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基于騰控T9系列PLC的電廠ETS系統
作者:騰控科技    來源:www.mahpoo.com    發布于:2012-03-20 15:52:00   

摘  要 汽輪機緊急跳閘系統(ETS)是汽輪機保護最重要的一環,它是汽輪機電跳閘的出口,其運行安全與否直接影響到汽輪機的安全運行。采用基于騰控公司的T9系列PLC中的一款產品,同時通過工業以太網與DEH、DCS系統進行數據交換,動態響應快。
 

關鍵詞   PLC;汽輪機危急跳閘系統(ETS)
 

引言

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  汽輪機由鍋爐產生的高溫高壓蒸汽帶動高速運轉,是火力發電廠的關鍵動力設備,汽輪機的緊急跳閘系統(ETS)是發電廠對系統可靠性要求最高的子系統。傳統上,200MW以下機組的汽機本體保護都是用繼電器搭建的,可靠性差,保護邏輯修改麻煩,不能與主控制系統構成有效的通訊連接。若與電廠主DCS合并在一起控制,則因DCS處理周期較長等原因無法滿足快速保護要求,一般都不采用;赑LC的汽機緊急跳閘系統因其可靠性高、處理速度快、邏輯修改方便等特點得到了廣泛的應用。
  

  汽輪機緊急跳閘系統(ETS系統)完成汽輪機緊急跳閘控制過程中全部電動閥門的開關控制功能,包括完成開關量的數據采集、處理、計算及開關量的實時輸出,并將相關數據傳送到中央控制室操作站等。ETS系統是與汽輪機監測儀表系統(TSI系統)相配合監視汽輪機的一些重要信號,并保證汽輪機安全的系統,當進入ETS系統的參數,如潤滑油壓力、凝汽器真空、汽機轉速、轉子振動、軸向位移等超過極限值時,輸出跳閘信號到跳閘電磁閥,跳閘電磁閥卸掉保安系統的保安油,使汽輪機的主汽閥和調節閥迅速關閉,完成汽輪機跳閘的功能,使汽輪機緊急停機,處于安全狀態,以避免發生嚴重的后果。
 

系統設計
  

  ETS系統一般由以PLC為核心的控制機柜、執行機構、聲光報警和一次、二次外圍元件組成。ETS控制柜里配置有PLC、報警繼電器、跳閘繼電器、保護投切盤等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對應的指示燈,可以檢查某一通道的動作情況,且系統具有在線試驗功能。
  

  由于系統可靠性要求特別高,即保證在任何可能發生的緊急情況下,都能準確無誤地使汽輪機組停機,ETS系統采用騰控公司的T9系列PLC,并設置為雙PLC運行方式,即雙CPU、雙I/O結構,每套PLC均包括電源模塊、CPU模塊、DI模塊和DO模塊等,每個跳閘輸入信號通過PLC A和PLC B的DI模塊同時送至2套PLC,由CPU模塊完成所有輸入信號的邏輯處理和輸出信號的邏輯控制,從硬件和軟件上實現了雙機熱備用。
 

PLC硬件配置

以300MW機組的ETS為列,輸入輸出信號清單如下:
表  3-1 輸入輸出信號清單      

序號
信號類型
輸入輸出信號說明
1
DI
汽輪機電超速保護
2
DI
軸向位移保護
3
DI
軸承油壓低保護(三取二)
4
DI
EH油壓低保護
5
DI
真空低保護(三取二)
6
DI
1#-7#軸承振動保護
7
DI
MFT主燃料停機保護
8
DI
DEH失電停機保護
9
DI
差脹越限保護
10
DI
高壓缸排汽壓力高停機保護
11
DI
發電機內部故障停機保護
12
DI
手動緊急停機
13
DO
汽輪機停機信號
14
DO
發電機停機信號

應用特點

基于PLC的ETS系統具有如下特點:
 

準確性及可靠性

  準確性、可靠性是汽輪機ETS系統的關鍵,本系統采用了雙PLC運行方式,系統配置高性能的工業級處理器,具有納秒級的處理速度以及大容量的內存,可使汽機保護邏輯程序準確、快速地執行,這在硬件上也大大保證了系統的高可靠性。確保整套裝置在任何情況下,都能正確可靠地實現汽輪機跳閘功能。以往裝置中重點關注的汽機“拒跳”或“誤跳”的情況,可在程序設計過程中得到充分合理的處理,這在技術上保證了系統的高可靠性。
 

系統功能強

  由于PLC體積小,集成化程度高,運算速度快,邏輯控制容量大,所以整套程序中除了狀態報警、遮斷停機等常規功能外,還可進行在線試驗功能。該功能的作用在于機組正常運行時, 檢查壓力開關、電磁閥等外圍元器件的狀態,提高整套裝置的自身安全系數。
 

  增加汽機跳閘首出原因記憶功能,幫助運行人員在第一時間知道停機的第一起因,避免了以往或者顯示面板上有多項報警指示,分析不出第一起因,或者隨著現場情況的瞬息變換,指示燈的熄滅,也找不到第一起因。同時,該功能的存在也為事故追憶系統(SOE)的記錄提供了驗證手段。該功能可通過程序編寫完成,不需要增加任何硬件設備,而且完全應用編程技巧。在沒有發生停機條件時,該功能不需要執行,不占用系統監測的時間,使系統的監測、停機功能得到最大程度的實現。

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