数字电液控制系统的比较解析

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1、 华能汕头电厂600MW机组与 华能海门电厂1000MW机组 数字电液控制系统的比较 卢奕川 2008-7-20 内 容 v概 况 v控制系统原理相同 v控制系统配置不同 vDEH控制系统主要的功能相同 vDEH控制系统主要不相同的功能 数字电液控制系统的比较 1 、华能汕头电厂600MW机组系哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 设计生产的CLN600-24.2/566/566超临界一次中间再热、高中压合 缸、单轴三缸四排汽凝汽式汽轮发电机组。 华能汕头电厂600MW汽轮机采用高压主汽门方式冲转，转速达 到2900RPM时切换到高压调门控制升速、带负荷。每台机组配有 两个高压主汽门（TV）、四个高压调

2、门（GV）、两个中压主汽门 （RSV）和四个中压调门（IV）。 机组启动运行方式： 定滑定运行，高压缸启动 负荷性质： 带基本负荷，可调峰运行 周波变化范围：48.550.5Hz 机组额定出力：600MW 主汽阀前额定蒸汽压力：24.2MPa（a） 主汽阀前额定蒸汽温度：566 华能汕头电厂600MW汽轮机调节系统配备了哈尔滨汽轮机控制 工程有限公司成套的高压抗燃油型数字电液调节系统（简称DEH） ，其电子设备采用了上海西屋控制系统有限公司的OVATION系统 ，液压系统采用了高压抗燃油EH装置。 概 况 2 、华能海门电厂1000MW机组系东 方 汽 轮 机 厂设计生产的 N1000-25.

3、0/600/600-1超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排 汽、单背压凝汽式。 华能海门电厂1000MW汽轮机采用高压调门方式冲转，高压调 门控制升速、带负荷。每台机组配有四个高压主汽门（TV）、四个 高压调门（GV）、两个中压主汽门（RSV）和两个中压调门（IV ）。 机组启动运行方式： 定滑定运行，高压缸启动 负荷性质： 带基本负荷 周波变化范围： 48.550.5Hz 机组额定出力：1000MW 主汽阀前额定蒸汽压力：25.0MPa（a） 主汽阀前额定蒸汽温度：600 华能海门电厂1000MW汽轮机调节系统配备了日本HITASS的高 压抗燃油型数字电液调节系统（简称DEH），其电子设备

4、采用了 HITASS公司的H-5000M系统，液压系统采用了高压抗燃油EH装置 。 概 况 华能海门电厂1000MW机组与华能汕头电厂 600MW机组DEH控制系统的控制系统原理基本相同，它 们主要目的都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。 机组在启动和正常运行过程中，DEH接收CCS指令 或操作人员通过人机接口所发出的增、减指令，采集汽轮 机发电机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号， 进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀， 改变调节阀的开度，以控制机组的运行。 机组在升速过程中（即机组没有并网），DEH通过 加速度控制回路和速度控制回路来控制机组升转速

5、，直到 实际转速和目标转速相等为止。当DEH接收到同期指令时 ，实际转速在额定转速附近根据同期增、同期减指令进行 摇摆，直到并网为止。 控制系统原理相同 机组并网以后，可以通过手动设定阀位指令来进行升负荷 ，到达一定负荷后可以通过投入CCS方式来控制负荷增、减， 也可以通过手动设定阀位指令来进行增、减负荷。 DEH具有阀门活动试验功能。当有一个CV阀活动试验进行 时，通过主蒸汽补偿器产生负荷补偿信号指令，控制其它CV阀 门的开度，使实际负荷在CV阀活动期间基本保持不变。 机组跳闸时，置阀门开度给定信号一负偏置信号，关闭所 有阀门。 DEH控制系统设有阀位限制、快卸负荷、汽机保护、一次 调频等多

