ETS汽机保护系统冗余硬件设计

摘 要 ：本文针对采用PLC控制方式实现汽轮机紧急跳闸系统ETS,为提高对系统的工作可靠性,提出设计思路与方案.在保护控制系统中,系统本身的可靠性往往决定着整个机组运行的可靠性,系统的任一个部件出现问题都不应该影响整个系统的正常运行.

关 键 词 ：ETS 冗余 双机热备 保护系统 可靠性

中图分类号：TK2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0162-01

1.前言

为了保证大型汽轮机的安全稳定运行,必须对其各重要参数进行监视,而这些参数超限时,就要通过人为的措施或自动装置使汽轮机跳闸,关闭所有汽门,避免事故的发生和扩大,这套装置就是ETS----Emergency Trip System,即汽轮机紧急跳闸系统,该系统设计的可靠性直接关系到汽轮机的安全稳定运行.

2.硬件设计

控制单元由两套配置相同的PLC组成的冗余系统.CPU、通讯模块、I/O模块、输入输出继电器、跳闸接触器、系统电源、控制电源都是冗余配置的.保护系统输入信号在ETS系统输入端子排处被分成两路信号,分别进入两个独立的输入隔离继电器,这两个输入继电器分别把信号连接到两套独立的PLC的DI模块中.

下图是两路交流输入220V电源冗余切换电路原理图,两套系统共同接受电气提供的两路总电源（如图1）.

为了提高汽机保护系统得可靠性,提供手动紧急停机控制回路,硬件跳闸自保持电路.在集控操作台和ETS机柜上各设置了两个紧急停机按钮,在两个按钮同时按下的时候,触发硬件跳闸回路,直接关闭AST跳闸电磁阀实现硬件跳闸.硬件跳闸回路独立于PLC控制系统.

跳闸回路如图2所示：

在跳闸回路中,采用常闭点控制方式（上图是没电时的初始状态）.控制回路中有三处电路可以控制紧急停机,跳闸继电器是PLC 逻辑控制输出,两处停机按钮作为紧急停机时手动跳闸使用.上位机触摸屏有两个独立的ControlNet网络接口,可以连接到两台PLC的冗余ControlNet网络上.网络拓扑图见图3：

3.结语

目前通辽盛发热电有限责任公司的ETS汽机保护系统按照上述的设计进行了成功的改造,是国内首家采用“双CPU双总线双电源双I/O双隔离的冗余配置”设计的保护系统,大大提高了保护系统的安全性,值得同行业借鉴.