汽轮机紧急跳闸保护系统

汽轮机 ETS紧急跳闸保护系统的分析与改善措施摘要:通过对我厂两台汽轮抚紧急跳闸系统进行比较和分析,阐述了如何才能提高汽轮机保扩动作的可靠性。

1概述随着电力工业的发展,大型机组的增多,电网规模的扩大,机组安全经济运行的水平也需要不断提高。

为保证机组运行水平的提高,机组需要有一套安全可靠的保护系统,尤其是可靠、合理的汽轮机保护系统。

为此对我厂两台汽轮机紧急跳闸系统进行比较和分析,阐述了如何才能提高汽轮机紧急跳闸系统的可靠性。

2汽轮机紧急跳闸保护系统汽轮机紧急跳闸系统的功能是用来监督对机组安全有重大影响的某些参数﹐以便在这些参数超过安全限值时,通过保护系统去关闭汽轮机的主汽阀与调节阀,紧急停机或其他系统。

我厂主要有以下几种保护。

2.1真空低保护汽轮机的排气压力低于-60kPa时来实现机组停运来保护汽轮机组。

2.2润滑油压低保护轴承供油压力低于0.049MPa时来实现机组停运来保护汽轮机组。

2.3超速保护转速达到110%n,(3300r / min)时来实现机组停运来保护汽轮机组。

2.4轴向位移保护以轴向位移的定位点0mm为基准,机头方向超过1.0mm或发电机方向超过1.2mm时,来实现机组停运来保护汽轮机组。

3 ETS(危急遮断系统)随着火电厂自动化水平的提高﹐保护系统也在不断的进步中。

我厂在保护上使用ETS柜(带PLC控制器)来实现汽轮机来机组停运来保护汽轮机组。

传统继电器机柜能实现当各参数超标时,通过继电器组来遮断机组或其他系统来保护汽轮机。

但它存在着一定的问题[1]。

系统长时间运行后,继电器回路会逐渐出现电磁线圈老化.接点电阻增大。

中间控制环节多,易造成事故几率高﹔也使维护量加大。

中间连接线多﹐易造成线路接地。

系统本身没有历史趋势记录和事故跳闸顺序记录功能,不便于进行机组跳闸后的事故分析。

我厂机组的ETS控制系统采用了PLC程序控制装置,而且ETS还采用了电源和PLC控制装置双冗余的控制,在安全方面得到了保障。

编辑本段跳闸保护系统ETS在工业领域是汽轮机跳闸保护系统的简称。

全拼为Emergency trip systemETS控制系统至少具有下列停机功能：● 汽机转速>110%额定转速[1]● 轴向位移过大● 润滑油压≤0.02MPa（三取二）● 支持轴承温度>75℃（或）● 推力轴承担温度>75℃（或）● 凝汽器真空低于0.06MPa（三取二）● 发变组故障● 手动停机保护ETS的目的：当气轮机运行异常，汽轮发电机控制系统无法控制气轮机系统在正常范围内时，为防止损害汽轮发电机系统，ETS使汽轮机跳闸，关闭所有的汽轮机进汽阀。

ETS的功能：ETS的功能为监视气轮机的某些参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀。

具体有如下功能：(1). 在危险工作状态下，通过励磁机械跳闸电磁线圈（MTS）以及使主跳闸电磁阀（MTSV）失电对汽轮机提供跳闸逻辑。

(2). 当汽轮机启动条件确定时，在中央控制室中手动做汽轮机复位工作。

ETS是TCS系统的一部分，它除了完成机组的危急遮断功能外，现场电磁阀的控制信号也由ETS输出。

ETS主要完成的保护功能：(1). 轴承油压非常低跳机(2). 抗燃油压非常低跳机(3). A低压缸排气口温度非常高跳机(4). B低压缸排气口温度非常高跳机(5). 汽轮机并网以后，在额定负荷工况下，MSV入口汽温非常低跳机(6). 凝汽器真空非常低跳机(7). 推力轴承金属温度非常高跳机(8). 汽轮机、电机轴振非常高跳机(9). EHG输出主要故障跳机(10). 超速跳机(11). 锅炉总燃料故障跳机(12). 发电机故障跳机(13). 发电机定子冷却水出口温度高跳机(14). 发电机定子冷却水入口压力低跳机(15). 轴向位移大跳机(16). 加热器旁路快切故障跳机(17). VV阀故障开跳机ETS为PLC控制，所有逻辑通过PLC卡件中的程序自动执行，可以通过ATS的CPU进行逻辑查询和修改条件有：电超速、轴承油压低、EH油压低、真空低、轴向位移大、MFT、DEH失电、轴振动大、高压缸排气压力高、发电机内部故障、手操跳闸等，引起结果：关闭所有汽门、关闭抽气逆止门随着DCS的发展，ETS的设计从继电器到PLC，最终由DCS所取代。

