数字电液控制资料
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极短时间内全行程关闭；为有效切断汽轮机的蒸汽供给，还必 须设置主汽门；此外，对低真空、低润滑油压、大胀差、高振 动等危及机组安全的恶性故障，发生时必须快速停机。因此， 汽轮机除设置调节系统外，还设置保护系统。调节保护系统全 称为控制系统。调节部分控制调节汽门，保护部分控制主汽门 ，但在主汽门关闭时，保护系统信号作用于调节系统，使调节 汽门同时关闭。
第三章 电液伺服系统
第四章 汽轮机电液控制系统的控制逻辑
第五章 汽轮机电液控制系统的维护与故障处理
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
第一章 汽轮机自动控制原理
1.1供电品质与电网有功功率与频率的调整
1.1.1 供电品质与汽轮机调速
1.1.2 电网有功负荷变化的基本特征 电网
有功负荷随人们生活、工作节律而变。
基本特征是以24小时为周期的大幅、
慢变上迭加随机、小幅、快变波动。
➢ 第一类变化 幅度小、周期短，具有
随机性。
➢ 第二类变化 幅度较大、周期较长，
有一定可预测性。
➢ 第三类变化 幅度大、周期长，由生
产、生活和气象等节律引起的。
系统组成 转速感受、同步器(调频器)、液压执行机构、配汽
机构、调节汽门(阀)、超速保护。因开启调节汽门和主汽门所 需的提升力很大，且关闭速度要很快，故要求执行机构驱动力 大、惯性小、动作速度快。只有液压装置能满足汽轮机控制的 特殊要求。
汽轮机数字电液控制系统
调节系统
其它保 保护系统 护信号
锅炉
主汽门 调节汽门
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
频率一次调整 电网频率将在额定值附近随机、小幅、快速地
波动，汽轮机调节系统感受电网频率(周波)变化改变有功功率 输出满足外界负荷要求。这样的调节过程称为一次调频。一次 调频为有差调节，汽轮机功率的改变量正比于频率差，一次调 频满足外界负荷要求后，电网频率升高，汽轮机调节系统将减 小调节汽门开度，有功功率就要减小。很明显，一次调频在满 足外界负荷要求时并不能保持电网频率不变。
发电机 转速
汽轮机 功率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图6-1 汽轮机调节保护系统原理性框图
Digital Electro-Hydraulic Control System
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
汽轮机数字电液控制系统
同步器
Digital Electro-Hydraulic Control System
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
for
Steam Turbines
杨建明
东南大学动力工程系
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
供电品质 发电厂的任务是向用户提供品质优良的电能。电能
的品质是电压、频率和波形。
同步发电机的特性 同步发电机的端电压决定于无功功率，频
率决定于有功功率。无功功率决定于励磁，有功功率决定于原
动机的功率。故电网的电压调节归励磁系统，频率调节归汽轮
机的功率控制系统。
再热器
转子运动方程与汽轮机调速
过热器
d 2
频率二次调整 变化周期较长、变 功 率 动幅度较大，有一定可预测性。为
二次调频 P1
在电网一次频率调整后，消除频率 偏差，通过调频机组或调频电厂， 平移调节系统静态特性线，改变调 频机组的输出功率，补偿电网负荷
一 次 调 频
P
的静态频率特性产生的功率变化，
f1
f0
频率
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
使电网频率维持在额定值。调频器来调整。
频率三次调整 缓慢变化、变化幅度较大，由生产、生活、气
象待变化引起。根据预测的负荷曲线，按最优化的原则对各发 电厂、发电机组之间进行有功功率的经济分配。
正因为绝大多数发电厂按调度计划发电，才使电网潮流计算中 平衡节点外其他节点注入的功率确定，
汽轮机数字电液控制系统
J dt 2 M st M em M f
HP IP LP
GEN
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
当外界电负荷增大时，发电机的电磁阻力矩增大，导致转子 的转速下降，反之，转子的转速上升。因此，汽轮机应根据转 速偏差改变调节汽门的开度，即改变进汽量和焓降，使蒸汽的 驱动力矩与电磁阻力矩及摩擦力矩相平衡。故汽轮机调节系统 有时称为调速系统。
Digital Electro-Hydraulic Control System
1.2 汽轮机调节保护系统的任务与原则性组成
任务 高精度地控制机组的转速和功率输出，快速地响应电网
的负荷扰动，满足优良供电品质要求，保障机组安全和优化寿 命损耗，实现安全、经济运行。
原理性组成 为防止超速毁机，机组甩负荷时要求调节汽门在
1.3 汽轮机组的运行特性对自动控制的要求
1.3.1 转速控制
单机运行时控制汽轮机的转速。
全周进汽，均衡高压进汽部分的热应力。要求汽轮机控制系统 在机组启动时能提供全周进汽控制功能。
机组热态启动时，中压缸冲转升速，缩短提升再热蒸汽温度和 启动时间。要求控制系统具有控制中压调门启动冲转、升速功 能。
第一章 汽轮机自动控制原理
1.1 供电品质与电网有功功率与频率调整；1.2 汽轮机调节保护的任务与原 则性组成；1.3 机组运行特性对汽轮机自动控制的要求； 1.4 汽轮机一次调 频与功频调节
第二章 汽轮机数字电液控制系统
2.1 汽轮机数字电液控制系统的组成；2.2 汽轮机数字电液控制系统的功能； 2.3 数字电液控制系统的控制原理
转速感受
机械液压 放大
错油门 油动机
配汽机构
保护装置
发电机
汽轮机
振动 流量 温度 压力
