状态。
在每一个遮断通道中，每个遮断功能有一个遮断控制继电器接点。
如果任意一个汽轮机遮断功能达到一个遮断水平，则相应的遮断控制继电器接点（LP、LBO、LV、OS、TB、REM）打开，将20/AST电磁阀释放，由此就将自动停机遮断总管中的油压泄掉。
当遮断原因消除后，该遮断继电器只有通过按下“复置试验遮断”按钮或“挂闸”按钮，才能重新动作。
3.2遮断控制逻辑
（1）轴承油压过低、真空过低及抗燃油压过低
图A表示了轴承油压过低遮断控制继电器逻辑的简化原理图。
在汽轮发电机组正常运行时，通道1的压力开关63－1/LBO和63－3/LBO的接点是闭合的，所以中间继电器1X/LBO和3X/LBO正常地动作。
当正常运行时，与遮断控制继电器LBO－1串联的继电器接点1X/LBO和3X/LBO都是闭合的。
这样，继电器LBO－1就动作。
通道2具有同样的元件，LBO－2是用于通道2的遮断控制继电器。
继电器LBO－1和LBO－2线圈的一侧通过选择开关的接点S1和S2而相连。
在正常运行时，接点S1和S2是闭合的，所以继电器LBO－1和LBO－2的线圈是并联的。
假如在每一通道中有一只压力开关打开而表明轴承油压过低，那么，继电器LBO－1和LBO－2就将释放（引起自动停机通道1和2遮断）。
只有当通道1的轴承油压过低功能正在进行试验时，选择开关接点S1才是打开的。
开启的接点S1，允许继电器LBO－1在试验时被释放而继电器LBO－2不释放。
同样，只有当通道2的轴承油压过低功能正在进行试验时，选择开关接点S2才是打开的。
万一真正的轴承油压过低情况发生，它将由全部四个压力开关感受，尽管此时有一个通道的试验在进行，两个遮断控制继电器LBO－1和LBO－2都将被释放。
用于真空过低和抗燃油压过低的遮断控制继电器逻辑与轴承油压过低的一样。
（2）超速（图B）
当轴转速超过遮断整定值，接点OST1和OST2闭合，这就分别使相应于自动停机通道1和2的遮断控制继电器OS－1和OS－2短接，此二继电器的退出将导致AST电磁阀退出，仅当允许每个通道分别试验时，接点S1－S2才打开。
（3）推力轴承（图C）
由推力轴承磨损过大情况发生时，汽轮机检测转子轴向位移仪表端的接点K1，K2就闭合，这就使遮断控制继电器TB－1和TB－2被短接。
并引起AST电磁阀遮断。
S1和S2接点可起到隔离二个通道的作用，以允许对每个通道作单独试验。
（4）用户的遥控汽轮机遮断（图D）
ETS系统提供了遥控遮断汽机的接口，当用户遥控汽机遮断信号接点闭合时，继电器REM1和REM2被短接，从而引起AST电磁阀动作，使汽机遮断。
开关S1和S2允许在线试验遥控遮断功能。
4、GE新华DEH-Ⅴ系统的OPC与ETS
汽轮机ETS与DEH有密切的信号联系，ETS通过DEH的EH部件及油管路来完成保护动作。
原进口ETS系统中的超速遮断控制只配置一路测速通道，提供110％超速保护功能。
GE新华DEH-Ⅴ的特点除了基本控制部分配置了三个测速通道，进入计算机三选二作为基本控制用以外，另外又增加了三个测速通道，通过三选二逻辑，提供103％和110％超速保护，如图示。
103％超速保护信号控制OPC电磁阀，关闭高调门，中调门。
110％超速保护信号通过ETS系统关闭全部汽轮机蒸汽阀门，这样使ETS中的单通道超速遮断控制改为三通道，三选二超速遮断控制，使ETS系统的超速遮断控制的可靠性大大提高。
、其它的遥控跳机信号
ETS还接受用户遥控跳机信号，如震动大、锅炉灭火等。
当用户监视的跳闸条件发生时，使汽轮机停机。
、监视界面
ETS的监视和试验可以在DEH的OS站上进行。
也可单独配一个ETS操作面板独立进行监视与操作。
