案例研究:南通2号电厂超速检测系统的更换

南通2号电力有限公司在老挝运营着一座大型水力发电厂,该厂的四台涡轮机总发电量约为1000兆瓦。每台涡轮机都是能源生产过程中至关重要的组成部分,必须受到保护,以防止超速等不安全运行状况的发生。

超速检测系统作为旋转设备中的专用安全层发挥作用。它持续监测转速,并在超过预设限值时触发停机,从而防止机械损坏和不安全状况的发生。 

挑战:替换 Jaquet T401 超速检测系统

该工厂现有的超速检测系统基于 Jaquet T401 平台。随着时间的推移,该系统已逐渐过时,导致维护和故障排除变得越来越困难。备件供应和系统灵活性均受到限制,从而削弱了系统适应当前运营需求的能力。

由于工厂配置的原因,该项目的复杂性有所增加。四台涡轮机中的每一台都需要配备独立的超速保护系统,并采用2oo3投票结构。此类配置依赖于三个独立的测量通道,以确保可靠的检测和安全的停机行为。

除了技术挑战外,系统替换工作还必须在不影响工厂正常运行的情况下进行。新系统需要与现有的SCADA和EWS环境集成,同时保持对报警、跳闸信号和系统状态的全面可视化。

解决方案:使用 SpeedSys® 200 实现涡轮机超速保护

TriSystems 设计并交付了一套全新的超速检测系统控制面板,以替换现有设备。该解决方案基于 SpeedSys® 200 超速检测系统,项目期间由 Istec 提供硬件及技术支持。

针对每台涡轮机,均采用三个独立的 SpeedSys® 200 模块构建了专用的 2oo3 投票结构。四台涡轮机共计安装了十二个模块。该配置确保只有当三个通道中至少两个检测到超速事件时,才会触发超速跳闸,从而提供了一种稳健且具有容错能力的保护机制。

SpeedSys® 的模块化设计支持可扩展的系统架构,并能实现低影响的改造安装。这使得该系统无需重大改动即可集成到现有基础设施中,同时保持与不同传感器类型和控制系统的兼容性。

多台涡轮机 ODS 改造项目的实施

该项目由 TriSystems 负责实施,该公司承担了新 ODS 面板的工程设计、安装、配置和调试工作。Istec 通过提供 SpeedSys® 200 模块,并在系统设计和验证阶段提供技术指导,为该项目提供了支持。

在安装过程中,每套涡轮机系统均进行了单独配置,包括其投票逻辑、信号处理和跳闸输出。这些系统被集成到现有的SCADA和EWS环境中,以确保全面的运行可视性和控制能力。

系统验证通过结构化的现场验收测试流程进行。通过模拟超速工况,验证了检测逻辑的行为以及涡轮机跳闸信号的正确触发。此类基于模拟的测试至关重要,因为它可以在不使涡轮机暴露于实际超速工况的情况下,实现对系统的全面验证。

关键交付成果

  • 为四台涡轮机设计并交付新型 ODS 面板
  • 供应十二个 SpeedSys® 200 模块
  • 实施四种独立的2oo3投票结构
  • 与现有 SCADA 和 EWS 系统的集成
  • 整个系统的配置、测试和调试

超速检测系统升级成果

 调试完成后,新的超速检测系统已在全部四台汽轮机上全面投入运行。每台汽轮机现均配备基于标准化架构的独立且一致的保护系统。

 现场验收测试已成功完成,证实了在模拟条件下速度检测的准确性以及涡轮机跳闸机制的可靠触发。该系统已获客户验收,未发现重大未决问题,这表明该实施方案满足了所有功能和安全要求。

向模块化系统的过渡提高了可维护性,并便于未来进行修改。所有涡轮机之间的标准化简化了系统管理,并降低了工厂保护基础设施的复杂性。

结论

本项目展示了如何通过结构化且可扩展的方法,对多台涡轮机上的过速检测系统进行更新换代。通过结合 TriSystems 的工程与执行能力、SpeedSys® 200 平台以及 Istec 提供的技术支持,成功实施了一套一致且可靠的保护系统。

最终呈现的是一套可维护且结构清晰的超速保护解决方案,该方案可与现有工厂基础设施集成,并支持安全的长期运行。