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1、汽轮机紧急跳闸系统(ETS),系统简介,江阴众和电力仪表有限公司,双路供电、无扰切换,硬件冗余、模块结构,操作直观、扩展简易,保护投退、用户自选,停机跳闸、判别首出,系统特点,汽轮机紧急跳闸系统是以可编程控制器（PLC）为核心组成的紧急跳闸系统,简称ETS 。 ETS 系统是用PLC 代替继电器、由程序处理控制代替硬接线、I/O 电平可与外部装置相连接以及结构易于扩展的工业检测、保护、控制设备。 系统仅通过电脑现场修改程序，不必变动硬件，就可方便灵活实现改变逻辑控制功能等技术要求。利用PLC系统可编程的特点代替了大量继电器的连接线，大大减少故障点。满足现代工业大型旋转机械（汽轮发电机组）的保护
2、要求。 。,概 述,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),概述,系统功能,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 装置的运行，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。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。每一项停机信号均有两个互为冗余的DO（干接点）输出。每一停机回路均具有在线试验功能，在线试验时，满足跳闸保护条件时系统仍能完成停机保护功能。系统设有通道状态指示及系统故障报警输出。 系统接受两路AC220V/50HZ 的电源，两路电源互为备用，并且在ETS系统中完成两路电源的自动切换。任一路电源故障ETS 系统
3、都输出报警信号。电源失电故障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。 系统检测跳闸请求信号，并对正确的跳闸请求信号作出快速响应，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。,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),概述,系统指标,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),概述, I/O 点数：由用户按需要确定； 工作电源：AC220V +10% -15% 、50Hz1Hz ，功率1.5kw/ 相； 开关量工作电压：DC 15 30V； 输入阻抗：2.5k 输入ON/OFF 响应时间：1ms max; 输出ON/OFF 响应时间：1ms ma
4、x; 工作环境：温度：0 40相对湿度：40 90大气压力： 86kpa 106kpa控制室中，不允许存在强烈的机械震 动和强磁场；,机柜标准,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),概述,系统柜尺寸：2000800600 、2100800600 、2200800600 、 2360800600；2000800800 、2100800800 、 2200800800 、2360800800 等； 柜外操作盘尺寸：390（8 位）600（13 位）360100 置于柜内操作盘尺寸：680450 色标：RAL7032、 RAL7035等； 供用户选择,主逻辑柜,CPU 组件 I/O 组件 接触器组件 交流电
5、源组件 直流电源组件,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,结 构,西门子PLC为例,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,图例：,ETS 装置 由一个主逻辑控制柜 和一块手动操作盘构成， 控制柜中有交流电源组 件、直流电源组件、 PLC 组件、接触器组件 以及位于控制柜背面的 输入输出端子,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,柜内硬件布置,图2-1 主逻辑控制柜硬件结构,CPU 组件,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,CPU 组件安装在机柜正面上部，它是控制系统的核心部分， 完成现场控制中除实时数据输入 / 输出外的各项工作。CPU 单元上带有MPI 和PROFIBUS-DP 接口，用以程序录
6、入和总线接口模块进行通信。,CPU,I/O 组件,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,I/O 模块是完成与现场信号的连接、对输入信号进行的采集与转换、对输出信号进行处理的智能单元。,I/O模块,冗余组件,接触器组件,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,接触器组件位于主逻辑控制柜的正面中间部分，由西门子接触器OMRON中间继电器组成，实现了控制输出与现场的隔离交换作用。,接触器,中继,交流电源组件,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,交流电源组件由空气开关，电源滤波器和接触器构成。主要为SITOP 电源模块提供输入电压，同时也负责两路交流电源的内部切换，驱动磁力断路油门电磁铁。,断路器,隔离变压