新华向用户推荐在DEH的OS站上操作的方案。
二、ETS方案一“逻辑保护卡配置ETS”
LPC概述
逻辑保护卡（简称LPC）是专用于DEH阀门控制的专用控制板。
该板接受多个用于汽机保护的开关量信号，经防误动处理后，加载到硬件保护逻辑，处理后以触点方式输出。
LPC卡上所有的抗干扰和逻辑运算全用（可编程）硬布线实现，所以性能可靠。
卡上设有8位的单片机，能将卡上的输入信号和处理结果，以通信的方式向BC卡、DPU及各人机接口站（MMI）传送。
LPC卡的卡件识别类型为27H。
2. 主要特性
1、Atmel89C51CPU，11.0592MHz晶振。
2、RAM32K（62256ALP）。
3、双可编程逻辑器件CPLD，分别实现总线接口和保护逻辑。
4、24路开关量输入，隔离电压>1500V。
5、6路开关量输出，隔离电压>1500V。
6、用端子板扩充继电器输出，触点容量AC220V7A/DC30V4A
7、可并联使用，构成冗余控制。
8、电源电压适应范围4.75-5.25V总功耗<5W
3. 电气原理
LPC卡主要由单片机及外围电路、并行总线接口、开关量输入输出、可编程逻辑电路、防误动电路组成。
卡上选用了MCS51系列的CMOS低功耗单片机89C51，用来实现卡上的数据采集和与BC卡（站控制卡）的通讯；并行总线接口采用抗静电措施，使带电插拔更为可靠；开关量输入采用48V或24V通用查询电压，抗干扰能力强，开关量输出采用具有光电隔离功能的光继电器（PHOTOMOS），动作速度快，可靠性高；可编程逻辑电路选用了美国Xilinx生产的复杂可编程器件（CPLD）XC95108，逻辑修改方便可靠；防误动电路包括上电防误动、输入防误动、输出防误动等几部分组成。
图2是LPC卡的工作原理框图。
4. 软件程序
LPC卡上的软件程序由CPU通信程序（89C51执行程序）、译码通信用逻辑（CPLD内部程序）、保护用逻辑（CPLD内部程序）三部分组成。
CPU通信程序，用MCS-51的汇编语言编写，主要完成开关量输入与输出信号的采集。
以开关量输入方式实时地向站控制卡（BC）传送，以SOE（事件顺序记录）方式将开关量动作顺序向系统记录站传送。
该程序固化在89C51单片机内，装在Ｕ6的位置。
译码及通信接口逻辑（CPLD内部程序），采用Xilinx的图形逻辑编制，使用Xilinx的软件包进行编辑、编译、调试，然后固化至XC95108，装于U5位置。
该程序用于实现CPU的外围接口。
保护用逻辑（CPLD内部程序），也采用Xilinx的图形逻辑编制，使用Xilinx的软件包进行编辑、编译、调试，然后固化至XC95108，装于U11位置。
该程序实现具体的保护，而且保护功能可选。
5. ETS应用的保护逻辑
图1是ETS应用的保护逻辑图，表1是ETS应用时端子板信号定义表。
图1、ETS应用的保护逻辑
表1、ETS应用时端子板信号定义示例
端子
编号
标识
符号
信号
名称
端子
编号
标识
符号
信号
名称
１
CNDPL1
真空低1
33
Mhalt1
手动停机1
2
开关量输入共端
34
开关量输入共端
3
CNDPL2
真空低2
35
Mhalt2
手动停机2
4
开关量输入共端
36
开关量输入共端
5
CNDPL3
真空低3
37
挂闸
6
开关量输入共端
38
开关量输入共端
7
RPOFF1
轴向位移大1
39
PHalt
失电停机
8
开关量输入共端
40
开关量输入共端
9
RPOFF2
轴向位移大2
41
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