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  • Woodward 8237-1245
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Woodward 8237-1245 三冗余汽轮机超速保护装置

  • 供电规格:双冗余供电,可选 115/240VAC、125VDC 高压供电 / 24VDC 低压供电测速输入:适配磁阻式 MPU 转速探头,频率测量范围 0~20kHz测量精度:转速测量 0.1%,加速度采样响应10ms操作配置:三路独立 LCD 显示屏 + 15 按键操作面板通信接口:三路隔离 Modbus-RTU,配套三路 4~20mA 转速模拟量输出触点配置:3 路独立跳闸继电器、多路告警无源开关量触点安装方式:机柜舱壁壁挂式安装整机外形尺寸:330mm483mm152mm(13196 英寸)整机净重:约 11.8kg(26 磅)...
  • 产品详情

一、基础信息


完整型号:8237-1245
品牌:Woodward(伍德沃德)
产品系列:ProTech-GII 汽轮机超速安全保护系列
产品类型:三模冗余(2oo3)超速检测保护装置,透平机组专用安全跳闸设备
适配系统:燃气轮机、蒸汽轮机、水轮发电机组、管道压缩机驱动透平机组,作为独立于调速系统的第三道安全防护,实现超速、加速度越限、测速探头故障等工况下紧急遮断机组,满足 SIL3 安全等级设计要求。


产品定位

本装置采用三模块独立 2 取 3 表决冗余架构,三路独立测速通道同步采集磁阻式转速探头(MPU)信号,实时监测机组转速、升速率,当发生超速、加速度异常、单路 / 双路测速回路故障时,通过安全跳闸继电器输出紧急停机指令,独立于调速控制系统,杜绝机组飞车重大安全事故。装置自带三路本地操作显示单元,支持在线单模块检修、不停机回路校验,通过 Modbus 总线将转速、故障、跳闸事件上传至电厂 DCS/SIS 系统,广泛用于火电、水电、煤化工、油气长输管线压缩站透平机组安全系统新建、老旧保护装置技改、故障备件替换场景。


硬件架构

  1. 三路独立冗余测速运算单元(A/B/C 三模块)
    每路搭载独立高速处理器,独立采集 MPU 频率转速信号,转速测量精度 ±0.1%,保护响应时间≤10ms;三路数据独立运算后进入 2oo3 表决逻辑,单路通道故障不触发误跳闸,仅触发就地告警,支持故障模块在线离线检修,大幅提升机组连续运行安全性。
  2. 本地人机操作显示单元
    每路模块配备独立 LCD 液晶显示屏 + 15 键操作面板,可就地设置超速定值、加速度保护阈值、跳闸模式,实时显示机组转速、三路通道状态、故障事件记录,支持手动触发在线回路校验功能,无需外接调试设备即可完成保护定值整定与传动试验。
  3. 三重隔离工业通信单元
    三路独立 Modbus-RTU 通信接口,电气隔离设计,可三路分别接入不同控制系统,实时上传 4-20mA 转速模拟量、通道故障、超速跳闸事件、校验记录,支持远程参数只读 / 权限内参数修改,实现全厂集中安全监控。
  4. 多路安全跳闸与告警输出单元
    配置三组独立非表决式跳闸继电器、多路告警无源触点,可分别接入机组遮断回路、声光报警、DCS 信号采集回路,继电器采用安全型常闭跳闸设计,断线、失电均可触发安全停机,满足电力行业安全回路设计规范。
  5. 宽交直流兼容供电 + 多级 EMC 防护单元
    支持双路宽范围供电:高压型 115/240VAC、125VDC;低压型 24VDC 双冗余供电,内置过压、过流、浪涌、ESD 静电、电源反接多重硬件保护;整机金属密封外壳,PCB 全板三防涂覆,IP56 防护等级,适配控制室高温、粉尘、强电磁谐波干扰工况。
  6. 舱壁式加固安装结构
    一体式铸铝密封箱体,舱壁壁挂安装方式,被动自然散热无风扇设计,抗振动、抗冲击,可适配电站、油田等严苛工业现场长期不间断运行。