和利时汽轮机紧急跳闸系统ETS应用方案利时汽轮机紧急跳闸系统（Emergency Trip System，简称ETS）是一种用于汽轮机的自动安全保护装置，用于在发生紧急情况时迅速切断汽轮机的燃料供应和再循环系统，以防止事故进一步扩大。

下面将详细介绍ETS的应用方案。

1.ETS的工作原理：ETS是通过监测汽轮机的关键参数，如温度、压力、转速等，来判断是否存在潜在的风险，当参数超过设定的安全阈值时，ETS将会触发并切断汽轮机的燃料供应和再循环系统，以确保设备和人员的安全。

2.ETS的关键技术：a)参数监测：ETS需要通过传感器实时监测汽轮机的关键参数，如温度、压力、转速等。

传感器应具有高精度和可靠性，能够在恶劣的工作环境下正常工作。

b)阈值设定：ETS需要根据不同的工况和设备的特点，设置适当的安全阈值。

阈值的设置需要经过充分的考虑和实验，以确保在真正发生危险时能及时触发。

c)可靠性设计：ETS是一项关键的安全装置，必须保证其工作的可靠性。

在设计ETS时，需要考虑到双重检测、高可靠性的电气设备和可靠的控制系统等因素。

d)过程控制：ETS需要与汽轮机的自动控制系统进行有效的协作。

在正常工作状态下，ETS应处于待机状态，当检测到危险信号时，ETS应能及时接管控制系统并执行紧急切断操作。

3.ETS的应用场景：ETS广泛应用于各种类型的汽轮机系统中，包括电力厂、石化工厂、造纸厂等。

具体应用场景包括：a)温度和压力过高：当汽轮机的温度和压力超过设定的安全阈值时，ETS将会触发并切断燃料供应，以防止设备和人员的受损。

b)转速异常：汽轮机的转速异常可能是由于机械故障或其他原因引起的，若无法及时处理此问题，可能会导致设备严重损坏。

ETS将通过监测转速并判断是否异常，触发紧急切断操作。

c)燃料供应中断：当燃料供应系统出现故障导致供应中断时，ETS将自动切断燃料供应系统以防止意外发生。

d)其他危险信号：根据具体情况，ETS还可以监测其他危险信号，如润滑油压力异常、冷却水温度过高等，当检测到相应的信号时，ETS将采取相应的措施以确保安全。

Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 99【关键词】ETS 静态试验 整套启动调试1 前言ETS （EMERGENCY TRIP SYSTEM ）是汽轮机危急跳闸系统的简称。

本研究发电机采用上海电机厂有限公司生产的QFNS-350-2发电机。

ETS 采用施耐德公司的高端可编程序控制器——昆腾(Quantum)系列PLC 。

ETS 由控制柜，操作面板，四个AST 电磁阀，一个复置电磁阀，试验电磁阀，压力开关，转速探头和转速控制模块等设备组成。

ETS 跳闸送出每一个跳闸首出信号给SOE ，为事故分析提供数据。

2 ETS系统工作原理ETS 就地由四个AST 电磁阀，试验电磁阀，压力开关，转速探头等设备组成。

ETS 采用双通道控制概念，四个AST 电磁阀采用串并联结构，汽轮机运行时，四个AST 电磁阀带电励磁，建立安全油压，当ETS 监控的汽轮机运行重要参数超过汽轮机运行极限时，四个AST 电磁阀失电，泄去汽轮机安全油，关闭汽轮机所有主汽门和调门。

由于该系统采用双通道控制概念，这就允许ETS 可以进行在线试验，当一个通道进行在线试验时，另一个通道进行在线试验功能被抑制，ETS 进行在线试验时，系统仍具有保护功能。

只有当二个通道同时动作时才遮断汽轮机。

3 ETS系统静态试验3.1 调试前工作硬件检查，ETS 机柜内的硬件完好，具备送电条件。

系统连线检查：根据提供端子接线图以及I/O 清册对控制柜、就地的接线和盘、柜之间的连线逐个检查，确保接线准确，符合设计院热控接线图纸要求。

汽轮机紧急跳闸系统（ETS)调试文/危利锋电源检查：根据图纸，检查电源回路，确定电源接线正确，电源电压值、极性均与设计相符，上电后，进行电源切换试验，电源系统动作正常。

