國產300MW汽輪機ETS系統通訊改造實踐

曾振任

【摘要】 某電廠2×300MW國產汽輪機為上海電氣集團股份有限公司生產的設備，原設計的ETS系統并沒有保護投退功能，并且在DCS上無法監視其狀態，不利于對其參數的監視。本論文介紹實現ETS保護投退的方法，以及如何實現與DCS的通訊。

【關鍵詞】 ETS 觸摸屏 保護投退

汽輪機危急遮斷系統即ETS，是汽輪機最重要的保護系統，所以它的可靠性和安全性是至關重要的。某電廠#5，#6機與ETS通訊的Pro-face觸摸屏利用在ETS狀態點監控中，利用modbus 485 通訊協議進行數據的傳輸。原設計不帶投退保護功能， ETS系統的保護投退必須通過ETS柜短接或解線來實現，這造成投退保護麻煩并容易出現誤操作。如退保護時稍不注意，就會解錯線；投保護時，不能觀察到實際信號存在與否，容易造成誤操作，導致ETS動作發生汽機跳閘事故。而且在DCS上無法監視ETS所有的狀態，不利于對其參數的監視。

一、增加ETS保護投退按鈕

原ETS的PLC程序已預留投退保護的開關量程序，即在不改動ETS程序的情況下，在pro-face觸摸屏上增加保護投退程序與按鈕畫面， pro-face觸摸屏通過modbus 485 通訊協議進行讀寫ETS的PLC程序，實現保護投退功能。畫面如圖1.1。一共增加EH油壓低保護、潤滑油壓低保護、真空低保護、軸向位移保護、軸振保護、差脹大保護、鍋爐MFT、發電機保護、DEH停機、旁路、高排壓比低保護、高排溫度高保護、遙控8、遙控10、高排壓力高保護等15個保護的投退功能，同時設置進入操作畫面的密碼，確保操作的安全性。

二、實現ETS與DCS間的通訊

DCS系統采用北京國電智深控制技術有限公司生產的DEPF-NT分散控制系統。為了能在DCS上增加監視ETS各個輸入輸出點，確保投退保護正確，實現了ETS和DCS的通訊。

在DCS讀ETS數據只是作為輔助監視手段，為了節省成本，直接增加了31號虛擬DPU，利用MODBUS TCP/IP通訊協議，實現數據的傳輸。如圖2.1

三、糾正首出遮斷信號誤報

當在Pro-face上投退保護后，首出的遮斷狀態就會出現誤報. 從ETS邏輯圖3.1上看出，在原ETS程序上，首出信號的觸發沒有增加投退保護信號的閉鎖。即保護已經退出，保護信號觸發后，保護雖然沒有動作，但首出信號會錯誤地以為保護已動作，從而記錄下來，機組重新掛閘方能復位。以致首出信號無法記錄真正的保護動作。

首出遮斷不準確，容易造成運行人員的誤判。在DCS上組態解決此問題，先是用DCS邏輯組態翻譯PLC首出邏輯，即用DCS讀過來的ETS輸入信號進行重新組態，然后在DCS上修正邏輯，增加保護投退的閉鎖條件：當保護退出來時，投退信號為0，閉鎖首出遮斷起作用，從而糾正ETS首出遮斷誤報。組態中需要用SR觸發器實現PLC程序中的自鎖，而R腳接由AST壓力開關產生的20s的脈沖信號的復位信號。

四、投退保護注意事項

（1）為了防止誤操作，投退保護操作完畢后，要確認投退保護按鍵與投退狀態燈顏色一致。

（2）為了防止誤操作，運行人員在投退保護前，先打開保護投退與輸入信號狀態操作面板。此面板增加了保護投退狀態燈，紅色表示保護已投入，綠色表示保護已退出。觀察是否滿足投退保護的條件，如EH油壓低狀態燈為紅，說明跳閘信號存在，如投進保護，就會導致跳機事故！

五、總結

5.1優點

（1）在觸摸屏和DCS上都可以觀察到是否滿足投退保護的條件。

（2）Pro-face上投退保護比在ETS柜直接接線投退保護方便和可靠。

5.2缺點

在退出保護的狀態，當該保護的跳機信號過來時，仍然會首出遮斷報警，這導致了首出遮斷報警不準確！因原ETS程序不建議修改，所以在觸摸屏上無法消除此缺點。

5.3 效果總結

經過了此改造，某電廠在節省成本情況下，用DCS中的虛擬DPU讀取了ETS數據，并且對其進行邏輯組態和修正，實現了DCS對ETS的監視。

在Pro-face上增加了保護投退功能，提高了ETS保護投退的可靠性和安全性。