一种适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统及其方法

摘要

本发明公开了一种适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统及其方法，包括汽轮机危急遮断装置和APS控制系统，所述汽轮机危急遮断装置，包括四个汽轮机遮断信号继电器，其中，第一汽轮机遮断信号继电器和第二汽轮机遮断信号继电器的常闭接点串接引出，通过接线端子与APS控制系统的开关量输入通道连接，第三汽轮机遮断信号继电器和第四汽轮机遮断信号继电器的常闭接点分别并联于第一汽轮机遮断信号继电器和第二汽轮机遮断信号继电器的常闭接点两端。本发明有效的解决机组APS控制系统中AST动作信号不够或不合理问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统及其方法。

背景技术

国产大型汽轮机组最高自动化控制APS(机组自启停系统)正在国内大力发展实现，ETS 系统(汽轮机紧急跳闸系统)是大型汽轮机组最重要的主保护系统，机组实现APS控制必然 与ETS系统之间有许多关联信号，ETS遮断信号即AST动作信号便是其中之一，同时AST动 作信号也是热工保护及系统间大联锁的最重要信号，因此涉及机组APS控制的ETS系统需要 提供多数量AST动作信号来满足APS控制和大联锁保护要求。通过对大型机组实现APS控制 的汽轮机紧急跳闸系统(ETS)调试，发现AST动作跳闸信号往往存在以下缺陷:

①涉及APS控制的ETS系统设计中PLC未送出AST动作信号无源接点(干接点)。

②涉及APS控制的ETS系统PLC中送出AST动作信号不能代表汽轮机遮断的AST动作 信号，如代表AST1/3动作或AST2/4信号任一动作(在做AST通道试验时，AST1/3动作或 AST2/4动作信号皆会产生)。

③ETS系统中PLC送出的AST动作信号的数量不满足整个机组APS控制方案中的数量需 求。

遇到以上此类AST动作信号问题，为实现机组APS控制功能，通常采用以下方法途径解 决：

①增加ETS控制系统的DO(开关量输出)卡件，重新对ETS控制逻辑方案进行配置修 改后，送出AST动作信号(组态修改为：“AST1/3任一动作”与“AST2/4任一动作”生成AST 动作)给APS控制系统。

不足之处：ETS系统所用的PLC控制逻辑相对固化，需要专业知识较强软件工程师修改 逻辑，重新配置卡件需考虑电源分配等因素，人工和设备成本较高，存在较大制约因素。

②在机组APS控制系统修改逻辑：旁路AST动作信号条件或用其他信号代替AST动作 信号条件。

不足之处：机组APS控制自动化水平较高，AST动作信号在其控制方案中是判断汽轮机 状态和主保护动作的重要信号，将AST动作信号取代，往往需对其他功能组控制级或子组控 制级逻辑进行完善，需要大量仿真试验验证，工作量较大、未知因素较多，结果不太理想。

综上所述，为适应机组APS控制技术的发展，解决汽轮机紧急跳闸系统AST动作信号对 机组APS控制可能造成制约，目前急需一种适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统AST 动作信号的方法。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统及其 方法，本发明将汽轮机危急遮断装置(ETS)的控制AST电磁阀驱动继电器的常闭备用接点， 用导线按“两或一与”的方式连接，生成APS控制系统所需AST动作无源接点信号，有效解决 机组APS控制系统中AST动作信号不够或不合理问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统，包括汽轮机危急遮断装置和APS控制 系统，所述汽轮机危急遮断装置，包括四个汽轮机遮断信号继电器，其中，第一汽轮机遮断 信号继电器和第二汽轮机遮断信号继电器的常闭接点串接引出，通过接线端子与APS控制系 统的开关量输入通道连接，第三汽轮机遮断信号继电器和第四汽轮机遮断信号继电器的常闭 接点分别并联于第一汽轮机遮断信号继电器和第二汽轮机遮断信号继电器的常闭接点两端。

所述四个汽轮机遮断信号继电器的常开接点分别依次连接对应的危急遮断泄油电磁阀。

所述汽轮机危急遮断装置通过备用接线端子将AST动作信号送予APS控制系统接线接口。

所述接线端子包括两个接线端口，其中一个接线端口连接第二汽轮机遮断信号继电器常 闭接点，另一个接线端口连接第一汽轮机遮断信号继电器的常闭接点。

所述第一汽轮机遮断信号继电器的常闭接点的输入端连接第三汽轮机遮断信号继电器常 闭接点的输出端，第一汽轮机遮断信号继电器的常闭接点的输出端连接第三汽轮机遮断信号 继电器常闭接点的输入端。

