DEH中ETS跳闸逻辑控制方案的应用

摘要：DEH系统实现发电机组的起动、停机、功率频率调节等功能，实现对汽轮机的自动保护，实现远方自动调度等功能。随着控制设备的升级，对机组的保护系统又提出了新的要求。如何与控制设备相适应、相结合，如何更可靠、更迅速和更安全地完成保护系统的任务。基于这一理念，必须有与

一、引言

淮北发电厂200MW发电机组汽轮机的原调节系统为全液压调节系统，存在低负荷适用性差、控制精度低、响应不够快、日常维护复杂、自动化水平低等一系列的不足，采用先进的纯电调控制系统(DEH)，对200MW机组汽轮机调节系统改造，不仅可以大大提高机组的自动化水平，而且能够大大提高机组的控制精度和机组安全、经济水平，适应电网对机组调峰和自动发电控制的要求。DEH系统除了对汽轮机进行功频调节外，还要在调节系统失灵或发生其它事故时，能及时，迅速的停机，以避免设备损坏或事故扩大。而DEH自身仅仅只设计了一个超速保护项目，显然不能满足由于各种危机原因造成的机组停机，同时，汽轮机容量越大，事故的危害也越更大，再者，由于控制设备的升级，汽轮机保护项目越来越多，对保护的要求也越来越高。因此必须装设安全可靠迅速的保护装置—ETS保护系统。通过分析、找出原保护控制方式的不足以及与控制对象的不统一;而提出一种新的ETS控制模式(方式)，使新的控制模式能适应DEH控制系统的要求，更能满足保护的可靠性、快速性和安全性的要求。这就是ETS控制方案设计的主导思想。

二、DEH控制系统

2.1 概述

DEH—汽轮机数字电液控制系统，其英文为Digital Electro-Hydraulic Control System，简称DEH。它由计算机控制部分(DC)和液压机构部分组成，是汽轮机的专用控制系统。淮北发电厂200MW发电机组DEH采用上海新华公司生产的DEH-IIIA汽轮机数字电液控制系统。它改变了原来的200MW机组低压油纯液压控制方式，采用独立的高压抗燃油驱动的纯电调系统。保护系统只保留机械超速部分，将高压调门、中压调门的油动机分别用一个独立的高压油动机驱动。高压主汽门、中压主汽门也分别用一个独立的高压油动机驱动。油动机的位置由DEH精确控制。4个高压调门、4个中压调门的位置，均由DEH根据转速调节、功率调节以及运行方式的要求进行精确控制，从而大大提高了控制精度，实现了阀门管理。

DEH高压油系统通过OPC电磁阀和OPC油路，实现超速保护功能，通过隔膜阀与低压安全油接口，实现低压油遮断时快关。

2.2 OPC控制

当油开关跳闸，或转速超过103%时，立即关高、中压调门，以抑制转速过度上升。当转速达到110%时，DEH发出停机信号，立即关闭高、中压主汽门和调门，达到超速保护功能。

TSI通过硬接线方式将数据显示在DEH的CRT画面上。

2.3危急遮断系统

危急遮断系统由电磁阀组和隔膜阀组成。

(a)电磁阀组件

四只AST电磁阀：在正常运行时，它们是被励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮断母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽阀执行机构活塞下的油压建立起来。当电磁阀失电打开，则总管泄油，导致所有蒸汽阀关闭而使汽机停机。

二只OPC电磁阀：它们是受DEH控制器的OPC部分所控制，布置成并联。正常运行时，该二只电磁阀是常闭的，封闭了OPC总管油液的泄放通道，使调节阀的执行机构活塞下腔能够建立油压。当转速达103%额定转速时，OPC动作信号输出，该二个电磁阀就被励磁(通电)打开，使OPC电磁阀母管油液泄放。这样，相应执行机构上的卸荷阀就快速开启，使调节阀迅速关闭。

二个单向阀：二个单向阀安装在自动危急遮断油路(AST)和超速保护控制油路(OPC)之间，当OPC电磁阀动作，单向阀维持AST的油压，使主汽门保持全开。当转速降到额定转速时，OPC电磁阀关闭，调节阀重新打开，由调节阀来控制转速，使机组维持在额定转速。当AST电磁阀动作，AST油路油压下跌，OPC油路通过二个单向阀，油压也下跌，关闭所有蒸汽进汽阀(主汽门、调门)而停机。

(b)隔膜阀

它连接着润滑油(低压安全油)系统与EH油(高压安全油)系统，其作用是当润滑油系统的压力降到不允许的程度时，可通过EH油系统遮断汽轮机。

机械超速遮断机构和手动超速试验杠杆的单独动作或同时动作，均能使透平油压力降低或消失，因而使压缩弹簧打开阀门把EH危机遮断油排到回油管，将关闭所有的调节阀和主汽阀。

三、ETS系统

ETS即危急遮断控制系统。在危及机组安全的重要参数超过规定值时，通过ETS系统使所有汽门迅速关闭，实现紧急停机。

3.1原保护控制的组成方式

110ZJ为主汽门关闭继电器，当主汽门关闭以后，为防止电磁铁常时间带电而烧坏电磁铁，将确认信号串在关闭回路中，确认信号元件使用行程开关。当行程开关动作后，110ZJ主汽门关闭继电器吸合，其常闭接点断开切断跳机电磁铁电源。

当任一跳机信号出现时，跳机交流接触器CZ动作的同时，跳机中间继电器器25ZJ动作，并启动转换继电器J1，J1的常闭接点切断AST阀的电源(AST动作原理为得电不动，失电动作)泄去EH高压油;当DEH超速动作时，启动转换继电器3ZJ的同时CZ动作，重复上述过程，达到EH高压油和低压油同时切断的目的。当系统恢复正常时，只需按下保护复位按钮，即可实现挂闸。

显然上述保护设计存在如下不足：

1)“互动”即原来的ETS动作回路和DEH有一个硬转换回路，动作时效上存在迟延，不利于保护动作迅速性;

2)“互动”保护动作的可靠性完全取决于继电器可靠性，转换继电器可靠性的高低即误动作率和拒动作率即是“互动”保护动作回路可靠性的指标;

3)EH油系统的OPC转速控制回路当转速达到110%时，DEH立即发出停机信号;而ETS其它跳闸条件满足时动作的对象确需通过低压油切断高压油来达到关闭主汽门;动作的对象不同，时效迟后，控制的方式显然不是最佳;

4)老系统是硬接线方式，保护逻辑关系固定，如要变动，会很麻烦;只能通过更换元器件和接线来实现;

5)别的升级，老的保护系统显然与DEH控制及DCS的控制保护要求存在不协调，如快速性和可靠性等方面就显得力不从心：继电器控制只能达到“秒级”，而电子器件可以达到“毫秒级”、甚至“纳秒级”，显然从保护的角度来说越快越好;同时电子器件的无故障小时数也高于继电器几个数量级，显然也满足保护越可靠越好的要求。这就提出了保护要升级;

6)当有保护跳闸条件未复归时，保护仍处于跳闸状态，投入保护开关即跳机不能避免由于人员精神不集中而造成人为误操作的恶性事件。