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【摘要】常规发电厂中，汽轮机控制有DEH，监视有TSI，危急遮断保护有ETS同三个系统，本文分别介绍了三个系统的功能、结构和三个系统中如何实现对汽轮机的控制和保护。并通过电厂现场实际情况说明三个系统间的关联。
【关键词】DEH控制 汽轮机监视TSI ETS
一 、引言
汽轮机作为电厂三大主机之一，对电厂运行的重要性可想而知。如何更好的更精准的控制汽轮机的启停和运行，引入了数字电液控制系统（DEH）。为了更好的监视汽轮机本体的运行状态，安装了汽轮机监测保护系统（TSI）。危急遮断系统（ETS）的出现更好的保护了汽轮机的安全运行。
二、DEH系统的功能
数字电液控制系统（简称DEH）是控制汽轮发电机组的实时控制系统，是机组启停、运行和防止事故发生的重要手段。DEH控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的转速和功率，从而满足电厂供电的要求。
如广州某电厂的DEH系统，采用的是东方自控公司开发的TD6000系统。当机组运行时，TD6000采集现场信号经逻辑及数字运算后输出控制信号，通过功率放大器输出到DDV阀，控制CV调节阀油动机，从而去控制机组转速以及电负荷。其主要控制如下：
1、转速调节
2、机组并网后，TD6000控制系统便切到功率控制回路，转速调节回路便不起作用。在此回路下有两种调节方式：
2.1 功率反馈及主汽压力反馈不投入。
2.2 负荷反馈投入
2.3 主汽压力反馈投入
3、主汽压力低保护控制（TPC）
4、机组甩负荷控制
5、自同期并网调节
TD6000控制系统的主要功能有：
1、并网前，可根据机组状态（冷态、温态、热态）自动选择升速曲线。其中暖机点、暖机时间、临界转速区若与实际情况不符，运行司机可根据实际情况修改。DEH控制机组按照升速曲线自动升速到3000r/min；
2、能与自动准同期装置接口，自动调速，实现快速并网；
3、并网后，在负荷反馈投入的情况下根据需要设置目标功率和负荷率，控制负荷的增减；在主汽压力反馈投入的情况下根据需要设置目标主汽压力和负荷率，控制负荷的增减；在负荷反馈及主汽压力反馈不投入的情况下，根据需要设置目标阀位和负荷率，控制调节阀进行增减负荷。
4、具有主汽压力低保护功能（TPC功能）；
5、可用DEH进行超速试验，并记录最大转速；
6、具有功率限制功能，限制机组的实际功率在某一范围之内；
7、根据电网要求，参加一次调频；
8、对机组重要参数、DEH调节参数、DEH操作及异常和故障进行显示，对超限参数等进行报警，并可记录查询历史数据。
三、TSI系统的功能
TSI系统即汽轮机监测系统，TSI的卡件接收现场测量信号，现场信号和设定值比较，达到报警和危险动作值至ETS系统。一般的机组都会对汽轮机有比较多的监视参数，如：轴向位移、胀差、超速、零转速、键相、偏心、轴振、盖振、热膨胀。
而广州某电厂使用的TSI系统是成都东能自控公司自主开发的DF2000系统。本DF2000系统包括两块电源（DF2000/01）、一块转速监视器（DF2012）、一块轴位移监视器（DF2002）、一块胀差监视器（DF2022）、两块盖振监视器（DF2052）、一块行程监视器（DF2032）、三块超速保护监测器（DF2018）。
四、ETS系统的功能
ETS装置即汽轮机危急遮断系统，接受来自TSI系统及汽轮机组其它系统来的报警或停机信号进行逻辑处理，输出指示灯报警信号或汽轮机遮断信号。为了使用方便，运行更可靠，ETS采用了双冗余PLC进行逻辑处理，双PLC同时工作，任一动作均可跳机，当任一台故障时PLC发出本机故障报警信号并自动切断此机逻辑输出，由另一机正常工作，并有故障逻辑输出。
广州某电厂使用的ETS装置是由Modicon公司的TSX系列PLC。其主要的保护有：汽机超速停机、凝汽器真空低停机、润滑油压低停机、发电机故障停机、轴向位移大停机、胀差大停机、手动停机、DEH停机、轴瓦温度高停机、安全油压低停机、盖振超限停机。
五、DEH、TSI和ETS对机组的保护
作为汽轮机本体的主要系统，DEH、TSI、ETS并不是独立工作的，三者中的关联是由硬接线实现。以下我们以广州某电厂的DEH、TSI和ETS系统作为例子说明三者间的关联。
