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1、控制系统主要功能本章讲述了 DEH 控制系统所完成的主要功能：1 自动挂闸。2 自动整定伺服系统静态关系。3 启动前的控制和启动方式： 自动判断热状态。4 转速控制：设置目标转速、设置升速率、过临界、暖机、3000r/min 定速。5 负荷控制：并网带初负荷；升负荷：目标、负荷率、暖机；负荷控制；主汽压力控制；一次调频；CCS 控制；阀位限制；主汽压力限制。6 超速保护。7 在线试验：喷油试验；电气超速试验、机械超速试验；阀门活动试验；主遮断电磁阀试验；阀门严密性试验。8 自动/手动方式之间的切换。9 ATC 热应力控制。10 ETS 保护停机系统控制41 整定伺服系统静态关系整定伺服系统静态
2、关系的目的在于使油动机在整个全行程上均能被伺服阀控制。阀位给定信号与油动机升程的关系为：给定 0100升程 0100为保持对此关系有良好的线性度，要求油动机上作反馈用的 LVDT，在安装时，应使其铁芯在中间线性段移动。在汽轮机启动前，可同时对 7 个油动机快速地进行整定，以减少调整时间。油动机整定只能在 OIS 上选择操作。在启动前，整定条件为：汽轮机挂闸所有阀全关注意：必须确认主汽阀前无蒸汽，以免整定时，汽轮机失控。整定期间，转速大于 100r/min 时，机组自动打闸。DEH 接收到油动机整定指令后，全开、全关油动机，并记录 LVDT 在两极端位置的值，自动修正零位、幅度，使给定、升程满足
3、上述关系。为保证上述关系有良好的线性，可先进行 LVDT 零位校正，给定值为 50，移动 LVDT 的安装位置，使油动机行程为 50即可。42 挂闸挂闸就是使汽轮机的保护系统处于警戒状态的过程。危急遮断器采用飞环式结构。高压安全油与油箱回油由危急遮断装置的杠杆进行控制。汽轮机已挂闸为危急遮断装置的各杠杆复位，高压安全油与油箱的回油口被切断，压力开关PS1、PS2、PS3 发出讯息，高压保安油压建立。挂闸允许条件：汽轮机已跳闸；所有主汽阀全关。当上述条件满足时，即允许挂闸。操作员发出挂闸指令后，DEH 中相应继电器带电闭合，使复位电磁阀 1YV 带电导通，透平润滑油进入危急遮断装置，推动杠杆移动
4、，高压安全油至油箱的回油被切断，PS1、PS2、PS3 发讯，当 DEH 接收到高压安全油油压建立信号，挂闸完成。43 启动前的控制1 自动判断热状态汽轮机的启动过程，对汽机、转子是一个加热过程。为减少启动过程的热应力，对于不同的初始温度，应采用不同的启动曲线。高中压缸联合启动时，自动根据汽轮机调节级处高压内缸壁温 T 的高低划分机组热状态。T320 冷态；320T420 温态；420T445 热态；445T 极热态。中压缸启动时，自动根据中压内缸壁温 T 的高低划分机组热状态。T305 冷态；305T420 温态；420T490 热态；490T 极热态。注：启动状态具体温度限值以主机启动运行
5、说明书为准。2 高压调节阀阀壳预暖汽轮机冲转前，可以选择对高压调节阀阀壳预暖。当高压调节阀阀壳预暖功能投入时，右侧高压主汽阀微开，可同时对 4 个高压调节阀阀壳进行预暖。3 选择启动方式汽轮机启动方式有二种：中压缸启动、高中压缸联合启动。DEH 默认的启动方式为中压缸启动，在机组已挂闸但未运行前也可通过操作员站选择高中压缸联合启动方式。 44 转速控制在汽轮发电机组并网前，DEH 为转速闭环无差调节系统。其设定点为给定转速。给定转速与实际转速之差，经 PID 调节器运算后，通过伺服系统控制油动机开度，使实际转速跟随给定转速变化。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
