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基于腾控T9系列PLC的电厂ETS系统介绍

    作者: 日期:2013/2/21 14:01:56  访问:4135
 

摘要:汽轮机紧急跳闸系统(ETS)是汽轮机保护最重要的一环,它是汽轮机电跳闸的出口,其运行安全与否直接影响到汽轮机的安全运行。采用基于腾控公司的T9系列PLC中的一款产品,同时通过工业以太网与DEH、DCS系统进行数据交换,动态响应快。

关键词:PLC;汽轮机危急跳闸系统(ETS)

引言

汽轮机由锅炉产生的高温高压蒸汽带动高速运转,是火力发电厂的关键动力设备,汽轮机的紧急跳闸系统(ETS)是发电厂对系统可*性要求最高的子系统。传统上,200MW以下机组的汽机本体保护都是用继电器搭建的,可*性差,保护逻辑修改麻烦,不能与主控制系统构成有效的通讯连接。若与电厂主 DCS合并在一起控制,则因DCS处理周期较长等原因无法满足快速保护要求,一般都不采用。基于PLC的汽机紧急跳闸系统因其可*性高、处理速度快、逻辑修改方便等特点得到了广泛的应用。

汽轮机紧急跳闸系统

汽轮机紧急跳闸系统(ETS系统)完成汽轮机紧急跳闸控制过程中全部电动阀门的开关控制功能,包括完成开关量的数据采集、处理、计算及开关量的实时输出,并将相关数据传送到中央控制室操作站等。ETS系统是与汽轮机监测仪表系统(TSI系统)相配合监视汽轮机的一些重要信号,并保证汽轮机安全的系统,当进入ETS系统的参数,如润滑油压力、凝汽器真空、汽机转速、转子振动、轴向位移等超过极限值时,输出跳闸信号到跳闸电磁阀,跳闸电磁阀卸掉保安系统的保安油,使汽轮机的主汽阀和调节阀迅速关闭,完成汽轮机跳闸的功能,使汽轮机紧急停机,处于安全状态,以避免发生严重的后果。

系统设计

ETS系统一般由以PLC为核心的控制机柜、执行机构、声光报警和一次、二次外围元件组成。ETS控制柜里配置有PLC、报警继电器、跳闸继电器、保护投切盘等。每一路输入、输出通道都有与之相对应的指示灯,可以检查某一通道的动作情况,且系统具有在线试验功能。

由于系统可*性要求特别高,即保证在任何可能发生的紧急情况下,都能准确无误地使汽轮机组停机,ETS系统采用腾控公司的T9系列PLC,并设置为双PLC运行方式,即双CPU、双I/O结构,每套PLC均包括电源模块、CPU模块、DI模块和DO模块等,每个跳闸输入信号通过PLCA和 PLCB的DI模块同时送至2套PLC,由CPU模块完成所有输入信号的逻辑处理和输出信号的逻辑控制,从硬件和软件上实现了双机热备用。

PLC硬件配置

以300MW机组的ETS为列,输入输出信号清单如下:

表3-1输入输出信号清单表

序号
信号类型
输入输出信号说明
1
DI
汽轮机电超速保护
2
DI
轴向位移保护
3
DI
轴承油压低保护(三取二)
4
DI
EH油压低保护
5
DI
真空低保护(三取二)
6
DI
1#-7#轴承振动保护
7
DI
MFT主燃料停机保护
8
DI
DEH失电停机保护
9
DI
差胀越限保护
10
DI
高压缸排汽压力高停机保护
11
DI
发电机内部故障停机保护
12
DI
手动紧急停机
13
DO
汽轮机停机信号
14
DO
发电机停机信号

应用特点

基于PLC的ETS系统具有如下特点:

准确性及可*性

准确性、可*性是汽轮机ETS系统的关键,本系统采用了双PLC运行方式,系统配置高性能的工业级处理器,具有纳秒级的处理速度以及大容量的内存,可使汽机保护逻辑程序准确、快速地执行,这在硬件上也大大保证了系统的高可*性。确保整套装置在任何情况下,都能正确可*地实现汽轮机跳闸功能。以往装置中重点关注的汽机“拒跳”或“误跳”的情况,可在程序设计过程中得到充分合理的处理,这在技术上保证了系统的高可*性。

系统功能强

由于PLC体积小,集成化程度高,运算速度快,逻辑控制容量大,所以整套程序中除了状态报警、遮断停机等常规功能外,还可进行在线试验功能。该功能的作用在于机组正常运行时,检查压力开关、电磁阀等外围元器件的状态,提高整套装置的自身安全系数。

增加汽机跳闸首出原因记忆功能,帮助运行人员在第一时间知道停机的第一起因,避免了以往或者显示面板上有多项报警指示,分析不出第一起因,或者随着现场情况的瞬息变换,指示灯的熄灭,也找不到第一起因。同时,该功能的存在也为事故追忆系统(SOE)的记录提供了验证手段。该功能可通过程序编写完成,不需要增加任何硬件设备,而且完全应用编程技巧。在没有发生停机条件时,该功能不需要执行,不占用系统监测的时间,使系统的监测、停机功能得到最大程度的实现。

 
 
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