转速调节 功率调节 功－频调节 自动启动控制
位置反馈
调门控制卡
电液伺服阀
电液伺服控制系统
液压马达
调节汽门
发电机
汽轮机
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
第三章 电液伺服系统
第四章 汽轮机电液控制系统的控制逻辑
第五章 汽轮机电液控制系统的维护与故障处理
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
第一章 汽轮机自动控制原理
1.1供电品质与电网有功功率与频率的调整
1.1.1 供电品质与汽轮机调速
1.1.2 电网有功负荷变化的基本特征 电网
有功负荷随人们生活、工作节律而变。
基本特征是以24小时为周期的大幅、
慢变上迭加随机、小幅、快变波动。
➢ 第一类变化 幅度小、周期短，具有
随机性。
➢ 第二类变化 幅度较大、周期较长，
有一定可预测性。
➢ 第三类变化 幅度大、周期长，由生
产、生活和气象等节律引起的。
系统组成 转速感受、同步器(调频器)、液压执行机构、配汽
机构、调节汽门(阀)、超速保护。因开启调节汽门和主汽门所 需的提升力很大，且关闭速度要很快，故要求执行机构驱动力 大、惯性小、动作速度快。只有液压装置能满足汽轮机控制的 特殊要求。
汽轮机数字电液控制系统
调节系统
其它保 保护系统 护信号
锅炉
主汽门 调节汽门
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
频率一次调整 电网频率将在额定值附近随机、小幅、快速地
波动，汽轮机调节系统感受电网频率(周波)变化改变有功功率 输出满足外界负荷要求。这样的调节过程称为一次调频。一次 调频为有差调节，汽轮机功率的改变量正比于频率差，一次调 频满足外界负荷要求后，电网频率升高，汽轮机调节系统将减 小调节汽门开度，有功功率就要减小。很明显，一次调频在满 足外界负荷要求时并不能保持电网频率不变。
发电机 转速
汽轮机 功率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图6-1 汽轮机调节保护系统原理性框图
Digital Electro-Hydraulic Control System
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
汽轮机数字电液控制系统
同步器
Digital Electro-Hydraulic Control System
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
for
Steam Turbines
杨建明
东南大学动力工程系
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
供电品质 发电厂的任务是向用户提供品质优良的电能。电能
的品质是电压、频率和波形。
同步发电机的特性 同步发电机的端电压决定于无功功率，频
率决定于有功功率。无功功率决定于励磁，有功功率决定于原
动机的功率。故电网的电压调节归励磁系统，频率调节归汽轮
机的功率控制系统。
再热器
转子运动方程与汽轮机调速
过热器
d 2
频率二次调整 变化周期较长、变 功 率 动幅度较大，有一定可预测性。为
二次调频 P1
在电网一次频率调整后，消除频率 偏差，通过调频机组或调频电厂， 平移调节系统静态特性线，改变调 频机组的输出功率，补偿电网负荷
一 次 调 频
P
的静态频率特性产生的功率变化，
f1
f0
频率
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
使电网频率维持在额定值。调频器来调整。
频率三次调整 缓慢变化、变化幅度较大，由生产、生活、气
象待变化引起。根据预测的负荷曲线，按最优化的原则对各发 电厂、发电机组之间进行有功功率的经济分配。
正因为绝大多数发电厂按调度计划发电，才使电网潮流计算中 平衡节点外其他节点注入的功率确定，
汽轮机数字电液控制系统
J dt 2 M st M em M f
HP IP LP
GEN
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
当外界电负荷增大时，发电机的电磁阻力矩增大，导致转子 的转速下降，反之，转子的转速上升。因此，汽轮机应根据转 速偏差改变调节汽门的开度，即改变进汽量和焓降，使蒸汽的 驱动力矩与电磁阻力矩及摩擦力矩相平衡。故汽轮机调节系统 有时称为调速系统。
Digital Electro-Hydraulic Control System
1.2 汽轮机调节保护系统的任务与原则性组成
任务 高精度地控制机组的转速和功率输出，快速地响应电网
的负荷扰动，满足优良供电品质要求，保障机组安全和优化寿 命损耗，实现安全、经济运行。
原理性组成 为防止超速毁机，机组甩负荷时要求调节汽门在
1.3 汽轮机组的运行特性对自动控制的要求
1.3.1 转速控制
单机运行时控制汽轮机的转速。
全周进汽，均衡高压进汽部分的热应力。要求汽轮机控制系统 在机组启动时能提供全周进汽控制功能。
机组热态启动时，中压缸冲转升速，缩短提升再热蒸汽温度和 启动时间。要求控制系统具有控制中压调门启动冲转、升速功 能。
第一章 汽轮机自动控制原理
1.1 供电品质与电网有功功率与频率调整；1.2 汽轮机调节保护的任务与原 则性组成；1.3 机组运行特性对汽轮机自动控制的要求； 1.4 汽轮机一次调 频与功频调节
第二章 汽轮机数字电液控制系统
2.1 汽轮机数字电液控制系统的组成；2.2 汽轮机数字电液控制系统的功能； 2.3 数字电液控制系统的控制原理
转速感受
机械液压 放大
错油门 油动机
配汽机构
保护装置
发电机
汽轮机
振动 流量 温度 压力
转速调节 功率调节 功－频调节 自动启动控制
位置反馈
调门控制卡
电液伺服阀
电液伺服控制系统
液压马达
调节汽门
发电机
汽轮机
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System