汽轮机ETS保护系统电源切换回路技术
njnk_91987
njnk_91987 Lv.9
2015年06月16日 14:33:00
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湖北襄樊电厂(4×300 MW)汽轮机ETS危急遮断保护系统,内部逻辑采用日本三菱公司FX2系列超紧凑单元可编程控制器(PLC)实现,取代了传统的继电器逻辑,为了提高可靠性、安全性,还采用了双PLC结构,双PLC的热工电源部分设计为双重双回路联切方式:主、副电源分别取自1,2号电源柜,1,2号电源柜内电源均由本机组厂用电380 V保安A段和UPS电源联锁切换后提供,ETS主、副2路电源之间又设计了失电联锁切换回路。ETS的电源回路如图1所示。  

湖北襄樊电厂(4×300 MW)汽轮机ETS危急遮断保护系统,内部逻辑采用日本三菱公司FX2系列超紧凑单元可编程控制器(PLC)实现,取代了传统的继电器逻辑,为了提高可靠性、安全性,还采用了双PLC结构,双PLC的热工电源部分设计为双重双回路联切方式:主、副电源分别取自1,2号电源柜,1,2号电源柜内电源均由本机组厂用电380 V保安A段和UPS电源联锁切换后提供,ETS主、副2路电源之间又设计了失电联锁切换回路。ETS的电源回路如图1所示。  
2号机组运行过程中,其厂用电380 V保安A段在厂用电切换过程中失电,该段母线上的热工ETS保护系统工作电源掉电,备用电源UPS虽然切换成功,但AST电磁阀已失电泄压,汽机主汽门已关闭,机组跳闸停运,热工SOE历史追忆记录无保护动作记录。类似事件10天内发生了2次。
1 ETS保护系统双路电源切换存在的问题   
在本次2号机组停运前,热工人员对ETS保护电源进行切换试验,当断开ETS柜内副电源开关时,汽轮机主汽门关闭,联跳锅炉、发电机,初步判定电源切换回路存在问题,在机组停运后进一步进行如下试验:
(1) 安排ETS 保护系统由主电源供电,副电源备用,在ETS保护柜面板上手动断开主电源开关,汽轮机发跳闸信号;安排ETS保护系统由副电源供电,主电源备用,在ETS保护柜面板上手动断开副电源开关,汽轮机发跳闸信号。
(2) 恢复正常供电方式后,在ETS保护柜上级的1号热工电源柜或2号热工电源柜内断开保安A段、UPS电源的其中一路电源开关,均引起汽轮机跳闸信号报警。
(3) 热工1,2号电源柜内电源由保安A段供电,UPS为备用,由电气人员断开380 V保安A段电源,均立即引起汽机跳闸。   
根据上述现象,热工人员首先对ETS保护柜内4只危急遮断电磁阀的电源回路进行了查线,发现安装单位并没有按照设计要求进行接线。    原设计接线为:20-1/AST及20-3/AST 2只并联电磁阀由主电源供电;20-2/AST及20-4/AST 2只并联电磁阀由副电源供电。而现场实际接线却为主电源带20-1/AST及20-2/AST 2只串联的电磁阀;副电源带20-3/AST及20-4/AST 2只串联的电磁阀。实际接线的后果是:当ETS保护柜失去任一路电源时,会引起两只串联电磁阀失电,造成油路泄压,汽轮机跳闸。热工人员按设计图恢复接线,再进行A、B项电源切换试验,没有出现汽轮机跳闸报警信号,但进行C项试验,仍有汽轮机跳闸报警信号。   
分析认为,当380 V保安电源跳闸失电后,由于热工1号(2号)电源柜内的双电源切换继电器切换时间超过50 ms,躲不过ETS电磁阀动作切换时间,致使电磁阀失电,油路泄压,主汽门关闭跳机。试验证明,ETS保护装置及其AST控制装置的供电电源在切换可靠性上不能满足要求,存在着跳机的事故隐患,必须采取可靠的技术整改措施,提高设备供电可靠性。 2 ETS保护电源技术整改方案   
ETS保护电源技术整改方案如下:
(1) 考虑到电气侧UPS供电可靠性高,ETS保护系统采用的又是可靠性、安全性很高的双PLC结构,因此,决定简化重复的双电源联切回路;即ETS保护系统主电源直接取自1号热控电源柜内厂用电380 V保安A段空气开关输出端,副电源取自2号热控电源柜内UPS电源空气开关输出端。
(2) 为消除主、副电源切换时引起4只危急遮断电磁阀瞬间失电而引起停机的隐患,决定取消ETS柜内主、副电源切换回路,主、副电源直接对各自负载的AST电磁阀供电。
(3) 为消除ETS系统的双PLC的公用电源干扰抑制器出现故障时引起双PLC同时失电跳机的隐患,取消公用电源干扰抑制器。
3 技术整改方案的实施
(1) 整改后的ETS保护装置电源回路如图2。
(2) 在CRT及控制屏上增加“ETS主(副)电源失电”报警信号光字牌,当ETS系统失去一路电源后,信号报警提醒工作人员尽快处理。
(3) 修改程序。硬接线技术整改实施后,机组挂闸进行ETS电源模拟切换试验,主副电源同时供电,机组挂闸,当断开其中一路电源时,机组正常,但送上该路电源时,发主汽门关闭信号报警,检查发现是由于2YV电磁阀带电引起一次安全油泄压所致,造成2YV带电的根本原因是PLC内部程序因没有根据硬接线的变化而进行相应修改。程序修改后再次试验正常。 图2 整改后的ETS保护装置电源回路
4 整改后运行效果   
经过2年多的运行试验证明,4台机组ETS电源改造较原设计更具可靠性、先进性,保护误动跳机事故隐患已根除。实践证明,在供电电源已经相对可靠的情况下,热工ETS双PLC系统各自采取单独供电方式,能够减少双冗余设备相互之间电气故障的干扰影响,能够提高设备运行可靠性。
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