7、器,滤波器,直流电源组件,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,由西门子SITOP 电源、开关电源模块和电源切换模块组成。为CPU 及接口模块和功率驱动提供冗余的24V 稳定电源。,直流切换 模块,开关电源,SITOP电源,操作盘,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,电源指示 停机复位 手动停机 停机指示 投切允许 在线试验,操作盘面板上的电源指示灯除了作为电源指示外，还作为系统的故障指示。 系统正常工作时指示灯常亮；系统发生故障时，指示灯闪烁，提醒运行人员注 意。当指示灯闪烁时故障原因是： 1.两路交流供电电源中有一路供电异常或断电； 2.两CPU 之间通信异常； 3.与接口模块之间通信异常。
8、,盘面功能介绍,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),结构,应用实例：,当系统检测到“轴向位移超”停机电信号，操作盘上的停机指示灯亮（首出停机时，指示灯闪烁），与“轴向位移超”对应的中间继电器吸合，输出“轴向位移超”停机电信号到DSC 和SOE 。如果“停机允许”在“投”状态，则停机接触器吸合，汽轮机停机。在检测到“主汽门关闭”信号后延时6 秒，停机接触器断开。系统将保持此状态，直到按下“停机复位”按钮。,如果“停机允许”在“切”状态，则停机接触器不做任何反应。系统将保持此状态，直到按下“停机复位”按钮。当按下操作盘上的“轴向位移超”试验按钮，操作盘上停机指示灯亮（首出停机时，指示灯闪烁），如果“停机
9、允许”在“投”状态，与“轴向位移超”对应的中间继电器吸合，输出“轴向位移超”停机电信号到DSC 和SOE 。当检测到现场实际的“轴向位移超”停机电信号，不影响KM1 接触器的正确反应。如果“停机允许”在“切”状态，则与“轴向位移超”对应的中间继电器不做任何反应。,停机保护,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),信号,信 号,保护功能在保护投退开关投入后生效：,汽轮机超速保护功能：当汽机转速超过停机值时（约3360 3420r/min ）停机。（可具有三取二功能）。 轴向位移大保护功能：当轴向位移超过停机值时（1.2 1.4 ）, 停机。 润滑油压低保护功能：当润滑油压低时（0.02Mpa）, 停机。（
10、可具有三取二功能）。 凝汽器真空低保护功能：当凝汽器真空低时（0.06Mpa）, 停机（可具有三取二功能）。 支持轴承回油温度保护功能：当汽轮发电机组支持轴承温度高时（75 ），停机。 推力轴承回油温度保护功能：当汽轮发电机组推力轴承温度高时（75 ），停机。 胀差大保护功能：当转子与汽缸的胀差过大时（1mm 或3 mm ）停机。 发电机主保护。 MFT （锅炉保护信号）。 手动停机 ：等,电缆分类,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),信号,现场信号大致分为模拟量信号、开关量信号与数据通讯信号,模拟量信号包括模拟量输入和模拟量输出信号。此类信号应使 用屏蔽电缆连接，信号电缆芯的截面应1mm2。,开关
11、量信号包括开关量输入和开关量输出信号。低电平的开关 信号应使用屏蔽电缆连接，信号电缆截面应11mm2；而高电平（或大电流）的开关量的输入输出信号可用一般控制电缆连接， 但应与模拟量信号、低电平开关信号分开，单独走电缆槽。,数据通讯信号电缆要求同低电平开关信号。,强弱电信号不能占用同一电缆。,电源接入,如图所示，由输出端子将220VAC转接至正面的空气开关。为保证系统正常工作，外接电源电缆的横截面积不少于2.5mm2，接线时正确区分L，N线。,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),概述,信号线连接,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),信号,信号电缆走线图,现场信号电缆通过机柜底端地板下的进线孔进入机柜走线槽。
12、将信号电缆从右至左走线，分别连至相应的I/O 板。要求信号电缆走线整齐美观、绑扎固定并安装走线槽。,接地敷设,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),信号,开关量的输入输出信号电缆应敷设在带盖的电缆槽中，电缆槽道及盖板应保证良好接地。 单根信号电缆应穿在钢制电缆管中敷设，电缆管要保证良好接地。 电缆屏蔽层宜选用铜带屏蔽或铝箔屏蔽。 屏蔽接地的原则为一端接地，屏蔽接地有两种方式： 1在传输模拟信号、脉冲频率信号时，若信号源没有接地，屏蔽电缆应在控制室一侧接地。 . 当信号源本身接地时，屏蔽电缆应在现场信号源一侧接地。,系统接地,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),信号,主逻辑控制柜屏蔽地接线,主逻辑控制柜保护地
