汽轮机ETS系统电源可靠性分析

解世涛（京能（赤峰）能源发展有限公司，内蒙古 赤峰 024007）

汽轮机ETS系统电源可靠性分析

解世涛
（京能（赤峰）能源发展有限公司，内蒙古 赤峰 024007）

汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。因其制造工艺复杂、精度高，对金属材料又有特殊的要求，一台汽轮机的造价可以达到几亿甚至十几亿元，成就了其在发电厂的高尚地位。汽轮机是非常精密的设备，运行中如果受到干扰或参数超限极易受到损坏，给发电厂造成非常大的损失。因此保护汽轮机已经成为电厂安全运行的重中之重，汽轮机的保护神危急跳闸系统（ETS）在发电厂设备中起着至关重要的作用，无论运行人员还是检修的相关专业人员都要对其有一定的了解。

ETS；介绍；电源；分析

1　ETS系统介绍

1.1系统概述

ETS（EmergencyTripSystem），是汽轮机危急跳闸系统的简称。它接收来自机组TSI、FSSS、DEH、DCS系统或其它设备的报警和停机信号，进行逻辑处理后，输出停机、停炉、快关调门、关闭抽汽逆止门、启动交直流油泵等指令及各种报警信号。ETS是发电厂热控设备中最重要的保护系统之一，无论其拒动或误动都将造成非常严重的后果，提高汽轮机ETS的准确性、快速性和可靠性是非常必要的。

ETS包括以下参数：

（1）TSI超速跳闸；（2）轴向位移大跳闸；（3）低EH油压跳闸；（4）低润滑油压跳闸；（5）低真空跳闸；（6）轴振动大跳闸；（7）胀差大跳闸；（8）发电机保护动作停机；（9）DEH超速；（10）DEH失电；（11）轴瓦温度高；（12）高压缸排汽温度高；（13）锅炉MFT跳闸；（14）手动停机；（15）远控跳闸。

ETS系统还提供多路备用跳闸接口，实现其它系统对汽轮机的跳闸控制；同时还有多路跳闸输出接口，实现汽机跳闸对其他设备的控制；相互间配合实现机、炉、电之间的联锁，共同维持发电厂设备安全运行。系统应用了双通道概念，布置成“或-与”门的通道方式，实现允许在线试验，并在试验过程中仍起保护作用，从而保证此系统的可靠性。

1.2系统组成

ETS组成：（1）一个跳闸控制柜；（2）一个危急跳闸控制块；（3）两套PLC控制模块；（4）一块ETS操作盘；（5）一套一体化电源装置。

控制柜一般放在电子间，ETS操作盘装在控制柜上。系统机柜中采用两套PLC并联运行，A机和B机，两套PLC相互备用，当A机故障时，B机承担全部的工作任务；当B机故障时，A机承担全部的工作任务，大大增加了工作的可靠性。ETS操作的人机界面上设有跳闸“首出”信号记忆灯，且每一组信号都可以给出“首出”记忆信号，即第一个到来的跳闸信号指示灯闪动，其它跳闸信号指示灯常亮，手动复位后，跳闸信号消失。并且每一组信号可以给出两路输出，一路信号到DCS，另一路到光子牌。

危急跳闸控制块一般装在机头的左侧或右侧，它有四个AST电磁阀，两个OPC电磁阀，ASP压力开关及AST压力表、ASP压力表组成，主要作用是接收跳闸控制柜发出的跳闸指令，打开AST或OPC电磁阀，迅速关闭主汽门或调门，从而起到保护汽轮机的作用。

2　ETS系统电源可靠性分析

ETS是电厂热控设备中重要的系统，特别是在保护汽轮机方面，起着至关重要的作用。因此它的电源配置是不容忽视的，尤其是四个ETS电磁阀的电源配置，如果失电直接造成机组跳闸，下面就ETS各电源做详细的分析。

2.1交流电源可靠性分析

系统组成中已经介绍，ETS系统中有一套电源装置，它有两路交流220V输入电源，两路交流220V输出电源，两路交流24V输出电源。内部还有降压装置，将交流220V电源降压到交流24V，保证系统内24V设备的供电。它还有断电报警功能，当四路输出中的任一路断电均能输出报警，通知人员尽快处理，该信号一般接入DCS报警中，控制柜上也有对应的指示灯。两路220V交流输入电源互为冗余，当一路失电后自动切至另一路，保证两路220V交流和24V直流均可靠的输出。两路交流220V输入电源在设计时就在厂用PC和UPS上各接一路，使设备工作更加可靠。目前低厂变一般设计一个绕组，低压侧分成两段，如果两路均接在厂用PC上，若设备发生故障造成母线电压降低或短暂失电时，ETS系统的交流电源会失电，有些继电器会动作，造成停机。从而降低了系统的可靠性。如果两路均接在UPS上，遇到UPS故障或人员误操作同样会造成停机事故。因此一路接在厂用PC，一路接在UPS是现阶段的不二选择。

2.2直流电源可靠性分析

ETS系统中220V直流是给ETS跳闸电磁阀直接供电的，中间没有任何的转接设备，只经过了跳闸继电器的节点和手动停机按钮，足以看出此电源的重要性。ETS的直流电源共有两路，一路给跳闸电磁阀1和跳闸电磁阀3供电，另一路给跳闸电磁阀2和跳闸电磁阀4供电。它是整个ETS系统的出口，只要它失电，所对应的ETS电磁阀就会打开。如果两路同时失电跳闸电磁阀1、2、3、4全部打开，直接卸掉AST油压，汽轮机主汽门紧急关闭。

两路直流电源在设计时均是独立的，一般均取自本机的直流屏。对于机组台数比较多的电厂也有一路接在本机直流屏，另一路接在临机直流屏，这样接的缺点是当临机停机需要检修直流系统时，会造成一路失电，必须进行临时的接线，再加上单元制机组有出现误操作的可能性，所以这种接法在设计时基本上就PASS掉。因直流电源有一个特殊性，它既可以用充电机带，也可以用蓄电池带，电压比较稳定，再加上现代电厂在设计时相邻机组的直流系统均有联络，所以两路直流电源均接在本机的直流屏。需要指出的是AST电磁阀及其重要，失电直接导致非停事故。它与DEH电源具有相同甚至超过DEH电源的重要性。这就要求ETS系统的两路直流电源相互独立，每一路电源均有失电报警。ETS直流电源的可靠与否，直接决定了机组的健康水平，有很多的机组因其设计或接线不合理造成停机事故后被迫改造。ETS系统电源配置已成为专项检查的一个重点。

［1］哈尔滨汽轮机控制工程有限公司危机跳闸装置说明书.

［2］白忠敏.电力工程直流系统设计手册（第二版）2009（09）.

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