6、种功能。 DEH控制系统设有CCS协调控制、ATS自启动、自动控制 、手动控制等运行方式。 DEH进入ATS控制方式时，根据热应力计算结果，自动设 定目标，选择合适的升速率或负荷率对机组进行全自动控制。 控制系统原理相同 控制系统原理相同 控制系统框架图 控制系统配置不同 v一）、华能海门电厂DEH的控制系统的配置 v 华能海门电厂DEH的控制系统采用日本日立公 司最新开发成功的具有世界先进水平的H-5000M系 统。H-5000M系统采用的是当今世界上较为先进的 分布式控制系统的先进技术。本系统采用日立公司 生产的标准机柜。 vDEH（含ETS）控制系统硬件配置主要由以下几部 分组成： va

7、) 标准机柜； vb) 电源分配系统； vc) H-5000M模板； vd) OIS操作员接口站； ve) EWS工程师站； vf) 通讯接口装置。 v vPD6000电源 vPD6000电源装置输入、输出部分采用模块化结 构（输入模块2种、输出模块4种），系列化产品 （输出有+5V、12V、15V、+24V、+48V）， （1单元=1输入模块+输出模块，最大输出功率为 600W，最大有7个输出），可向计算机控制装置 和一般设备提供直流电源，是晶体管开关式的模 块化直流稳压电源装置。 vH-5000M标准机柜 v 本系统采用日立公司生产的标准机柜。 v在5个机柜中分别装有1#柜装有电源、EHG

8、系统 的模板、HITASS系统的模板、MODBUS模板、 继电保护回路、ETS系统的模板、RTB模板等。 华能海门电厂DEH的控制系统的配置 v操作员接口站OIS v操作员接口站是一个重要的人机接口， 通过它操作人员可参与整个控制过程， 并修改相应的控制策略，并可对控制过 程和参数进行监视和记录。 v工程师工作站EWS v EWS是专用于工程师设计、组态、 调试、监视系统的工具。EWS以个人计 算机为基础，配有系统开发标准软件和 一些可由用户选择的软件。 华能海门电厂DEH的控制系统的配置 v 系统软件 v 日立H5000M控制系统的软件是一套适应过程控制专 门开发的软件，该软件使用方便，易于

9、调试，使用户能 进一步开发系统。系统软件包含以下几部分： v OIS站应用软件； v EWS站应用软件； v 系统通讯软件。 v OIS站应用软件 v OIS站应用软件是为了方便电厂工程师等没有软件开 发经验的人员而专门开发的系统应用软件，该软件方便 易学、容易掌握。该软件能完成以下工作： v 数据库组态； v 性能计算组态； v CRT操作端组态； v CRT画面组态； v 报表组态； v 趋势组态等。 华能海门电厂DEH的控制系统的配置 vEWS站应用软件 v EWS站应用软件是为了方便电厂工程师等没 有软件开发经验的人员而专门 v开发的系统应用软件，该软件方便易学、容易掌 握。该软件能完

10、成以下工作： v对PCU、模件等进行组态； v运用图形组态工具（宏命令）对控制策略进行组 态； v历史数据、趋势组态； v文件管理、日常功能管理等。 v系统通讯软件 v系统通讯软件是为了使OIS站、EWS站与DEH控 制器之间通讯以及DEH v与DCS之间通讯而开发的系统软件。 华能海门电厂DEH的控制系统的配置 华能海门电厂DEH系统结构图 华能汕头电厂DEH控制系统的配置 v 华能汕头电厂DEH的控制系统硬件采用了上海 西屋控制系统有限公司的OVATION系统。 v 华能汕头电厂DEH系统由三个控制柜 (DPU41/91、DPU42/92、继电器柜);一套Ovation 工程师/高性能工具

11、库工作站；一套Ovation操作员 工作站组成。 v Ovation控制器建立在开放的工业标准基础之上 ，是最有效的工业过程控制器。由于在系统心脏配 有英特尔奔腾处理器，Ovation 控制器能使发展极 为迅速的微处理技术容易地结合进系统中。Ovation 控制器执行简单或复杂地调节和顺序控制策略，能 实现数据获取功能，可以与网络及I/O子系统连接。 标准化地PC 结构和相应地PCI/ISA总线接口使控制 器可以与其他标准PC产品连接和运行。 v Ovation 工作站提供现代化过程控制系统所 要求的可靠性、高性能和灵活性，基于UNIX的 工作站与Ovation 网络安全匹配，最大容量可达 2