首先我们要先明白当汽轮机出现异常情况时，如超速、轴向位移过大时，机组的保护是如何实现的。事实上，所有的保护最终的结果的都是作用在汽轮机的保安油系统上。机组的油系统上总共有9个电磁阀：汽机挂闸电磁阀（1YV）、汽机遮断电磁阀（2YV）、1#喷油电磁阀（3BYV）、2#喷油电磁阀（3AYV）、前移杠杆电磁阀（4YV）、后移杠杆电磁阀（5YV）、MSV试验电磁阀（6YV）、MSV遮断电磁阀（7YV）、CV超速限制电磁阀（8YV），正常运行的时候，全部9个电磁阀不带电。当汽轮机保护动作时（电气保护），接收电气停机信号，遮断电磁阀带电（2YV）动作后，泄掉危急遮断器滑阀下腔室油压，使危急遮断器滑阀掉闸，进而泄掉调节系统保安油，快速关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进汽，这就是汽轮机的保护动作的原理。
那DEH是如何实际汽轮机保护的呢？它又与ETS的保护有一些电气回路上的驱别。当DEH逻辑里满足DEH停机条件时，输出停机信号至机柜的继电器，而后遮断电磁阀（2YV）通电作用于汽轮机的油路系统，使汽轮机的主汽门遮断，汽轮机停止运行。不同于DEH的是， ETS系统是接收TSI和DEH，包括DCS和一些现场信号，由PLC作出逻辑判断后，输出ETS停机信号至DEH机柜，使JR3、JR4、JR5继电器动作后2YV、6YV、7YV带电作用于汽轮机的油路系统，使汽轮机遮断。下面是以ETS接收TSI、DEH，包括DCS和一些现场信号来源来阐述如何对保护汽轮机： 汽机超速停机、轴向位移大停机、胀差大停机、盖振超限停机是由TSI系统对应的超速卡、轴向位移卡、胀差卡、盖振卡输出开关量信号到ETS。首要的是TSI系统组态好保护动作值后，如超速卡的保护动作值是3300r/min，轴向位移的保护动作值是-0.8mm或1.0mm，胀差的保护动作值是-1.2mm或3.2mm，盖振的保护动作值是0.08mm，每个卡件接收的现场信号与保护值比较，超过保护值后对应的卡件和通道会输出一个开关量信号到ETS，由ETS作逻辑判断。汽机超速是三取二逻辑，即三块超速卡中任二路有开关量输出至ETS，ETS显示汽机超速；轴向位移为二路信号，任一超限后会输出开关量信号至ETS，ETS显轴向位移大；胀差是单路信号，当胀差超限后输出开关量信号至ETS，ETS显示胀差大；盖振总共有四路信号，任一超限后会输出开关量信号至ETS，ETS显盖振大；当ETS接收到TSI来的超限信号，ETS逻辑判断是否符合跳机条件，符合条件后ETS有二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
凝汽器真空低停机（动作值是-61kpa）、润滑油压低停机（动作值小于等于0.039MPa）、安全油压低停机（动作值小于等于1.2MPa）是由现场安装的压力开关动作后触点闭合输出开关量信号到ETS系统。凝汽器真空低停机、润滑油压低停机、安全油压低停机都是三取二的逻辑，ETS逻辑判断是否符合跳机条件，符合条件后ETS有二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
发电机故障停机、手动停机是外部信号输出至ETS系统。发电机故障停机是由电气给出发电机故障停机信号后输入到ETS系统；手动停机是由运行司机同时按下操作台上的一对手动停机按钮，二路手动停机信号输入到ETS系统。ETS接收信号后，逻辑判断是否符合跳机条件，符合条件后ETS有二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
DEH停机是由DEH系统逻辑判断，当满足逻辑条件时，DEH判断停机并输出一个DEH停机信号至ETS，再由ETS 二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
轴瓦温度高停机是ETS系统与DCS系统相联系的，由DCS系统上对轴瓦温度作逻辑判断，当任一推力轴瓦和支持瓦温度高于100℃时，DCS输出一路硬接线开关量至ETS，由ETS作逻辑判断，再由ETS 二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
六、结束语