控制系统冗余检查：系统上电组态下装后，对控制器、网络进行了冗余切换试验，切换正常，系统所属设备均可正常工作。

汽轮机紧急跳闸系统的设置原则作者：张烈，吕凯，熊巍摘要：ETS是机组在紧急情况下迅速关闭汽轮机所有进汽阀，停止汽轮机运行的控制系统，其主要任务是监视对机组安全运行有重大影响的某些参数。

当这些参数超过安全运行限定值时，通过自动停机跳闸(AST)电磁阀失电控制汽轮机保安系统，关闭汽轮机全部蒸汽进汽阀，紧急停机。

ETS主要由控制部件、电气保护装置及现场检测元件等组成。

由于ETS对汽轮机安全运行起着至关重要的保护作用，所以在设计和调试中必须保证其高可靠性。

本文将对采用可编程逻辑控制器（PLC）或DCS的ETS设置原则及方法进行探讨。

一、ETS的设置原则(1)采用PLC的ETS应为一个独立的系统，即具有独立的采用冗余电源的供电系统。

在DCS内完成的ETS应采用独立的控制器。

(2)各个保护控制信号均应使用硬接线接入ETS中，减少保护控制信号的中间环节和延迟时间，避免转接、扩展和转换。

保护控制信号不可使用串接信号，应为独立信号。

(3)4个AST电磁阀一般应设置为失电动作方式，且采用2路电源切换后的冗余电源。

当系统中没有电源切换装置时，1号、3号和2号、4号AST电磁阀应分别采用不同的2路电源。

(4)ETS必须冗余配置，即当故障时，备用系统仍然具有使汽轮机停止运行的功能。

故障系统可进行在线维修、更换。

(5)ETS应具有首出跳闸原因的记录功能。

(6)仅作为报警监视而不控制停机的信号不应进入ETS，并且跳闸汽轮机联动其它设备的功能不应在ETS内完成，以保证紧急停机的快速性及可靠性。

(7)ETS在未接到挂闸或复位指令前，不允许自动复位或使汽轮机挂闸，更不允许自动打开汽轮机进汽阀。

(8)一般不允许设置保证投、切开关，以免保护功能被错误地切除。

在特殊情况下，必须具备保护投、切开关时，该开关必须具有可记录的功能，保护切除后，应有报警提示。

二、ETS与其它系统的关系ETS与数字式电液控制系统(DEH)、汽轮机监视仪表(TSI)、炉膛安全监控系统(FSSS)、发变组保护系统以及汽轮机本身互相联系。

热控专业理论考试试卷姓名：岗位：得分：一、选择题（每题2分，共15题30分）1.汽轮机紧急跳闸保护系统的简称为( D )。

(A)TSI；(B)DEH；(C)DCS；(D)ETS。

2.继电器是一种借助于( B )或其他物理量的变化而自动切换的电器。

(A)机械力；(B)电磁力；(C)电流；(D)电压。

3.汽轮机转速调节主要依靠( C )。

(A)蒸汽进汽温度；(B)蒸汽进汽压力；(C)蒸汽进汽流量；(D)机组负荷。

4.中间再热机组采用旁路系统的目的是( d )。

(A)提高机组出力；(B)提高热力系统效率；(C)调节主蒸汽参数；(D)启动或低负荷时通过锅炉产生的多余蒸汽，维持燃烧。

5. 生产厂房内、外工作场所的井、坑、孔、洞或沟道，必须覆以与地面平齐的坚固的盖板。

检修各种需取下盖板的设备时，必须( C )。

(A)派人看守；(B)挂警告标志；(C)设临时围栏；(D)周围摆放障碍物。

6. 压力的法定计量单位名称是( C )。

(A)mmH2O；(B)bar；(C)Pa；(D)Ton。

7. 根据欧姆定律，相同的电压作用下，下列( B )的描述是对的。

(A)电阻越大，电流越大；(B)电阻越大，电流越小；(C)电阻越小，电流越小；(D)电流大小与电阻无关。

8. 现代科学技术所能达到的最高准确度等级是( B )。

(A)计量标准器具；(B)国家基准；(C)工作计量器具；(D)最高计量标准。

9. 检定变送器时，选用的标准器及配套设备所组成的检定装置，其测量总不确定度应不大于被检变送器允许误差的( A )。

(A)1／4；(B)1／3；(C)1／2；(D)2／3。

10. 热电偶输出电压与( C )有关。

(A)热电偶两端温度；(B)热电偶热端温度；(C)热电偶两端温度和电极材料；(D)热电偶两端温度、电极材料及长度。

11. 精确度为1／20的游标卡尺，其主尺与副尺每格刻度相差( C )。

(A)0.5mm；(B)0.1mm；(C)0.05mm；(D)0.01mm。

北京国电智深控制技术有限公司新品发布汽轮机紧急跳闸系统（ETS）TPM保护模块组1213TPM使用说明及注意事项简介TPM特性简介TPM保护模块组简介及产品线2汽轮机紧急跳闸系统（ETS）用作汽轮发电机组危急情况下的保护。

