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汽轮机手动紧急停机按钮打闸

回路优化改造

翟 真

摘要：ETS系统是机组重要的保护控制装置，由于哈汽早期设计的打闸回路集成于ETS系统当中，已不能满足现有规定要求。本文主要是根据现有回路存在的问题，结合机组实际情况对手动打闸回路提出优化改造实施措施。

关键字：ETS系统；手动打闸；二十五项反措；独立可靠

 

1、引言

汽轮机手动打闸回路是机组紧急时刻重要的保护控制装置，它的准确可靠关系到整个机组的安全稳定运行，是机侧非常重要的保护措施。由于哈汽提供的手动打闸回路集成于ETS系统当中，一旦ETS系统中的控制PLC出现故障时会造成手动打闸回路失效，机组将失去重要的保护措施严重威胁机组的安全运行。因此根据打闸回路现有情况与问题，对现有回路进行优化改造。

 

2、优化方案实施背景

根据2014年印发的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》关于热工保护失灵的9.4.8项规定汽轮机紧急跳闸系统跳机继电器应设计为失电动作，硬手操设备本身要有防止误操作、动作不可靠的措施。手动停机保护应具有独立于分散控制系统(或可编程逻辑控制器PLC) 装置的硬跳闸控制回路。而北海电厂的手动打闸回路不能满足规定要求。

现阶段北海电厂手动打闸保护回路，是通过安装在集控室操作台上的两个手动打闸按钮串联后分别送入两组并列运行的PLC进行逻辑判断，输出信号驱动跳闸电磁阀（A路PLC驱动1、3 AST电磁阀，B路PLC驱动2、4 AST电磁阀，如图1、如图2所示）。手动停机信号进入ETS，并非是通过硬接线实现停机的。该信号和其他保护信号一样，送入PLC进行逻辑判断后才由PLC的DO5卡件输出驱动电磁阀。因此，一旦ETS系统的PLC死机或是DO卡件内部输出模块故障触点无法断开，都将引起紧急停机按钮失效的可能，将会造成严重的事故。

根据以上情况，现将对#1、#2机手动打闸回路进行优化，使其控制回路能满足《二十五项反措》要求，以此提高机组运行的安全性。

图1：现阶段手动停机回路

图2：EH油路控制原理

3、方案设计和方案选择

3.1 方案设计

 

方案1：

 通过与哈尔滨汽轮机自动控制有限公司和使用同类型ETS系统的电厂沟通了解。设计手动停机回路方案1，计划是在现有的手动停机回路基础上，将手动停机按钮1常闭触点与ETS机柜中的AST1电磁阀、AST3电磁阀的直流电源回路串联，手动停机按钮2常闭触点与ETS机柜中的AST2电磁阀、AST4电磁阀的直流电源回路串联。通过这两个停机按钮来实现对AST电磁阀的动力电源的控制，从而达到手动停机的目的。（如图3所示）。

图3：手动停机回路优化方案1

方案1将AST电磁阀的动力电源串接到手动停机按钮常闭触点当中，但由于要保留原有的手动停机控制回路（ETS提供24DCV电源），这就造成220DCV和24DCV在同一按钮当中。当多层按钮绝缘不好（当地气候潮湿容易造成电气短路）或是检修结束后接错导线时容易造成220DCV电源串入24DCV电源回路中，将会造成ETS系统的PLC通道、卡件故障或是ETS系统电源损坏等事故，将对汽轮机安全稳定运行造成隐患。同时220DCV直流电源引入操作员站盘柜后也会对日后盘柜紧急按钮控制回路的检修造成不便。但该方案控制原理简单，可靠性较高且方案实施过程简易。

               

 

 

          方案2

 结合方案1存在的问题和优点进一步对方案进行优化改进。现将手动停机回路设计为将手动停机按钮1常闭触点与ETS机柜中的AST1继电器、AST3继电器的控制电源串联，手动停机按钮2常闭触点与ETS机柜中的AST2继电器、AST4继电器的控制电源串联。通过这两个停机按钮来控制AST1继电器、AST2继电器、AST3继电器、AST4继电器控制电源，从而使得动力电源回路中的4个继电器触点断开（AST1、AST2、AST3、AST4）切断电磁阀的动力电源从而实现了手动停机（如图4所示）。

图4：手动停机回路优化方案2

通过对方案1的手动停机控制回路的改进优化，避免了强电弱电同时存在造成故障的风险，大大提高了手动停机回路的可靠性。同时也可进一步完善控制回路报警信号。

 

 

 

3.2 项目方案选择确定与具体实施

方案2改进了方案1 的不足，同时也拥有方案1控制简单可靠性高的优点。因此选择方案2为本次手动停机回路优化方案，并且也会对汽轮机的手动停机报警信号与具体接线方式进行完善。

由于保留了原有的手动停机回路，原有的SOE报警信号“汽轮机手动打闸”是通过ETS系统的DO输出卡件输出。重新设计控制回路后报警信息已不能准确反应当前信息，现计划在机侧SOE卡件增加新的报警信号（SC5机柜中的23HT12卡件的备用通道）用信号导线与手动停机按钮1、手动停机按钮2的常开触点串接（如图5所示）并更名为“汽轮机手动打闸”。原有回路中的SOE报警信号更名为“ETS手动打闸”用以区分信号的输出类别。同时优化DHE至ETS的跳机输出逻辑。将DEH中的“AST油压低”16YT01,B22\B23信号（DEH逻辑中有该信号的逻辑判断，但未接线向外输出）引入ETS系统的备用输入通道“远控1”中，用于ETS系统对汽轮机AST油压的监视保护。

在操作台内部对打闸按钮1增加两对常闭触点模块，而后将手动停机按钮1的两个常闭触点模块串联后再与AST1、AST3电磁阀继电器控制回路串联（手动停机按钮2也做同样操作与AST2、AST4电磁阀继电器控制回路串联），将两对常闭触点串联再与控制回路串联，是为防止单个常闭触点与控制回路串联后，常闭触点出现拒动导致继电器控制电源无法断开的情况。两对串联的常闭触点在继电器控制回路中只要一对触点断开都能使继电器失电，从而达到AST电磁阀动作目的，确保打闸回路的可靠性。虽然增加触点数量后会出现勿动的情况，但由于机组手动打闸回路的特殊性（手动停机按钮1控制AST1、AST3电磁阀，手动停机按钮2控制AST2、AST4电磁阀），一旦出现触点勿动情况也只会引起单个控制回路失电，不会引起整个打闸回路勿动的情况，确保打闸回路的可靠性。

图5：SOE报警信号

4、实施步骤

① 停机后开好工作票，做好断电措施。

② 铺设2根100米ZR-KVVP 4*1.0控制电缆从#1机ETS机柜至#1机操作员盘柜。铺设1根100米ZR-KVVP 4*1.0控制电缆从#1机SC523号机柜至#1机操作员盘柜。铺设1根10米ZR-KVVP 4*1.0控制电缆从#1机DEH16号机柜至#1机ETS盘柜内。

③ 接线调试。

④ 模拟实验，并作好记录。

⑤ 签字验收。

 

5、总结

通过此次手动停机回路升级优化，不仅让该控制回路满足《防止电力生产事故的二十五项重点要求》关于热工保护失灵的9.4.8项规定要求，同时也让优化后的手动打闸回路更加安全可靠，确保机组安全稳定运行。

来源：热控青春岁月