西门子数字汽轮机控制器

图11-13
• DTC主要由转速／负荷调节器、高压蒸汽 压力调节器、高压叶片温度调节器、高压 叶片压力调节器、位置调节器等组成。 DTC能够实现汽轮机的启停时的转速控制、 同期并网、负荷控制、参加一次调频、汽 轮机超速前的转速控制、甩负荷时维持厂 用电运行等功能。
• DTC是一种电液控制系统，控制功能由计 算机完成，控制阀的操纵力由液压产生。 主控制器按照运行方式的要求，实施过程 自动调节，并保证合适的升速率或负荷变 化率，使之与运行方式相匹配。
• (一)转速信号的测量及处理
• 1．转速信号的测量
• 汽轮机转速由安装在汽轮机轴周围的电感 式传感器测量。传感器的输出信号为矩形 波频率信号，频率值与齿轮盘上恒定的凹 槽数及转速成正比。齿轮盘上的齿轮数确 定后，传感器的输出与汽轮机转速成单值 的正比关系。
• 三个转速测量值NT1、NT2、NT3在汽轮机 保护系统DTSZ的外部电子设备中处理后直 接送入汽轮机调节器的NT处理模件。 NT 处理模件如图11-14所示。
• (二)延时转速设定值的形成
• 延时转速设定值在设定值形成模件NS中产 生。
• 此外，设定值控制器还接收来自TSE的限 制信号，以修正它的输出，在启动过程中 保证汽轮机不超出允许的热应力范围，同 时还允许汽轮发电机以最大允许的升速率 运行。速度控制器采用PI(比例一积分)运算 规律，这样可以精确控制升速阶段的转速 值。一旦汽轮发电机组并网，速度控制器 就能转换为PI作用的负荷控制器。速度控 制器的输出经处理后送到各阀门的位置控 制器，来改变各阀门的开度，实现转速的 闭环调节。
• 如果第二通道也故障，则转换到第三通道， 同时转速测量2故障信号STNT2送到OM系 统。若备选转速测量通道故障，则只有该 通道故障信号至OM系统。
• 对实际转速NT求微分，可得出实际转速的 变化率。
• 为了模拟电网频率扰动，可附加一个特殊 功能到实际转速输出值。引发电网频率扰 动的指令、变化率大小及持续时间可由频 率变化仿真模块STFCH给出。
图11-14
• 图11-14转速处理模件NT
• 在转速信号处理模件NT中，对三个测量信 号进行监视并进行三选一处理，被选中的 三个测量值之一如NT1就作为汽轮机实际转 速测量值NT，再通过一个滤波器，滤除高 频干扰。滤波后的转速NT作为实际转速值。
• 如果实际转速测量的第一通道发生故障， 选择器会立刻识别出，并且不间断地转换 到第二通道，同时转速测量1故障信号 STNT1送到OM系统。
转速设定值不断减小，从而使机组实际转
速不断减小。当没有应力评估器故障WTS 信号时，信号ANFABR通过与门输出转速 加速度太低NTGRKL信号，并送到OM系统 和汽轮机开环控制系统DTS。
• 当机组转速不在临界转速区时，C1=0， C2=0，可以通过OM系统发出释放转速设 定值调节器SWFQ信号，此时使SR触发器 的复位输入端为“1”信号，而置位输入端 为“0”信号，从而触发器复位， ANFABR=0，使机组启动继续进行。
• 当NT的值远大于GSP2A的值且NT的值小 于GSP2E的值时，C2=1，表明机组转速在 第二临界转速区；
• 如果机组转速不在临界转速区，即C1=0， C2=0，则C1+C2=0，此时有汽轮机转速离 开振动临界转速NTASP信号产生，并将此 信号送到转速设定值形成模件NS。
• 如果机组转速在临界转速区，即C1=1或 C2=1，当实际转速的变化率低于转速变化 率监视极限值GNTGRD，或是有汽轮机应 力评估器故障WTS信号时，将使SR触发器 的置位输入端为“1”信号，使触发器置位， 通过或门输出中断启动ANFABR信号。该 信号送到转速没定值形成模件NS作和监视系统 OM进行操作和监视。
• 一、转速控制系统
• 汽轮机速度控制的目的是满足汽轮发电机 组在启动和电网同步过程中的转速控制要 求。速度控制由设定值调节器、设定值控 制器和速度控制器构成。速度设定值由设 定值调节器决定，通常是由FGC自动操作 的，其他速度调整的输入来自自动协调器 和OM系统的手动操作。速度设定值信号是 设定值控制器的输入信号，设定值控制器 决定了速度的变化率，并向速度控制器输 出一个延时的设定值信号。
• 2．临界转速处理
• 在启动阶段，机组转速应尽可能快地通过 特定的临界转速区，以保护叶片不受共振 引起的损坏。机组的临界转速区有两个： (GSP1A，GSP1E)和(GSP2A，GSP2E)， 将实际转速与临界转速区的上、下限比较， 就可判断机组转速是否处于临界转速区。
• 当NT的值大于GSP1A的值且NT的值小于 GSP1E的值时，C1=1，表明机组转速在第 一临界转速区；
西门子数字汽轮机控制器
• 数字汽轮机控制器（DTC）的功能是在所 有工况下通过汽轮机调节阀调整进入汽轮 机的蒸汽量，从而实现对机组转速、负荷、 压力的调节。根据机组不同的工作阶段和 不同的运行方式，选择不同调节器的输出 为阀门控制回路的指令，通过阀门位置控 制器、电液伺服阀、油动机来改变阀门的 开度，从而改变进入汽轮机的蒸汽量，使 机组的实际参数和给定值相一致，数字汽 轮机控制器的典型结构如图11-13所示。
• DTC中的设定值控制、开环控制和监视功 能，使汽轮发电机组始终保持最佳的运行 状态，尽量避免保护装置动作而造成停机。 这极大地提高了汽轮发电机组的可用率， 通过系统的冗余设计保证了DTC运行的高 可靠性。
• DTC的特点如下：
• (1)在所有的运行阶段，如汽轮机启动、停 机、并网运行、独立运行等阶段， DTC均 能保证稳定运行。
• (2)DTC能适应发电机解列时的全甩负荷。
• (3)DTC具有一次调频功能，这一功能使机组 具有线性功频静态特性。调频特性的增益和死 区可根据电网的需要分别设定；调频功能可以 从主控制室投入或切除。
• (4)DTC能够接受来自汽轮机应力估算器TSE 的限制信号，保证汽轮机在启动、升负荷、降 负荷时的热应力控制在允许的范围内。