汽輪機ETS系統電源可靠性分析

解世濤（京能（赤峰）能源發展有限公司，內蒙古 赤峰 024007）

汽輪機ETS系統電源可靠性分析

解世濤
（京能（赤峰）能源發展有限公司，內蒙古 赤峰 024007）

汽輪機是一種以蒸汽為動力，并將蒸氣的熱能轉化為機械功的旋轉機械，是現代火力發電廠中應用最廣泛的原動機。因其制造工藝復雜、精度高，對金屬材料又有特殊的要求，一臺汽輪機的造價可以達到幾億甚至十幾億元，成就了其在發電廠的高尚地位。汽輪機是非常精密的設備，運行中如果受到干擾或參數超限極易受到損壞，給發電廠造成非常大的損失。因此保護汽輪機已經成為電廠安全運行的重中之重，汽輪機的保護神危急跳閘系統（ETS）在發電廠設備中起著至關重要的作用，無論運行人員還是檢修的相關專業人員都要對其有一定的了解。

ETS；介紹；電源；分析

1　ETS系統介紹

1.1系統概述

ETS（EmergencyTripSystem），是汽輪機危急跳閘系統的簡稱。它接收來自機組TSI、FSSS、DEH、DCS系統或其它設備的報警和停機信號，進行邏輯處理后，輸出停機、停爐、快關調門、關閉抽汽逆止門、啟動交直流油泵等指令及各種報警信號。ETS是發電廠熱控設備中最重要的保護系統之一，無論其拒動或誤動都將造成非常嚴重的后果，提高汽輪機ETS的準確性、快速性和可靠性是非常必要的。

ETS包括以下參數：

（1）TSI超速跳閘；（2）軸向位移大跳閘；（3）低EH油壓跳閘；（4）低潤滑油壓跳閘；（5）低真空跳閘；（6）軸振動大跳閘；（7）脹差大跳閘；（8）發電機保護動作停機；（9）DEH超速；（10）DEH失電；（11）軸瓦溫度高；（12）高壓缸排汽溫度高；（13）鍋爐MFT跳閘；（14）手動停機；（15）遠控跳閘。

ETS系統還提供多路備用跳閘接口，實現其它系統對汽輪機的跳閘控制；同時還有多路跳閘輸出接口，實現汽機跳閘對其他設備的控制；相互間配合實現機、爐、電之間的聯鎖，共同維持發電廠設備安全運行。系統應用了雙通道概念，布置成“或-與”門的通道方式，實現允許在線試驗，并在試驗過程中仍起保護作用，從而保證此系統的可靠性。

1.2系統組成

ETS組成：（1）一個跳閘控制柜；（2）一個危急跳閘控制塊；（3）兩套PLC控制模塊；（4）一塊ETS操作盤；（5）一套一體化電源裝置。

控制柜一般放在電子間，ETS操作盤裝在控制柜上。系統機柜中采用兩套PLC并聯運行，A機和B機，兩套PLC相互備用，當A機故障時，B機承擔全部的工作任務；當B機故障時，A機承擔全部的工作任務，大大增加了工作的可靠性。ETS操作的人機界面上設有跳閘“首出”信號記憶燈，且每一組信號都可以給出“首出”記憶信號，即第一個到來的跳閘信號指示燈閃動，其它跳閘信號指示燈常亮，手動復位后，跳閘信號消失。并且每一組信號可以給出兩路輸出，一路信號到DCS，另一路到光子牌。

危急跳閘控制塊一般裝在機頭的左側或右側，它有四個AST電磁閥，兩個OPC電磁閥，ASP壓力開關及AST壓力表、ASP壓力表組成，主要作用是接收跳閘控制柜發出的跳閘指令，打開AST或OPC電磁閥，迅速關閉主汽門或調門，從而起到保護汽輪機的作用。

2　ETS系統電源可靠性分析

ETS是電廠熱控設備中重要的系統，特別是在保護汽輪機方面，起著至關重要的作用。因此它的電源配置是不容忽視的，尤其是四個ETS電磁閥的電源配置，如果失電直接造成機組跳閘，下面就ETS各電源做詳細的分析。

2.1交流電源可靠性分析

系統組成中已經介紹，ETS系統中有一套電源裝置，它有兩路交流220V輸入電源，兩路交流220V輸出電源，兩路交流24V輸出電源。內部還有降壓裝置，將交流220V電源降壓到交流24V，保證系統內24V設備的供電。它還有斷電報警功能，當四路輸出中的任一路斷電均能輸出報警，通知人員盡快處理，該信號一般接入DCS報警中，控制柜上也有對應的指示燈。兩路220V交流輸入電源互為冗余，當一路失電后自動切至另一路，保證兩路220V交流和24V直流均可靠的輸出。兩路交流220V輸入電源在設計時就在廠用PC和UPS上各接一路，使設備工作更加可靠。目前低廠變一般設計一個繞組，低壓側分成兩段，如果兩路均接在廠用PC上，若設備發生故障造成母線電壓降低或短暫失電時，ETS系統的交流電源會失電，有些繼電器會動作，造成停機。從而降低了系統的可靠性。如果兩路均接在UPS上，遇到UPS故障或人員誤操作同樣會造成停機事故。因此一路接在廠用PC，一路接在UPS是現階段的不二選擇。

2.2直流電源可靠性分析

ETS系統中220V直流是給ETS跳閘電磁閥直接供電的，中間沒有任何的轉接設備，只經過了跳閘繼電器的節點和手動停機按鈕，足以看出此電源的重要性。ETS的直流電源共有兩路，一路給跳閘電磁閥1和跳閘電磁閥3供電，另一路給跳閘電磁閥2和跳閘電磁閥4供電。它是整個ETS系統的出口，只要它失電，所對應的ETS電磁閥就會打開。如果兩路同時失電跳閘電磁閥1、2、3、4全部打開，直接卸掉AST油壓，汽輪機主汽門緊急關閉。

兩路直流電源在設計時均是獨立的，一般均取自本機的直流屏。對于機組臺數比較多的電廠也有一路接在本機直流屏，另一路接在臨機直流屏，這樣接的缺點是當臨機停機需要檢修直流系統時，會造成一路失電，必須進行臨時的接線，再加上單元制機組有出現誤操作的可能性，所以這種接法在設計時基本上就PASS掉。因直流電源有一個特殊性，它既可以用充電機帶，也可以用蓄電池帶，電壓比較穩定，再加上現代電廠在設計時相鄰機組的直流系統均有聯絡，所以兩路直流電源均接在本機的直流屏。需要指出的是AST電磁閥及其重要，失電直接導致非停事故。它與DEH電源具有相同甚至超過DEH電源的重要性。這就要求ETS系統的兩路直流電源相互獨立，每一路電源均有失電報警。ETS直流電源的可靠與否，直接決定了機組的健康水平，有很多的機組因其設計或接線不合理造成停機事故后被迫改造。ETS系統電源配置已成為專項檢查的一個重點。

［1］哈爾濱汽輪機控制工程有限公司危機跳閘裝置說明書.

［2］白忠敏.電力工程直流系統設計手冊（第二版）2009（09）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.231