6、每一 CV 及 ICV 的开度指令。高中压缸联合启动时，中压调门一开始就接近全开，依靠高调门进行转速调节。中压缸启动时，若选择暖机运行方式，机组转速在400r/min 以下时，CV 阀微开，进行高压缸暖机；当转速大于 400 转时，CV 阀开度不变，ICV 阀打开；若不选择暖机运行方式，则高压调门不开启，仅开启中压调门。在给定目标转速后，给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。当进入临界转速区时，自动将升速率改为 300r/min/min 快速冲过去（如操作员设定速率大于 300r/min/min 则以操作员设定速率为准）。在升速过程中，通常需对汽轮机进行中速、高速暖机，以减少热应力。1 目
7、标转速除操作员可通过 OIS 设置目标转速外，在下列情况下 DEH 自动设置目标转速：汽机刚挂闸时，目标为当前转速；油开关刚断开时，目标为 3000r/min；汽机已跳闸，目标为零；目标超过上限时，将其改为 3060r/min 或 3360r/min；自启动方式下，目标由 ATC 来；目标错误地设在临界区内时，将其改为小于临界转速区下限的特定值。2 升速率操作员设定，速率在 0r/min/min500r/min/min。操作员未设定的情况下，冷态启动时速率为 100r/min/min，温态启动时速率为150r/min/min，热态、极热态启动时速率为 300r/min/min。自启动方式下，速
8、率由 ATC 软件选择得出。在临界转速区内，速率为 300r/min/min。3 临界转速轴系临界转速当前设定值为（可根据实际情况进行修改）：第一阶：910r/min1113r/min第二阶：1541r/min1946r/min4 摩擦检查当实际转速达到 200r/min 时，操作 CRT 上的“摩擦检查（FRIC CHK）”按钮，关闭所有的阀门，汽机转速逐渐下降，进行摩擦检查，完成后再设定相应的升速率及目标转速，机组重新升速。5 暖机汽机暖机转速通常定为 1500r/min、3000r/min，故目标值通常设为1500r/min、3000r/min，到达目标转速值后，可自动停止升速进行暖机。
9、若在升速过程中，需暂时停止升速，可进行如下操作:不在 ATC 方式时，操作员发保持指令；在 ATC 方式下时，退出 ATC 方式后发保持指令；在临界转速区内时，保持指令无效，只能修改目标转速。6 3000r/min 定速汽轮机转速稳定在 30002r/min 上，各系统进行并网前检查。发电机做假并网试验，以检查自动同期系统的可靠性及调整的准确性。在试验期间，发电机电网侧的隔离开关断开发出假并网试验信号。与正常情况一样同期系统通过 DEH、发电机励磁系统改变发电机频率和电压。当满足同期条件时，油开关闭合。由于隔离开关是断开的，实际上发电机并未并网。故在假并网试验期间，DEH 接收到假并网试验信号
10、，在油开关闭合时，并不判定为发电机并网。这样可防止由于并网加初负荷，而引起转速升高。7 外同期机组并网前，当 DEH 接收到同期装置发来的“同期请求”信号时，根据同期装置的“同期增”、“同期减”信号自动调整汽机转速，这就是“外同期”方式。当同期条件均满足时，油开关才可合闸。45 负荷控制1 并网带初负荷当同期条件均满足时，油开关合闸，DEH 立即增加给定值使发电机带上 5的初负荷，以避免出现逆功率。2 升负荷在汽轮发电机组并网后，DEH 为实现一次调频，调节系统配有转速反馈。在试验或带基本负荷时，也可投入负荷控制或主汽压力控制。在负荷控制投入时，目标和给定值均以 MW 形式表示。在主汽压力控制
11、投入时，目标和给定值均以MPa 形式表示。在此两种控制方式均切除时，目标和给定值以额定压力下总流量的百分比形式表示。在设定目标后，给定值自动以设定的负荷率向目标值逼近，随之发电机负荷逐渐增大。在升负荷过程中，通常需对汽轮机进行暖机，以减少热应力。2.1 目标除操作员可通过 OIS 设置目标外，在下列情况下，DEH 自动设置目标：负荷控制刚投入时，目标为当前负荷值(MW)；主汽压力控制刚投入时，目标为当前主汽压力(MPa)；发电机刚并网时，目标为初负荷给定值(%)；手动状态，目标为阀门总流量指令(%)；负荷控制或主汽压力控制刚切除时，目标为阀门总流量指令(%)；跳闸时，目标为零；CCS 控制方式