汽轮机是电厂运行的重中之重，如果汽轮机因为DEH、TSI或者ETS故障，汽轮机就有可能出现重大故障，因此DEH、TSI和ETS的稳定性很重要。作为电厂热控专业人员，很有必要每天巡视三个系统的运行状态，且每次停机时必须要做保护动作试验，确保所有逻辑各回路正常。
【关键词】DEH控制 汽轮机监视TSI ETS
一 、引言
汽轮机作为电厂三大主机之一，对电厂运行的重要性可想而知。如何更好的更精准的控制汽轮机的启停和运行，引入了数字电液控制系统（DEH）。为了更好的监视汽轮机本体的运行状态，安装了汽轮机监测保护系统（TSI）。危急遮断系统（ETS）的出现更好的保护了汽轮机的安全运行。
二、DEH系统的功能
数字电液控制系统（简称DEH）是控制汽轮发电机组的实时控制系统，是机组启停、运行和防止事故发生的重要手段。DEH控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的转速和功率，从而满足电厂供电的要求。
如广州某电厂的DEH系统，采用的是东方自控公司开发的TD6000系统。当机组运行时，TD6000采集现场信号经逻辑及数字运算后输出控制信号，通过功率放大器输出到DDV阀，控制CV调节阀油动机，从而去控制机组转速以及电负荷。其主要控制如下：
1、转速调节
2、机组并网后，TD6000控制系统便切到功率控制回路，转速调节回路便不起作用。在此回路下有两种调节方式：
2.1 功率反馈及主汽压力反馈不投入。
2.2 负荷反馈投入
2.3 主汽压力反馈投入
3、主汽压力低保护控制（TPC）
4、机组甩负荷控制
5、自同期并网调节
TD6000控制系统的主要功能有：
1、并网前，可根据机组状态（冷态、温态、热态）自动选择升速曲线。其中暖机点、暖机时间、临界转速区若与实际情况不符，运行司机可根据实际情况修改。DEH控制机组按照升速曲线自动升速到3000r/min；
2、能与自动准同期装置接口，自动调速，实现快速并网；
3、并网后，在负荷反馈投入的情况下根据需要设置目标功率和负荷率，控制负荷的增减；在主汽压力反馈投入的情况下根据需要设置目标主汽压力和负荷率，控制负荷的增减；在负荷反馈及主汽压力反馈不投入的情况下，根据需要设置目标阀位和负荷率，控制调节阀进行增减负荷。
4、具有主汽压力低保护功能（TPC功能）；
5、可用DEH进行超速试验，并记录最大转速；
6、具有功率限制功能，限制机组的实际功率在某一范围之内；
7、根据电网要求，参加一次调频；
8、对机组重要参数、DEH调节参数、DEH操作及异常和故障进行显示，对超限参数等进行报警，并可记录查询历史数据。
三、TSI系统的功能
TSI系统即汽轮机监测系统，TSI的卡件接收现场测量信号，现场信号和设定值比较，达到报警和危险动作值至ETS系统。一般的机组都会对汽轮机有比较多的监视参数，如：轴向位移、胀差、超速、零转速、键相、偏心、轴振、盖振、热膨胀。
而广州某电厂使用的TSI系统是成都东能自控公司自主开发的DF2000系统。本DF2000系统包括两块电源（DF2000/01）、一块转速监视器（DF2012）、一块轴位移监视器（DF2002）、一块胀差监视器（DF2022）、两块盖振监视器（DF2052）、一块行程监视器（DF2032）、三块超速保护监测器（DF2018）。
四、ETS系统的功能
ETS装置即汽轮机危急遮断系统，接受来自TSI系统及汽轮机组其它系统来的报警或停机信号进行逻辑处理，输出指示灯报警信号或汽轮机遮断信号。为了使用方便，运行更可靠，ETS采用了双冗余PLC进行逻辑处理，双PLC同时工作，任一动作均可跳机，当任一台故障时PLC发出本机故障报警信号并自动切断此机逻辑输出，由另一机正常工作，并有故障逻辑输出。
广州某电厂使用的ETS装置是由Modicon公司的TSX系列PLC。其主要的保护有：汽机超速停机、凝汽器真空低停机、润滑油压低停机、发电机故障停机、轴向位移大停机、胀差大停机、手动停机、DEH停机、轴瓦温度高停机、安全油压低停机、盖振超限停机。
五、DEH、TSI和ETS对机组的保护
作为汽轮机本体的主要系统，DEH、TSI、ETS并不是独立工作的，三者中的关联是由硬接线实现。以下我们以广州某电厂的DEH、TSI和ETS系统作为例子说明三者间的关联。