所述第二汽轮机遮断信号继电器的常闭接点的输入端连接第四汽轮机遮断信号继电器常 闭接点的输出端，第二汽轮机遮断信号继电器的常闭接点的输出端连接第四汽轮机遮断信号 继电器常闭接点的输入端。

一种适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸实验方法，包括以下步骤：

(1)连接汽轮机危急遮断装置和APS控制系统，使四个汽轮机遮断信号继电器两两并 联后再将形成的两个并联支路串联，并将汽轮机遮断信号继电器连接至APS控制系统；

(2)对汽轮机紧急跳闸系统AST动作信号进行试验验证，对汽轮机危急遮断装置进行 挂闸复位，验证APS控制系统的AST动作信号；

(3)依次断开位于同一组的并联支路的两个汽轮机遮断信号继电器的供电，再依次恢 复供电，验证APS控制系统的AST动作信号；

(4)依次断开位于不同并联支路的两个汽轮机遮断信号继电器的供电，再依次恢复供 电，验证APS控制系统的AST动作信号。

所述步骤(1)中，第一汽轮机遮断信号继电器与第三汽轮机遮断信号继电器、第二汽轮 机遮断信号继电器与第四汽轮机遮断信号继电器并联后，第一汽轮机遮断信号继电器与第二 汽轮机遮断信号继电器串联。

所述步骤(3)中，具体包括：

(3-1)断开第一汽轮机遮断信号继电器与第三汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电：

(3-2)恢复第一汽轮机遮断信号继电器与第三汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电；

(3-3)断开第二汽轮机遮断信号继电器与第四汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电；

(3-4)恢复第二汽轮机遮断信号继电器与第四汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电。

所述步骤(4)中，具体包括：

(4-1)断开第一汽轮机遮断信号继电器与第二汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电：

(4-2)恢复第一汽轮机遮断信号继电器与第二汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电；

(4-3)断开第一汽轮机遮断信号继电器与第四汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电；

(4-4)恢复第一汽轮机遮断信号继电器与第四汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电；

(4-5)断开第三汽轮机遮断信号继电器与第二汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电：

(4-6)恢复第三汽轮机遮断信号继电器与第二汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电；

(4-7)断开第三汽轮机遮断信号继电器与第四汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电；

(4-8)恢复第三汽轮机遮断信号继电器与第四汽轮机遮断信号继电器的线圈的电源供电；

本发明的有益效果为：

(1)本发明结合汽轮机危急遮断装置系统(ETS)装置特点和AST动作机理，用导线 进行硬回路的串并接生成AST动作信号，制约因素少、成本低，实现方便易于推广；

(2)本发明产生的AST动作信号，遵从防误动和防拒动设计理念，能确保汽机遮断时 AST电磁阀励磁和AST动作信号产生，可靠性和实时性较高；

(3)本发明能较好满足机组APS控制系统对AST动作信号需求，与APS接口通过原 设计的DI点(开关量输入点)便可实现，适用各种机组的APS控制系统方案；

(4)有效解决机组APS控制系统中AST动作信号不够或不合理问题的有效方法，对机 组APS控制系统的此类问题有较强的针对性，实现方便且经济成本较低、适用性强，对机组 APS系统设计及优化有很强的指导和应用价值。

附图说明

图1为适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统AST动作信号优化方法原理图；

图2为适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统AST动作信号方法实施图；

其中，1为AST1泄油电磁阀驱动继电器的常闭接点；2为AST2泄油电磁阀驱动继电器 的常闭接点；3为AST3泄油电磁阀驱动继电器的常闭接点；4为AST4泄油电磁阀驱动继电 器的常闭接点；5为ETS系统备用接线端子；6为APS系统DI通道；

a-f为触点，L为AST电磁阀的相线电源；N为AST电磁阀的零线电源，AST1为第一危 急遮断泄油电磁阀；AST2为第二危急遮断泄油电磁阀；AST3为第三危急遮断泄油电磁阀； AST4为第四危急遮断泄油电磁阀；继电器1为ETS系统中控制AST1电磁阀励磁或失磁继电 器；继电器2为ETS系统中控制AST2电磁阀励磁或失磁继电器；继电器3为ETS系统中控 制AST3电磁阀励磁或失磁继电器；继电器4为ETS系统中控制AST4电磁阀励磁或失磁继 电器。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供的适用于机组APS控制的汽轮机紧急跳闸系统，将汽轮机危急遮断装置(ETS) 的控制AST-1电磁阀继电器的常闭接点和AST-3电磁阀继电器的常闭接点并接，将汽轮机危 急遮断装置(ETS)的控制AST-2电磁阀继电器的常闭接点和AST-4电磁阀继电器的常闭接 点并接，将控制AST-1电磁阀继电器的常闭接点和控制AST-2电磁阀继电器的常闭接点串接 引出作为AST动作接点信号(无源接点)，送予APS控制系统。