ETS系统工艺需求：既防拒动又防误动；具有在线试验功能；具有SOE与首出记忆功能；在数据采集防抖滤波的基础上，保护逻辑反应时间尽可能短。

ETS系统最早由中间继电器、时间继电器、接触器等器件组成，后逐步改为PLC、DCS控制。

其中ETS系统主要采用PLC 或DPU内的软逻辑（同时采用继电器实现重要保护）予以实现。

除由继电器搭建的硬回路外，反应时间都取决于控制器的扫描周期，基本在百毫秒级别，且前后期的电装、维护工作量很大。

为此，隆重推出新品——TPM保护模块组。

3TPM保护模块组硬件组成：3块TPM卡件1块TPM底座1块TPM继电器板占用机柜一列的5个卡件位置。

右为排布示意图及实物照片TPM保护模块组是ETS系统实现的基本单元4TPM保护模块组原理示意图采用完全的3冗余结构，输入信号同时接入3块TPM卡件、每块TPM卡件独立完成保护逻辑运算并单独输出，在继电器板上通过3取2硬回路完成表决。

安全可靠，可实现在线维护。

5ETS系统一般采用独立机柜，结构如右所示：电源独立信号独立接地独立通讯独立DPU独立可配置1至3组TPM保护模块组，另外附加测速保护SD卡或其它标准IO卡件，共同完成ETS系统。

6ETS系统中的安全保护功能由TPM保护模块组独立完成，不依赖于DPU。

而非安全部分则由DPU及其它部件完成。

右图为ETS数据流示意78TPM产品线：产品型号输入通道输出通道产品定货号电平型TPM卡件NT100-TPM24603IO05311B01脉冲型TPM卡件NT100-TPMP 24603IO05312A01TPM底座NT100-TPM-BASE 246×303BS00051A01TPM继电器板NT100-TPM-RELAY5冗余+3独立03BS00061A01TPM核心特点：采用工业级FPGA芯片作为保护逻辑运算载体，与PLC或DPU 相脱离。

汽轮机ETSETS汽轮机紧急跳闸系统是为大型发电机组的运行配备的安全可靠的保护装置，当存在某种可导致机组损害的危险情况时，该装置能使汽轮机自动遮断，保护机组的安全。

以往我们所用的ETS装置是继电器形式的，其可靠性由继电器的质量决定，灵活性受到一定限制。

随着可编程控制技术的发展，我公司选用可编程控制器（PLC）进行编程控制，并且采用双CPU，双I/O，使ETS的可靠性和灵活性大大提高。

一、ETS系统的基本功能1、ETS的主要功能是检测跳闸请求信号的准确性，并对正确的跳闸请求信号快速响应，当超过极限时，关闭汽轮机全部进汽阀门和调节汽门，迫使汽轮机紧急停机。

2、留有所有跳机信号的输出接口（SOE）及相应的与DCS、DEH使用的输出接口等。

3、PLC组件是由两套独立的PLC组件组成：主PLC和辅助PLC，这些PLC组件采用智能遮断逻辑，必要时提供准确的汽轮机遮断，每一组PLC均包括处理器卡（CPU）和I/O接口卡，I/O接口组件提供接口功能，（ETS系统采用冗余的工作站完成逻辑处理。

任一个PLC工作站出现故障，不影响ETS系统的运行，冗余的PLC工作站保证系统的控制和保护功能不会丢失或延迟。

）每一项停机信号均有两个互为冗余的DO（干接点）输出。

两PLC工作站的电源模块间具有保护电路，确保电源模块的正常工作。

4、ETS系统能在系统故障时发出系统故障报警信号,同时自动切断相应的停机信号输出5、ETS系统电源失电故障性属系统的可恢复性故障，一旦重新受电，PLC模块能自动恢复正常工作而无需运行人员的任何干预。

6、ETS系统所有接点输入模件都有防抖动滤波处理（ETS系统所有数字量输入都有防抖动处理功能。

），数字量输出模块采用光电隔离输出。

能直接驱动控制电动机、中间继电器或接触器。

每一个DO所输出的接点（干接点）均满足控制回路的要求。

7、ETS系统能接受与电厂电气共用地网的接地方式。

8、ETS系统对于冗余的输入（或输出）信号，不在同一个I/O模块上。