首先我们要先明白当汽轮机出现异常情况时，如超速、轴向位移过大时，机组的保护是如何实现的。事实上，所有的保护最终的结果的都是作用在汽轮机的保安油系统上。机组的油系统上总共有9个电磁阀：汽机挂闸电磁阀（1YV）、汽机遮断电磁阀（2YV）、1#喷油电磁阀（3BYV）、2#喷油电磁阀（3AYV）、前移杠杆电磁阀（4YV）、后移杠杆电磁阀（5YV）、MSV试验电磁阀（6YV）、MSV遮断电磁阀（7YV）、CV超速限制电磁阀（8YV），正常运行的时候，全部9个电磁阀不带电。当汽轮机保护动作时（电气保护），接收电气停机信号，遮断电磁阀带电（2YV）动作后，泄掉危急遮断器滑阀下腔室油压，使危急遮断器滑阀掉闸，进而泄掉调节系统保安油，快速关闭各主汽、调节阀门，遮断机组进汽，这就是汽轮机的保护动作的原理。
那DEH是如何实际汽轮机保护的呢？它又与ETS的保护有一些电气回路上的驱别。当DEH逻辑里满足DEH停机条件时，输出停机信号至机柜的继电器，而后遮断电磁阀（2YV）通电作用于汽轮机的油路系统，使汽轮机的主汽门遮断，汽轮机停止运行。不同于DEH的是， ETS系统是接收TSI和DEH，包括DCS和一些现场信号，由PLC作出逻辑判断后，输出ETS停机信号至DEH机柜，使JR3、JR4、JR5继电器动作后2YV、6YV、7YV带电作用于汽轮机的油路系统，使汽轮机遮断。下面是以ETS接收TSI、DEH，包括DCS和一些现场信号来源来阐述如何对保护汽轮机： 汽机超速停机、轴向位移大停机、胀差大停机、盖振超限停机是由TSI系统对应的超速卡、轴向位移卡、胀差卡、盖振卡输出开关量信号到ETS。首要的是TSI系统组态好保护动作值后，如超速卡的保护动作值是3300r/min，轴向位移的保护动作值是-0.8mm或1.0mm，胀差的保护动作值是-1.2mm或3.2mm，盖振的保护动作值是0.08mm，每个卡件接收的现场信号与保护值比较，超过保护值后对应的卡件和通道会输出一个开关量信号到ETS，由ETS作逻辑判断。汽机超速是三取二逻辑，即三块超速卡中任二路有开关量输出至ETS，ETS显示汽机超速；轴向位移为二路信号，任一超限后会输出开关量信号至ETS，ETS显轴向位移大；胀差是单路信号，当胀差超限后输出开关量信号至ETS，ETS显示胀差大；盖振总共有四路信号，任一超限后会输出开关量信号至ETS，ETS显盖振大；当ETS接收到TSI来的超限信号，ETS逻辑判断是否符合跳机条件，符合条件后ETS有二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
凝汽器真空低停机（动作值是-61kpa）、润滑油压低停机（动作值小于等于0.039MPa）、安全油压低停机（动作值小于等于1.2MPa）是由现场安装的压力开关动作后触点闭合输出开关量信号到ETS系统。凝汽器真空低停机、润滑油压低停机、安全油压低停机都是三取二的逻辑，ETS逻辑判断是否符合跳机条件，符合条件后ETS有二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
发电机故障停机、手动停机是外部信号输出至ETS系统。发电机故障停机是由电气给出发电机故障停机信号后输入到ETS系统；手动停机是由运行司机同时按下操作台上的一对手动停机按钮，二路手动停机信号输入到ETS系统。ETS接收信号后，逻辑判断是否符合跳机条件，符合条件后ETS有二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
DEH停机是由DEH系统逻辑判断，当满足逻辑条件时，DEH判断停机并输出一个DEH停机信号至ETS，再由ETS 二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
轴瓦温度高停机是ETS系统与DCS系统相联系的，由DCS系统上对轴瓦温度作逻辑判断，当任一推力轴瓦和支持瓦温度高于100℃时，DCS输出一路硬接线开关量至ETS，由ETS作逻辑判断，再由ETS 二路硬接线回路输出至DEH机柜的继电器，对应的JR3、JR4、JR5继电器带电动作后2YV、6YV、7YV带电，汽轮机遮断。
六、结束语
汽轮机是电厂运行的重中之重，如果汽轮机因为DEH、TSI或者ETS故障，汽轮机就有可能出现重大故障，因此DEH、TSI和ETS的稳定性很重要。作为电厂热控专业人员，很有必要每天巡视三个系统的运行状态，且每次停机时必须要做保护动作试验，确保所有逻辑各回路正常。