12、下，目标为 CCS 给定(%)；目标太大时，改为上限值 115%或 640MW。2.2 负荷率操作员设定，负荷率在 0MW/min100MW/min 内；自启动方式下，负荷率由 ATC 选择得出；若目标以百分比表示时，则负荷率也相应用百分比形式。2.3 暖机汽轮机在升负荷过程中，考虑到热应力、胀差等各种因素，通常需进行暖机。若需暂停升负荷，可进行如下操作:不在 CCS 方式时，操作员发保持指令；在 CCS 方式下时，退出 CCS 方式后发保持指令。2.4 定滑定升负荷在高低压旁路阀全关后，锅炉增加燃烧，高压调节阀维持 90%额定值。随着蒸汽参数的增加负荷逐渐增大。在滑压升负荷期间，一般不投负荷
13、控制或主汽压力控制。若需暖机，应由燃烧控制系统维持燃烧水平，来保持负荷不变，否则应投负荷控制或主汽压力控制，通过调节阀的节流作用，来保持负荷不变。3 负荷控制方式3.1 负荷控制负荷控制器是一个 PI 调节器，用于比较设定值与实际功率，经过计算后输出指令控制 CV 阀和 ICV 阀。在满足以下条件后，可由操作员投入该控制器：机组已并网，负荷在 30.0MW600MW 之间；功率信号正常；主汽压力控制未投入；负荷限制未动作；TPC 未动作；系统处于自动方式；一次调频未动作。负荷控制器切除条件：操作员切除该控制器；负荷小于 30.0MW 或大于 600MW；功率信号故障；汽机已跳闸；到滑压点时；T
14、PC 动作；手动方式；一次调频动作；高、低负荷限制动作；油开关断开 。负荷控制与主汽压力控制不能同时投入，应先切除一个，另一个才能投入。在负荷控制投入时，设定点以 MW 形式表示。采 用 PID 无差调节，稳态时实际负荷等于设定值。3.2 主汽压力控制主汽压力控制器是一个 PI 调节器，它比较设定值与主汽压力，经过计算输出指令控制 CV 阀和 ICV 阀。当满足以下条件时，可由操作员投入该控制器：控制系统处于自动方式；负荷控制未投入；主汽压力信号正常；TPC 未动作；一次调频未动作；负荷限制未动作。主汽压力控制器切除条件：操作员将其切除；主汽压力故障；设定点与实际主汽力之差大于 1Mpa；TP
15、C 动作；一次调频动作；负荷限制动作；油开关断开；汽机已跳闸。主汽压力控制与负荷控制不能同时投入，应先切除一个，另一个才能投入。在主汽压力控制投入时，设定点以 MPa 形式表示。采用 PID 无差调节，稳态时实际主汽压力等于设定的值。3.3 一次调频汽轮发电机组在并网运行时，为保证电网的稳定，从而保证供电品质，通常应投入一次调频功能。当机组转速在死区范围内时，频率调整给定为零，一次调频不动作。当转速在死区范围以外时，一次调频动作，频率调整给定按不等率随转速变化而变化。一次调频功能投入条件：自动状态且转速回路无故障；负荷初次大于 10%额定负荷后。不等率在 36%内可调，初步设为 4.5%。死区
16、在 0r/min30r/min 内可调，初步设为 2r/min。死区范围为:3000死区值。3.4 CCS 控制此时汽机的阀门总指令受锅炉控制系统控制。当满足以下条件，可由操作员投入 CCS 控制：控制系统在自动方式；机组已并网；接收到 CCS 请求信号及 CCS 指令信号正常；TPC 未动作。切除 CCS 控制的条件：TPC 动作；高、低负荷限制动作；手动方式；无 CCS 请求或 CCS 指令信号故障；油开关断开。在 CCS 方式下，DEH 的目标等于 CCS 给定，一次调频死区改为 30r/min。在投入CCS 前应先切除负荷控制、主汽压力控制。 CCS 给定信号与目标及总阀位给定的对应关系为:4mA20mA 对应