13、接线,电缆接地,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),信号,接地电阻小于4欧姆,屏蔽电缆接线方式,工作流程,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),组态,组 态,西门子PLC为例,信号输入回路 PLC工作回路 信号输出回路 执行回路,EETS工作原理,硬件组态,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),组态,西门子PLC为例,PLC组态配制,冗余处理,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),组态,西门子PLC为例,CPU主备判断 工作流程,故障诊断,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),组态,西门子PLC为例,PLC故障处理流程,保护逻辑,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),组态,西门子PLC为例,PLC保护处理流程,现场停机保护信号调试,汽轮机
14、紧急跳闸系统(ETS),调试,调 试,1.现场开关量停机保护信号通过端子短接给定。（接入端子号在原理图上） 2.信号传送到输入信号转换模块上，输入信号转换模块上与信号相对应的 信号指示灯点亮。（如为首出保护停机信号，指示灯闪烁）。 3.通过输入信号转换模块信号转换成两路相同的信号传送到两组PLC工作 站的输入输出模块上,输入输出模块上与信号相对应的输入地址状态灯 点亮。 4.经过CPU内部外理，输出两路相同的信号到输入输出模块上。输入输出 模块上的相对应的输出地址状态灯点亮。 5.两路信号通过输入输出模块传送到信号输出转换模块上转换成一路信号。 输出转换模块上与信号相对应的指示灯点亮。 6.信
15、号通过输出转换模块传送到操作盘上。操作盘上与现场信号相对应的停 机指示灯点亮。（如为首出保护停机信号，指示灯闪烁）。,投切允许开关投入,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),调试,1.投切信号传送到输入信号转换模块上，输入信号转换模块上与投入信号相 对应的指示灯点亮。 2.投切信号通过输入信号转换模块转换成两路相同的信号传送到两组PLC工 作站的输入输出模块上，输入输出模块上与信号相对应的输入地址状灯 点亮。,外部联络信号,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),调试,两路信号通过输出转换模块转换成一路信号去驱动继电器，与信号相对 应的继电器受电动作。继电器辅助触点受电闭合，传送两路干接点信号到相 应的端子。（
16、端子号在原理图上）,输出,停机驱动,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),调试,停机继电器的辅助触点闭合，驱动相对应的停机接触器。相对应的停机 接触器受电动作。接触器的主触点受电闭合，输出电源到端子。,自动断电,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),调试,ETS系统停机电磁阀动作，主汽门关闭信号进来后，延时六秒，自动断开电磁阀电源。,手动停机,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),调试,2.操作盘手动停机,1.外接手动停机保护,停机继电器的辅助触点闭合驱动停机接触器,接触器受 电动作。,系统故障,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),维护,维 护,系统常见故障有三方面：一是从现场来的信号本身有问题；一是到现场去的控制信号有问
17、题；一是主逻辑控制柜内硬件损坏。我们只有对症下药，才能抓住主要矛盾，达到迅速排除故障的目的。,现场信号的问题，一般是信号连线出现问题，信号线松动、脱落、传输过程中接地及传输过程中受干扰影响超出PLC可以接受的干扰范围等等,控制信号的问题，信号线松动、脱落、传输过程中接地都可以导致现场不工作。,模块的插件板与总线底板插接不严密； PLC与I/O模块连接数据线插接不严密； 机柜内现场电源、控制信号输出有误； 硬件本身坏。,主逻辑控制柜的问题,供电与接地系统常见故障,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),维护,一连线接头问题： 连接头没有采用压焊或焊接不好造成虚焊； 热循环使接头松动； 螺栓连接点因振动引起松动； 连接点因腐蚀而接触不良。,二电源连线问题：没有连线（火、地、零几项中，其 中一项 没接）；错误连线（火线与零线反接，地线与零线反 接，地线与零线多点短接）。 三电源质量问题：设备连线质量（各连接头松动）；技术指标（电压、频 率等）超过规定要求。 四线质量问题：电源线线阻抗增大和绝缘层不好。 五地极问题：地极电阻增大，地极同地网断开。 六环境问题：电源线特别是地线布线不合理，同产生强磁场干扰的电线和 设备相隔太近。,汽轮机紧急跳闸系统(ETS),谢 谢!,