600mw机组汽轮机tps保护系统改造

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1、600MW机组汽轮机TPS保护系统改造摘要：汽轮发电机组TPS（汽轮机保护系统）是汽轮机安全保护的一个重要部分，其工作状态的好坏直接决定着机组运行的安全性。我们亦为原系统的不稳定性付出了代价。我们将TPSTU02端子板升级为TPSTU12端子板，并在回路中引入冗余和容错逻辑后，经各项试验，TPS保护动作正常，各项技术指标满足机组安全稳定运行的要求，可以克服原TPS存在的误动隐患。本文就此次改造的原因、改造方案及改造效果进行阐述。关键词：TPS；升级；改造1、现状分析湘潭电厂600MW机组DCS采用的是ABB公司SYMHPONY系统，其DEH的汽轮机跳闸保护主要通过TPS实现，TPS是TURBI

2、NEPROTECTIONSYSTEM（汽轮机保护系统）的英文缩写。TPS主要由3块TPS02模件及以电缆连接的一个TPSTU02端子组成。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。这套汽轮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。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DCS控制系统进行通讯。TPS的超速保护功能有：超速限制保护，汽轮机跳闸低压遮断，汽轮机跳闸高压遮断，功率不平衡保护。6由于TPSTU02的固有缺陷，在使用中出现过使机组主保护误动事件，严重影响到我厂600MW机组的安全经济运行。2009年11月，#3机正

3、常运行中，DEH的OPC保护动作，使调门关闭、连锁关闭各段抽汽、使给泵跳闸，最终导致停炉停机。设备部、控制部和湖南电力试研院的专家共同分析后认为：由于未查到OPC动作的任何触发条件及OPC动作记录，端子板上继电器和外部继电器的误动将是导致停机的最大可能原因。TPSTU02端子板的供电回路也存在设计缺陷，曾出现过一路输入信号接地导致整块端子板I/O信号失电的事件。TPSTU02端子板所有就地I/O信号共用一个电源保险，当一个信号出现接地或短路故障时，电源保险熔断，使端子板上由内部供电的就地I/O信号失去电源，机组主要保护失效，极大危胁机组安全。以上事件均与TPS端子板直接相关，该型号端子板已成为

4、一颗定时炸弹，随时对机组运行构成威胁。2、解决方案与措施经与ABB公司协商，拟将TPSTU02端子板升级为TPSTU12端子板。与电科院相关专家交换意见后，最终形成如下方案。采用TPSTU12端子板，每路外部信号都有各自的电源保险，信号总电源由PCU柜电源引入，通过各电源保险后分配到对应的就地I/O回路。由端子板供电的就地I/O回路包括：汽机已挂闸、发电机已并网、中压缸排汽压力、汽轮机转速、发电机功率。新的电源分配回路消除了原来所有就地I/O信号共用一个电源保险带来的安全隐患，当发生任何一路就地I/O信号故障或接地时，支路中较小容量的保险熔断，对总电源和其他信号不产生影响，体现了风险分散的原则

5、。6在至ETS的跳闸回路中，取消原DCS主模件BRC300从TRO04端子板输出的跳闸及负荷不平衡部分，只保留TPSTU12端子板本身保护回路，主模件BRC300的输出通过TPSTU12端子板实现。避免了原BRC300输出端子板的继电器故障导致保护误动的可能。OPC（超速限制）三取二保护回路接线原理如右图所示：将OPC继电器1常闭接点TB4-1/2与OPC继电器2常闭接点TB5-1/2并联。然后再与BRC300驱动的两个外部OPC继电器形成“三取二”动作逻辑。OPC继电器1常闭接点TB4-3/4与OPC继电器2常闭接点TB5-3/4并联，送至SOE产生事故记录。OPC能在无需汽机跳闸的情况下，

6、以超速保护遮断集成块关闭高压调阀及中压调阀来避免机组转速进一步上升。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）。DEH至ETS跳闸出口接线原理：TRIP继电器1常闭接点TB12-1/2与EHC继电器1常闭接点TB6-1/2串联，TRIP继电器2常闭接点TB13-1/2与EHC继电器2常闭接点TB7-1/2串联，这两路并联形成“ETS停机1”信号后送至ETS。同时该路“ETS停机1”信号与“DEH失电”至ETS的保护信号“ETS停机2”并联

7、。ETS停机1由端子板上四个跳闸输出继电器按串并结构连接，极大的降低误动率，降低继电器故障时发生保护误动的可能性。TRIP继电器2常闭接点TB13-3/4与EHC继电器4常闭接点TB9-1/2并联后送至DCS产生SOE事故记录。TRIP继电器动作后，将打开高压遮断集成块的4个电磁阀，快速泄放高压遮断母管的油压，关闭汽轮机的所有进汽阀。TRIP继电器动作6条件为汽轮机实际转速超过预定值，该值一般为额