安装规格

  • 供电规格:双冗余供电,可选 115/240VAC、125VDC 高压供电 / 24VDC 低压供电
  • 测速输入:适配磁阻式 MPU 转速探头,频率测量范围 0~20kHz
  • 测量精度:转速测量 ±0.1%,加速度采样响应≤10ms
  • 操作配置:三路独立 LCD 显示屏 + 15 按键操作面板
  • 通信接口:三路隔离 Modbus-RTU,配套三路 4~20mA 转速模拟量输出
  • 触点配置:3 路独立跳闸继电器、多路告警无源开关量触点
  • 安装方式:机柜舱壁壁挂式安装
  • 整机外形尺寸:330mm×483mm×152mm(13×19×6 英寸)
  • 整机净重:约 11.8kg(26 磅)
  • 防护等级:整机 IP56
  • 配套硬件:磁阻式转速探头 MPU、双路冗余直流 / 交流电源、屏蔽通信电缆、安全跳闸回路接线、声光报警器
  • 调试工具:Woodward ProTech 调试软件、转速信号模拟器、万用表、绝缘电阻测试仪、防静电手环


配套系统

配套硬件

汽轮机 / 燃气轮机调速控制系统、机组安全遮断 ETS 系统、磁阻测速探头、电厂 DCS/SIS 控制系统、双路冗余操作电源、声光报警装置。

调试软件

Woodward ProTech-GII 组态调试软件,用于保护定值远程配置、跳闸逻辑组态、故障事件导出、在线校验记录归档、固件版本升级。

上位对接系统

电厂 DCS、SIS、SCADA 监控平台,远程采集三路转速实时值、通道故障、超速跳闸、在线试验事件,实现机组安全保护全生命周期监控与事故溯源。

典型应用行业

火电联合循环发电机组、水电厂水轮机组、煤化工自备电站、天然气长输管道压缩站、钢厂余热发电透平机组、海上油气平台动力发电机组。


产品特性

  1. 2oo3 三模冗余安全架构,满足 SIL3 安全等级
    三路硬件完全独立,电源、采集、运算、输出、通信全通道隔离,单路甚至两路通道故障仅告警不误跳机,避免单点故障引发非计划停机,是透平机组最高等级独立安全防护配置。
  2. 支持不停机单通道在线检修校验
    可单独将任意一路模块退出表决逻辑,离线进行回路校验、探头测试、参数修改,剩余两路通道仍保持 2oo3 安全保护运行,无需机组停机即可完成预防性维护,大幅提升设备运维效率。
  3. 本地三屏独立操作,就地安全整定调试
    三路模块独立操作面板,分级密码权限管理,防止非授权人员随意修改超速保护定值,可就地完成保护传动试验、故障查询、参数备份,降低现场调试对上位设备的依赖。
  4. 三重冗余通信 + 模拟量输出,组网可靠性高
    三路独立 Modbus 总线 + 三路 4~20mA 转速变送输出,可分别接入三套监控系统,单路通信断线不影响其余通道数据上传,实现转速信号多重冗余采集。
  5. IP56 全密封工业宽温耐用设计
    工作温度 - 20℃~+60℃,符合 IEC 61000 系列 EMC 工业电磁兼容标准,抗腐蚀、防尘防水,平均无故障运行时间 MTBF≥200000 小时,支持 7×24 小时不间断长期安全值守运行。
  6. 同系列硬件兼容可原位替换
    ProTech-GII 系列同规格舱壁安装机型接线定义、安装尺寸、通信协议统一,更换备件仅需复刻原有保护定值、跳闸逻辑、通信参数即可快速投运,无需改造现场遮断回路与机柜安装结构。


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二、技术规格


2.1 电气性能参数

  • 型号:8237-1245(ProTech-GII 舱壁高压供电三冗余型)
  • 供电方式:双路冗余输入,115/240VAC 47~63Hz、125VDC;可选 24VDC 低压冗余供电
  • 转速采集:MPU 磁阻探头频率输入,测量范围 0~20kHz,精度 ±0.1%
  • 保护响应时间:≤10ms,超速、加速度越限快速跳闸
  • 模拟量输出:三路独立 4~20mA 转速变送输出,负载≤500Ω
  • 通信规格:三路隔离 Modbus-RTU,波特率可选 2400/4800/9600/19200bps,隔离耐压 1500VAC/1min
  • 继电器触点容量:跳闸触点 AC250V/5A、DC250V/5A,常闭安全跳闸回路设计
  • 内置硬件保护:电源双路冗余防失电、过压过流、浪涌防雷、ESD 静电、通信端口短路限流、硬件看门狗故障安全跳闸保护
  • 核心功能:三路转速冗余采集、2oo3 超速 / 加速度越限安全跳闸、单通道在线检修试验、就地参数整定、故障事件循环存储、三重通信数据上传、ETS 遮断回路驱动、安全保护权限锁止。


