汽轮机保护系统

Electronic Technology Systems, Inc.

The International Center of Excellence for Solutions to Turbine Control

TURBINE PROTECTION SYSTEM-TPS

汽轮机保护系统

TURBINE PROTECTION MODULE(TPS02)

汽轮机保护模件

TERMINATION UNIT(TPSTU02)

端子单元

目录

1.0 绪论

1.1 概述

1.2 液压超速保护系统

1.3 转速探头应用

1.4 模件规范

1.5端子单元规范

2.0 模件功能说明

2.1 概述

2.2 方块图

2.3 面板陈列

2.4 超速保护(OSP)

2.5 高压遮断保护(EHC)

2.6 低压遮断汽机跳闸(TRIP)

2.7 在线试验

2.8 机械超速试验

2.9 高压遮断超速试验

2.10 功率不平衡

3.0 终端单元功能说明

3.1 概述

3.2 保护继电器逻辑及操作

图表

表1 模件规范

表2 终端单元规范

表3 状态LED显示

表4 端子单元保护继电器实表

插图

图 1 TPS应用实例

图 2 典形汽机保护系统

图 3 集成块液压油路

图 4 模件方块图

图 5 模件面板陈列

图 6端子单元输入／输出

1.0 绪论

1.1 概述

汽机保护系统(TPS)由三块TPS02模件及以电缆连接的一个 TPSTU02端子单元组成。所有与电子超速保护有关之功能皆由模件及端子单元监测和完成。这些保护功能是独立于控制系统的数据总线和多功能处理器的。这套汽机保护系统采用三冗余输入方式、三选二保护逻辑及在线试验的能力以提高可靠性。三项保护功能都有四个继电器输出至液压集成块，如配合采用ETSI公司的双重二选一逻辑设计可在线试验液压集成块。TPS模件利用模件板上的处理器及存贮器以处理输入数据，控制输出及与Infi90 开放控制系统进行通讯。这模件提供以下超速保护功能:

▪超速保护(OSP):

在无需启动汽机跳闸的情况下，以超速保护遮断集成块关闭高压调阀及中压调阀来控制超速。此功能由两个条件启动:

▪(1)汽轮机转速超过超速保护OSP设定值(一般为额定转速的103％)。

▪(2)汽轮机功率超过一最低设定值时发电机油开关开启。此动作不受汽轮机实际转速影向而是为预期的超速可能作预备。

▪汽机跳闸低压遮断保护(TRIP):

取代或与原厂家配置的电动汽机跳闸(一般为汽机控制油油路中的一电磁卸荷阀)并行操作以快速关闭汽机所有的阀门。此项保护启动转速一般设定为额定转速的110％。

▪高压遮断保护(EHC):

与低压遮断配合操作。激励高压遮断集成块以泄掉所有阀门油动机油压。启动转速设定与低压遮断设定值一样。

▪功率不平衡保护 (PLI):

以功率(电负荷输出)及中压缸排汽压力(机械功量输入)作比较以决定是否有不平衡情况出现。当汽机机械功量输入超出电负荷输出达一设定量时将显示汽机有超速可能并会短暂关闭中压调阀。

TPS模件通过扩展总线把汽机转速、功率、中压缸排汽压力、功率不平衡量加上汽机跳闸及油开关状态等讯号传至多功能处理器。在正常操作下模件的面板会就地显示汽机转速、功率、功率不平衡及模件状态等资料。在模件组态时面板会显示组态参数。面板上的按钮可作改变组态参数之用。

每一块模件独立计算汽机转速及产生跳机讯号。最后的输出由终端单元以三选二逻辑决定。所有数字输出都配有中介断电器。终端单元利用其内置电路把从三块模件送来的模拟转速讯号作三取中处理后输出取中讯号。

以下图1举列出一以TPS系统作汽机保护的基本Infi90 汽机控制系统。所有现场输入／输出信号连接到与模件交换信号的终端单元。模件与有关的多功能处理器是通过扩展总线进行通讯。其他多功能处理器可通过控制总线取得数据。

当汽机保护系统与ETSI汽机控制系统结合时，超速保护功能是独立于控制系统的数据总线及多功能处理器。即便在概率极微的发生冗余处理器及数据总线故障的情况下，TPS模件仍能保存汽机保护的功能。利用终端单元上的模拟输出信号可以随时监视汽机的转速。假若多功能处理器发生故障，操作员仍能使用ETSI公司汽机控制系统内的液压伺服模件的紧急手动功能去维持汽机控制。

对没有以Infi90硬件为基础的汽机控制系统，可以用一个装有三个TPS 模件的模件安装单元及相连的终端单元组合成一套独立的汽机超速保护系统。在模件安装单元内的模件旁可安装电源模件(如需要可用冗余电源模件)。跳机设定值及其他参数可从模件面板输人至模件。除了不能作跳闸遮断功能试验及输出汽机转速的模拟信号外，这组合提供像与Infi90硬件为基础之汽机控制系统配合的TPS系统同样的超速保护功能及转速显示。陈列面板提供功率，功率不平衡及汽机转速的就地显示。如在系统组合上加上多功能处理器则可拥有此说明书上提及的各项功能。

图1 TPS 应用实例

Communication Highway –通讯总线

Operator Interface –操作员接口

NIS/NPM Communication Modules –通讯模件

Controlway –控制总线

MFP –多功能处理器

Other Modules –其他模件

Expander Bus –扩展总线

Hydraulic Servo Module –液压伺服模件

TPS02 Module –汽机保护模件