本发明方法系统组成：

a、汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的控制AST1电磁阀驱动继电器备用常闭接点；

b、汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的控制AST3电磁阀驱动继电器备用常闭接点；

c、汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的控制AST2电磁阀驱动继电器备用常闭接点；

d、汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的控制AST4电磁阀驱动继电器备用常闭接点；

e、将汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的控制AST1电磁阀驱动继电器备用常闭接点和 控制AST3电磁阀驱动继电器备用常闭接点并接的导线；

f、将汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的控制AST2电磁阀驱动继电器备用常闭接点和 控制AST4电磁阀驱动继电器备用常闭接点并接的导线；

g、将汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的控制AST1电磁阀驱动继电器相应备用常闭接 点和控制AST2电磁阀驱动继电器相应备用常闭接点串接的导线；

h.汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的2个备用接线端子；

i.控制机组的一键启停(APS)系统平台的分散控制系统(DCS)的DI(开关量输入)测 点通道。

a中ETS系统遮断保护复位时，ETS控制AST1电磁阀驱动继电器带电，AST1电磁阀励 磁，备用常闭接点断开；ETS系统遮断时，ETS控制AST1电磁阀驱动继电器失电，AST1电 磁阀失磁，备用常闭接点闭合。

b中ETS系统遮断保护复位时，ETS控制AST3电磁阀驱动继电器带电，AST3电磁阀励 磁，备用常闭接点断开；ETS系统遮断时，ETS控制AST3电磁阀驱动继电器失电，AST3电 磁阀失磁，备用常闭接点闭合。

c中ETS系统遮断保护复位时，ETS控制AST2电磁阀驱动继电器带电，AST2电磁阀励 磁，备用常闭接点断开；ETS系统遮断时，ETS控制AST2电磁阀驱动继电器失电，AST2电 磁阀失磁，备用常闭接点闭合。

d中ETS系统遮断保护复位时，ETS控制AST4电磁阀驱动继电器带电，AST4电磁阀励 磁，备用常闭接点断开；ETS系统遮断时，ETS控制AST4电磁阀驱动继电器失电，AST4电 磁阀失磁，备用常闭接点闭合。

e中控制AST1电磁阀驱动继电器备用常闭接点和控制AST3电磁阀驱动继电器备用常闭 接点并接的导线规格：截面积1mm²BVR导线满足要求。

f中控制AST2电磁阀驱动继电器备用常闭接点和控制AST4电磁阀驱动继电器备用常闭 接点并接的导线规格：截面积1mm²BVR导线满足要求。

g中控制AST1电磁阀驱动继电器相应备用常闭接点和控制AST2电磁阀驱动继电器相应 备用常闭接点串接的导线规格：截面积1mm²BVR导线满足要求。

h中汽轮机危急遮断装置系统(ETS)的2个备用接线端子将AST动作信号送予APS控 制系统接线接口。

i中DI(开关量输入)测点通道用来采集AST动作信号。

①将ETS控制系统的控制AST危急泄油电磁阀继电器的备用常闭接点(NC)，按图1原 理先并接后串接。

a.将ETS控制系统控制AST1和AST3危急泄油电磁阀继电器(图2中继电器1和继电器 3)的备用常闭接点(NC),用截面积1mm²BVR导线并接(图1中1和3并接)。

b.将ETS控制系统控制AST2和AST4危急泄油电磁阀继电器(图2中继电器2和继电器 4)的备用常闭接点(NC),用截面积1mm²BVR导线并接(图1中2和4并接)。

c.将ETS控制系统控制AST1和AST2危急泄油电磁阀继电器(图2中继电器1和继电器 2)的备用常闭接点(NC),用截面积1mm²BVR导线串接(图1中1和2串接)。

②将AST危急泄油电磁阀继电器的备用常闭接点(NC)先并接后串接接点，用截面积 1mm²BVR导线接至ETS控制备用输出端子(图1中5)，作为AST动作的输出通道。

