【E16a323型与E16a342型超速保护系统的比较】

德国BRAUN 公司是专业生产转速、频率测量仪表的厂家，生产的转速测量装置有单通道、双通道和三通道等多种，目前在国内已有使用的有单通道的D421型和三通道的E16 BRAUN323、E16 BRAUN342等型号。

本文对E16BRAUN323型和E16 BRAUN342型电子超速保护系统作简要介绍及对比。

1超速保护系统组成

1.1 BRAUN323型

BRAUN323型电子超速保护系统的逻辑设计基础是失电跳机，它由A、B、C三块相互冗余而独立的测速模块E1655负责测监汽轮机转速，一块负责监控所有测速模块E1655和本身工作状态的测试模块E1696以及安装在汽轮机大轴测速齿轮盘支架上的三只非接触式的A5S霍尔效应转速传感器组成（图1）。

图1 BRAUN323型超速保护装置的组成

1. 测速模块E1655前面板的布置：

⑴ LED显示屏——显示实际转速和测试时输入的转速，单位：转/分（rpm），并能以代码的形式显示各种故障种类。

⑵ LED显示灯——用四只LED灯分别显示SP1和SP2的工作状态。汽轮机超速SP1动作，LED1灯亮；不超速，LED2灯亮；转速超过低速SP2，LED3灯亮；转速未超过SP2，LED4灯亮。

2. 测试模块E1696用四只LED灯显示E1696的工作状态。

LED1灯亮，表示正在测试A测速模块；LED2灯亮表示正在测试B测速模块；LED3灯亮，表示正在测试C测速模块；LED4灯亮，E1696测试模块处于“自动巡检”状态。

每块E1655和E1696模块在正常运行时都可以带电插拔。

1.2 BRAUN342型

BRAUN342型电子超速保护系统的逻辑设计基础是失电跳机，A、B、C三块相互冗余而独立的测速模块E1667组成3个转速测控以及外部跳机控制通道。一个测试接口E1691处理Trip-Line测试信号及测试模块与控制系统之间的跳机状态信号。E1667、E1691与安装在汽轮机大轴测速齿轮盘支架上的三只非接触式的A5S霍尔效应转速传感器共同组成braun342型电子超速保护系统（图2）。

图2 BRAUN342型超速保护装置的组成

2 超速保护系统功能

2.1 BRAUN323型

三个转速通道独立地测量并显示机组转速。每个E1655测速模块不仅接收本通道的测速信号，而且接收其他两个通道的信号。E1696监视模块持续地检查三个通道信号的数值。如果某通道的测量值同时与其他两通道数值有明显偏差，则认定该通道传感器故障，任何一个故障均发出报警信号（输出至控制系统）。

图3 测速模块跳机输出接线图

转速信号经由超速装置内部信号分析处理。当转速值超过设定限制时由测速模块E1655输出跳机信号（TRA_A、TRA_B、TRA_C），接线图见图3。上述跳机信号与外部继电器回路串联组成外置式“三取二”硬跳机回路，进而控制电磁阀组的得失电，硬回路接线图见图4。外部继电器回路设置有复位功能（按钮及远传），接线原理图见图5。

图4 三取二硬回路接线图

图5 硬回路复位功能接线原理图

该超速系统包含一个独立的数字信号发生器，用以模拟转速信号，在机组运行时， E1696自检模块按照恒定的时间间隔定期对E1655模块发出超速跳（大于跳机转速）、低速不跳（小于跳机转速）及强制跳机三组信号，以保证测速模块的正常、可靠运行。测试结果由超速装置的状态及外部继电器回路的状态共同决定。

除此之外，每次启机时DEH自启停程序亦会对超速保护系统进行应答测试。

2.2 BRAUN342型

与BRAUN323型超速装置相同或相似的是，系统包括3个冗余配置的测速模块E1667，每个测速模块都接收3路转速传感器的输入信号并计算对应的转速值，根据其直接接入的传感器（主传感器）测量值或3路传感器的平均值，并配合各有关参数设置，进而实现其它控制功能；都是基于加速度测量原理的超速报警功能；均可对转速传感器进行在线监控；各模块均显示转速测量值和故障信息；均可监控低转速并及时发现传感器安装缺陷；启机时DEH自启停程序亦会对超速保护系统进行应答测试；工艺参数均可由前面板键盘设定（可加密）或由RS232-接口以及PROFIBUS接口设定。

图6.1 E16a342系统功能框图1

跳机回路配置方面，BRAUN342型超速装置没有采用323型卡件输出串联外部“三取二”硬继电器回路的配置，而是将核心的“三取二”继电器回路集成在超速装置内部，每个TRIP-LINE跳机回路均采用3取2逻辑控制技术，原理图详见图6.1和图6.2。结合超速装置跳机信号接线图（图7）、电磁阀冗余供电回路接线图（图8）以及复位功能接线图（图9）并对比图3、图4和图5，可以明显看出系统整体结构变得精简，故障点减少，安全性及可靠性提高。

图6.2 E16a342系统功能框图2

除此之外，控制系统中包含针对BRAUN342型超速装置的测试逻辑，运行人员可在控制系统画面上定期对超速装置进行应答测试。

图7 超速装置跳机信号接线图

图8电磁阀冗余供电回路接线图

图9 复位功能接线图

●自测试功能

针对BRAUN342型超速装置，需要说明是，其依然具有自检功能（自测试）。该自测试功能仅仅是对卡件硬件本身做以测试，并不对跳机回路进行功能验证。若硬件出现故障，系统输出报警信号，控制系统的“三取二”软逻辑依然可能触发，导致控制系统跳机。该自测试执行周期为每2小时。自测试进行时，屏幕显示信息为“SELF”。测速模块自测试只能逐一进行，以防系统误跳机。

自测试包括如下过程：

1. CPU RAM-Test

2. CPUEEPROM-Test

3. CPU Command（指令）-Test

4. CPU Register（内存）-Test

5. 票选器信号输入测试

如果自测试发现问题，则该通道进入跳机状态。

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