2.2 机械参数

  • 安装方式:工业机柜舱壁壁挂式密封安装
  • 外壳材质:铸铝一体密封金属壳体,防腐喷涂工艺
  • 操作配置:A/B/C 三路独立 LCD 显示屏 + 15 键薄膜操作面板
  • 接口配置:双路冗余电源端子、三路 MPU 转速输入、三路 Modbus 端子、三路 4~20mA 模拟量端子、跳闸 / 告警继电器端子
  • 外形尺寸:330mm×483mm×152mm
  • 整机重量:11.8kg


2.3 环境耐受参数

  • 正常工作温度:-20℃ ~ +60℃
  • 存储运输温度:-20℃ ~ +65℃
  • 工作环境湿度:5%~95% RH,无凝露、无腐蚀性气体、无导电粉尘
  • 抗振动标准:符合 IEC 60068-2-6 工业设备三轴抗震抗冲击规范


三、核心功能


  1. 三通道 2oo3 表决式超速安全保护
    三路独立采集机组转速、升速率,当任意两路同时触发超速 / 加速度越限定值时,立即驱动安全跳闸继电器动作,切断机组进气、燃料回路,实现紧急停机;单通道异常仅就地 + 远程告警,不触发跳闸,彻底规避误停机风险。
  2. 在线单通道隔离校验与维护功能
    支持将 A/B/C 任意一路模块置为离线检修模式,该通道退出表决逻辑,可单独做转速回路校验、探头校准、保护传动试验,另外两路维持 2oo3 保护运行,机组无需停机即可完成预防性安全校验。
  3. 分级权限参数管理与就地事件存储
    设置管理员、操作员两级密码权限,防止保护定值被误修改;本机循环存储上千条超速动作、通道故障、在线试验、参数修改事件,带精准时间戳,可就地翻阅或通过软件导出,为机组跳闸事故提供溯源依据。
  4. 三重冗余转速数据远程上传
    三路独立 4~20mA 模拟量 + 三路 Modbus 通信同步上传机组实时转速、通道状态、保护动作事件,可分别接入 DCS、SIS、本地 HMI 三套系统,实现转速信号多重冗余监控。
  5. 安全型失电 / 断线跳闸回路设计
    跳闸继电器采用常闭串联安全回路设计,装置失电、接线断线、继电器故障均可触发机组遮断停机,符合电力行业 ETS 安全回路强制设计规范,杜绝保护失效盲区。
  6. 透平机组独立安全保护标配设备
    作为独立于调速系统的第三道安全屏障,广泛用于各类发电机组、压缩机组的安全防护改造、新建项目安全系统配置、老旧超速保护装置备件替换。


四、工作原理


装置接入双路冗余供电后,A、B、C 三路独立模块同步上电自检,分别对电源、转速采集回路、继电器输出、通信接口完成硬件校验,自检无异常后三路模块进入同步转速采集状态,独立采集 MPU 探头频率信号并换算为机组转速值。
三路转速数据实时送入 2oo3 表决逻辑单元,连续对比三路测量数值,实时监测转速、升速率是否超出保护定值;若单路通道转速异常、探头断线,仅触发本通道就地告警并上传故障信号,保护系统继续以另外两路数据执行 2oo3 安全逻辑;当任意两路同时满足超速或加速度越限条件时,三路跳闸继电器同步动作,驱动机组 ETS 遮断回路紧急停机,同时锁存故障类型、动作时间、跳闸时刻三路转速数据,点亮面板故障告警指示灯并通过通信总线上传事件信息。
运维人员可通过单通道离线模式将故障通道退出表决,完成检修、校验后恢复在线运行;故障消除、试验完成后,通过面板权限密码复位告警与事件锁存,装置恢复正常三冗余安全监测模式。


五、应用场景


  1. 火电、水电厂汽轮 / 燃气轮发电机组 ETS 安全系统技改,替换老旧单通道超速保护装置,升级为 SIL3 三冗余安全架构,消除机组飞车安全隐患。
  2. 煤化工、天然气长输管线压缩站驱动透平安全防护改造,实现压缩机组超速紧急遮断,保障管网系统设备与人员安全。
  3. 钢厂、垃圾焚烧余热发电机组安全系统预防性备件储备,用于原 ProTech-GII 系列保护装置通道故障、面板失灵、通信异常的原位紧急替换。
  4. 海上油气平台、自备电站新建动力机组安全控制系统配套部署,依托 IP56 防护、宽温抗振动特性适配偏远恶劣场站运行环境。
  5. 机组年度预防性安全试验,依托在线不停机校验功能完成转速回路、跳闸传动试验,缩短机组检修停机时长。

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