③将AST动作信号从ETS控制系统通过接线送入APS控制系统(DCS分散控制系统) 开关量输入通道(图1中6)。

④对汽轮机紧急跳闸系统AST动作信号进行试验验证。

a.对ETS控制系统进行挂闸复位。

检查继电器1、2、3、4带电，AST1、AST2、AST3、AST4电磁阀励磁带电，APS控制 系统收到AST动作信号为“False”。

b.断开继电器1和继电器3的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、3失电，继电器2、4带电，AST1、AST3电磁阀失电失磁，AST2、AST4 电磁阀励磁带电，APS控制系统收到AST动作信号为“False”。

c.恢复继电器1和继电器3的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、2、3、4带电，AST1、AST2、AST3、AST4电磁阀励磁带电，APS控制 系统收到AST动作信号为“False”。

d.断开继电器2和继电器4的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器2、4失电，继电器1、3带电，AST2、AST4电磁阀失电失磁，AST1、AST3 电磁阀励磁带电，APS控制系统收到AST动作信号为“False”。

e.恢复继电器2和继电器4的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、2、3、4带电，AST1、AST2、AST3、AST4电磁阀励磁带电，APS控制 系统收到AST动作信号为“False”。

f.断开继电器1和继电器2的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、2失电，继电器3、4带电，AST1、AST2电磁阀失电失磁，AST3、AST4 电磁阀励磁带电，汽轮机跳闸，APS控制系统收到AST动作信号为“True”。

g.恢复继电器1和继电器2的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、2、3、4带电，AST1、AST2、AST3、AST4电磁阀励磁带电，汽机挂闸， APS控制系统收到AST动作信号为“False”。

h.断开继电器1和继电器4的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、4失电，继电器2、3带电，AST1、AST4电磁阀失电失磁，AST2、AST3 电磁阀励磁带电，汽轮机跳闸，APS控制系统收到AST动作信号为“True”。

i.恢复继电器1和继电器4的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、2、3、4带电，AST1、AST2、AST3、AST4电磁阀励磁带电，汽机挂闸， APS控制系统收到AST动作信号为“False”。

j.断开继电器3和继电器2的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器3、2失电，继电器1、4带电，AST3、AST2电磁阀失电失磁，AST1、AST4 电磁阀励磁带电，汽轮机跳闸，APS控制系统收到AST动作信号为“True”。

k.恢复继电器3和继电器2的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、2、3、4带电，AST1、AST2、AST3、AST4电磁阀励磁带电，汽机挂闸， APS控制系统收到AST动作信号为“False”。

l.断开继电器3和继电器4的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器3、4失电，继电器1、2带电，AST3、AST4电磁阀失电失磁，AST1、AST2 电磁阀励磁带电，汽轮机跳闸，APS控制系统收到AST动作信号为“True”。

m.恢复继电器3和继电器4的K线圈的24VDC电源供电。

检查继电器1、2、3、4带电，AST1、AST2、AST3、AST4电磁阀励磁带电，汽机挂闸， APS控制系统收到AST动作信号为“False”。

n.汽轮机打闸，试验完毕。

如图2所示，某机组采用APS控制设计方案，存在ETS控制系统与APS控制系统存在“AST 动作信号接口不对应”问题。

按本发明实施技术方案进行实施，实施过程方法如下：

用截面积1mm²BVR导线将ETS控制系统AST1危急泄油电磁阀继电器端子“e”与AST3 危急泄油电磁阀继电器端子“f”连接。

用截面积1mm²BVR导线将ETS控制系统AST1危急泄油电磁阀继电器端子“f”与AST3 危急泄油电磁阀继电器端子“e”连接。

用截面积1mm²BVR导线将ETS控制系统AST2危急泄油电磁阀继电器端子“e”与AST4 危急泄油电磁阀继电器端子“f”连接。

用截面积1mm²BVR导线将ETS控制系统AST2危急泄油电磁阀继电器端子“f”与AST4 危急泄油电磁阀继电器端子“e”连接。

用截面积1mm²BVR导线将ETS控制系统AST1危急泄油电磁阀继电器端子“f”与AST2 危急泄油电磁阀继电器端子“f”连接。

用截面积1mm²BVR导线分别将ETS控制系统AST1危急泄油电磁阀继电器端子“e”与 AST2危急泄油电磁阀继电器端子“e”连接至ETS输出备用端子D6-25,D6-26上。

将ETS控制系统输出端子D6-25、D6-26的AST动作信号取代原设计信号通过接线回路 送至APS控制系统。

对AST动作信号进行试验验证，确认AST动作信号正确。

ETS控制系统与APS控制系统存在“AST动作信号接口不对应”问题得以解决。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限 制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付 出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。