DEH控制系统

全电调DEH 系统分析

【摘要】:介绍我厂DEH 控制系统的功能原理，且重点介绍系统功能及软、硬件功能，最后简略介绍系统仿真及联动试验。

【关键词】：控制系统；软件通讯；硬件配置【前言】：随着科学技术的不断发展，计算机技术现已广泛用到各种设备的监视和控制中，随着以微处理器为基础的分散控制系统(DCS) 技术的大力发展，运用分散控制、集中管理的设计思想，不但控制的可靠性得到了更大的提高，操作维护人员的劳动强度亦可大大减轻。为了适应发展，我厂#1、#2 机组进行了全电调控制系统改造。它是以计算机为核心，采用东汽厂成熟的控制系统思想和先进的、可靠的硬件产品，配以完善的应用软件而形成的；它将计算机与自动控制有机地结合在一起，充分发挥了计算机的高速计算和数据处理以及具有记忆、比较、判断等逻辑功能，并且易与其它系统接口；其液压系统采用高压抗燃油系统。下面就将各部分一一作以介绍：

(一) 控制功能：

1、自动挂闸

2、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

高压缸预暖

启动方式：中压缸启动、高中压缸联合启动。

4、转速控制：

目标转速、升速率、临界转速、暖机、3000r/min 定速、电机假并网试

5、负荷控制：

并网/ 升负荷及负荷正常调节：

并网带初负荷、升负荷、暖机、定一滑一定升负荷。

负荷控制方式：

负荷反馈控制、一次调频、CCS 控制、主汽压力限制、快卸负荷。

负荷限制：

高负荷限制、低负荷限制、阀位限制。

6、单阀、顺序阀转换

7、超速保护：

超速限制：甩负荷、103%

超速保护

8、在线试验：

喷油试验

超速试验：电气超速试验、机械超速试验

阀门活动试验

高压遮断电磁阀试验

严密性试验

9、控制方式切换：

汽机自动/手动方式

（二）控制系统原理：

1、汽轮机控制系统都是通过执行机构（油动机）来控制安装在进汽口上的

200MW 型调节汽阀来改变汽轮机蒸汽转矩，以调节汽轮机的转速，哈汽汽轮机高压缸进汽

口上配有四个调节汽阀，中压缸进汽口上配有四个调节汽阀，为保证汽机的安全

运行，还配有相应的主汽阀。所述的12 个进汽阀均采用液压执行机构来驱动，以满足动作时间短，定位精度高的要求。

2 、汽轮机的工作转速为3000rpm ，当电网中的负荷变动时，引起汽轮机转速随之变动，汽轮机调节系统中的测速环节测量到汽轮机的实际转速，并与额定转速3000r/min 相比较后，通过频差放大，调节器伺服控制等环节来控制高、中压调节阀CV 、ICV 的开度，形成转速负反馈使转速变化

维持在预定范围内。

3 、汽轮机的上述12 个进汽阀均采用高压抗燃油为工质的油动机驱动，除8 个调节阀

CV 、ICV 用伺服阀与DEH 的微机接口实现连续控制。其余二个中压主汽阀RSV 和二个高压主汽阀MSV 采用电磁阀与DEH 接口实现两位控制。

4、自动挂闸：

挂闸就是使汽轮机的保护系统处于警戒状态的过程。在#1、#2 机组

的全电调改造中，保留了原有的危急遮断部套，保安油压信号采用薄膜接口阀与高压保安油相连。汽轮机已挂闸为危急遮断器滑阀在上支点，透平保安油压建立（压力开关PS2 、PS3、PS4 闭合三取二），薄膜接口阀关

闭，主汽阀（MSV 、RSV ）上高压保安油压建立，且危急遮断器滑阀上腔室油压建立

（PS1 闭合），此时滑阀处于警戒状态。

挂闸允许条件：

汽轮机已跳闸

所有进汽阀全关

5、整定静态关系：

在机组启动前，必须完成伺服阀、LVDT、功放板、DCM板、LVDT前置器板的静态关系整定，保证各个伺服机构的控制精度及线性度，以满足机组对该伺服系统静态关系的要求，CV、ICV 阀可同时进行校验，也可分别进行校验，此过程在OIS 上进行。

6、启动前的控制和启动方式：

6.1 、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。

DEH 在每次挂闸时，自动根据汽轮机调节级处高压内缸内上壁温T

的高低划分机组热状态。

T V 150 C冷态

150 Cv T V 300 C温态

300 Cv T v 400 C热态

400 CV T极热态

6.2 、高中压缸联合启动：

当旁路系统性能不完善或热态、极热态启动时，可采用高、中压缸联合启动方式,此时，高、中压调节阀同时开启，本系统的启动方式采用的是高中压缸联合启动。

7、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700r/min/min 快速

冲过去。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。

8、负荷控制：

8.1 、并网、升负荷及负荷正常调节

8.1.1 、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，使发电机带上初负荷避

免出现逆功率。

由于刚并网时，未投入负荷反馈，故用主蒸汽压力修正应增加的

给定值。

8.1.2 、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，也可投入负荷反馈。在负荷反馈投入时，目标和给定值均以MW

形式表示。在负荷反馈切除时，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。

8.1.3 、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

8.2 、负荷控制方式：

8.2.1 、负荷反馈：

负荷控制器是一个PI 控制器，用于比较设定值与实际功率，经过计算后输出控制

CV 阀和ICV 阀。

在负荷反馈投入时，设定点以MW 形式表示。采用PID 无差调节，稳态时负荷

等于设定的值。

8.2.2 、一次调频：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。

8.2.3 、CCS 控制：此时汽机负荷目标值受锅炉控制系统控制，负荷率为

100MW/min ，在负荷限制动作时产生保持信号。