12、00000点。所以操作遵循Ovation安全系统规则 。 v Ovation 工程师/高性能工具库工作站具有以 下功能:高性能工具库服务器、系统软件服务器 、高性能工具数据库、高性能工具库、操作员功 能、各种工程师功能等。 v Ovation操作员工作站具有以下功能：过程图 监视与操作、报警管理、趋势显示、测点信息/ 测点检查、操作员事件报告等。 v 工程师站、操作员站的工作环境为带有 Solaris操作系统的SUN 工作站 华能汕头电厂DEH控制系统的配置 华能汕头电厂DEH系统结构图 DEH控制系统主要的功能相同 v华能海门电厂1000MW机组与华能汕头电厂 600MW机组汽轮机启动方式相

13、同,均为高压缸 启动方式。DEH控制系统主要相同的功能有： v1 、 挂闸功能相同 v汽机挂闸以前，满足“所有阀关”、“汽机已跳闸” 条件，此时，由DEH输出挂闸指令，使复位阀 组件电磁阀带电，建立保安油，低压部分挂闸 完成。DEH发出挂闸指令同时使主遮断电磁阀 带电，高压安全油建立，高压部分挂闸完成。 v2、 转速控制功能相同 v 在汽轮发电机组并网前，DEH为转速闭环调节 系统。转速控制器计算产生阀门的流量指令，该指 令通过阀门流量曲线分配以产生每一CV及ICV的开 度指令。高压缸启动时，中压调门一开始就接近全 开，依靠高调门进行转速调节。（汕电2900后用高调） v 比例加积分控制器用以

14、实现转速加速度控制， 通过比较设定升速率与实际升速率来完成，当实际 转速接近目标转速时，目标转速与实际转速之间的 偏差变小，这个小偏差信号被小选器选中，实际上 相当于目标升速率逐渐变小，结果使实际转速控制 在目标转速上。 DEH控制系统主要的功能相同 v3 摩擦检查功能相同 v 当实际转速达到200r/min时，操作CRT上的 “ALL VALVE CLOSE”按钮，汽机转速逐渐下降， 进行摩擦检查，完后再设定相应的升速率及目标转 速，机组重新升速。 v4 并网功能相同 v 机组并网前，当DEH接收到自同期投入信号时 ，汽轮机转速根据同期增减信号在3000r/min附近 摇摆，当满足同期条件时

15、，油开关闭合，机组并网 加初负荷。 v5. 负荷控制功能相同 v 油开关合闸以后，机组自动加初负荷直到实际负 荷升到2%为止。此后，可通过设定阀位指令继续 升负荷，到达一定负荷之后可投入CCS控制，也可 通过设定阀位指令进行增、减负荷。 DEH控制系统主要的功能相同 v6负荷限制 v 负荷限制功能分为高负荷限制和低负荷限制。 允许运行人员设定负荷最大值，当设定值超过负 荷高限时，发出高限报警并使设定值不再增加。 所设定的限值不得低于当前实际负荷，提高高负 荷限制或降低实际负荷可消除高限报警。低负荷 限制则是保证实际负荷不低于运行人员设定的负 荷最小值，低负荷限制起作用时，DEH发出低限 报警并

16、使设定值不再减小，负荷恢复必须由人工 完成。负荷低限的设定不得高于当前实际负荷， 降低低负荷限限制或提高实际负荷可消除低限报 警。高、低负荷限制功能只有在并网后才起作用 DEH控制系统主要的功能相同 v7 一次调频功能相同 v汽轮发电机组在并网运行时，为保证供电品质 对电网频率的要求，通常应自动投入一次调频 功能。当实际转速和额定转速有差时，一次调 频动作，频率调整给定按不等率随转速变化而 变化。 v8 后备超速保护功能相同 v 后备超速保护为三取二回路，当汽轮机转 速超过设定值（112%额定转速）时，后备超 速保护动作，跳闸继电器动作，使汽轮机跳闸 。 DEH控制系统主要的功能相同 v9 锅炉汽机协调控制功能相同 v当投入锅炉汽机协调控制时，汽机负荷目标 值受锅炉控制系统控制，CCS给定信号与目标 及总阀位给定的对