汽轮机数字电液调节系统 PPT课件

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液压系统的特点
液压系统具有驱动力大、没有惯性定位精度高、动态响应 快、可靠性高等优点，并具有一定的信号综合、放大能力，是 汽轮机理想的控制系统，至今仍广泛应用在汽轮机控制系统中 ，是汽轮机控制系统基本组成部分。 目前汽轮机DEH的液压系统基本采用两种压力等级方式： 高压抗燃油系统 系统压力14.5Mpa 低压透平油系统 系统压力小于2.0Mpa
汽轮机数字电液 调节系统
汽轮机自动调节任务
•汽轮机调节系统的任务是要及时地调节汽轮机功率，使它满足外界负荷变化的需要，同 时又要维持电网的频率在50HZ左右，这两个任务是有机地相互联系在一起的。 •汽轮机上将热能转化为机械能的设备。 •蒸汽作用在汽轮机转子上产生的主动力矩为MT，发电机受到的制动力矩MG（不考虑摩 擦损失）则有： • Mt-Mg=J.dw/dt • 当M=0时，机组转速将发生变化。 •汽轮机转速变化，将带来以下影响： •（1）影响供电质量，供电质量有两个指标，即频率和电压。 •电压虽与机组转速有关，但主要是对励磁电流的调整进行调节，而频率只取决于机组转 速，其关系式为：f=p.n/60 •p:发电机组极对数 •n: 机组转速 •（2）影响机组安全，机组转速增加过大，将使转动部分零部件产生过大的应力。 •因此，为了保证供电质量和机组安全，汽轮机都装有调节系统，基本任务是： 在外界负 荷与机组功率相适应时，保证机组稳定运行，当外界负荷改变时，机组转速发生变化时 调节系统能相应地改变汽轮机功率，使之与外界负荷相适应，建立新的平衡，并保持机 组转速偏差不超过规定的范围。
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汽轮机自动调节系统的发展历程
机械液压式调节系统（MHC）：早期的汽轮机调节系统是由离心飞锤 （或旋转阻尼）、杠杆、凸轮等机械部件和错油门、油动机等液压部件 构成的，称为机械液压式调节系统（Mechanical Hydraulic Control System,MHC）,简称液调。 模拟电调系统（AEH）：在此之前还有过电液并存的系统，随着电气 元件的可靠性的提高，20世纪50年代中期，出现了不依靠机械液压式调 节系统做后备的纯电调系统，开始采用的纯电调系统是由模拟电路组成 ，称为模拟式电气液压调节系统(Analog Electric Hydraulic Control system,AEH),简称模拟电调。 数字电调系统（DEH）：随着计算机技术的发展及其在自动化领域中 的应用， 20世纪80年代，出现了以数字计算机为基础的数字式电气液压 控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System,DEH）,简称 数字电调。
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低压透平油数字电调系统DEH
控制系统的信号测量、给定装置及信号综合比较放大均由 计算机控制系统实现，执行部分及配汽机构仍可沿用传统 液调的。对于大型机组的液压系统通常采用高压抗燃油作 为工质，执行部分及配汽机构改为一机一阀形式，机械凸 轮改为电气凸轮。多采用纯电调形式。 采用进口液压设备作电液转换：SVA-9、MOOG阀、DDV 阀、REXA阀等。 伺服系统有电液油动机型、电液放大器型、REXA阀型等。 数字控制的重要特点为离散控制，需要采用足够小的采样 周期才能达到稳定性要求。
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低压透平油纯电调
由计算机控制系统和低压透平油液压系统构成的低压透平 油数字电液控制系统，简称低压透平油DEH，也是一种纯电调 ，能达到高压抗燃油DEH同样的性能和功能。低压透平油液压 系统是汽轮机制造厂传统的液压系统，低压透平油纯电调的发 展远不如高压抗燃油纯电调快，其主要原因是电液转换问题解 决不好，缺少像高压系统的电液伺服阀那样规范而高性能的电 液转换元件
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高压抗燃油纯电调
由计算机控制系统和以抗燃油为工质的高压液压系统构成 了高压抗燃油数字电液控制系统，简称高压抗燃油DEH，采用 MOOG阀，作为电液转换元件。 纯电调是相对电液并存而言的一种控制形式。在电调发展 初期，由于担心电气部分不可靠，还保留了一个液压控制回路 ，称为电液并存。电调发展至今已无保留液压备用的必要，撤 消液压备用回路后的电液控制系统称为纯电调。 系统采用磷酸酯型抗燃油为工质，以杜绝火灾隐患。 计算机控制系统和高压液压系统（包括电液伺服阀）都是专 业化极强、非常成熟的工业领域，两者很容易结合起来，构成 理想的汽轮机数字电液控制系统，正好能适应大型机组的自动 化要求，所以高压抗燃油数字电调已成为大型机组典型的控制 系统。
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电液转换的问题
电液控制系统由电气和液压两部分组成，如何将电气信号转 换成液压信号，便成为电调系统的关键。 在高压系统电液转换 元件称为电液伺服阀。最为人们所熟知的电液伺服阀为美国 MOOG公司生产的喷嘴挡板式电液伺服阀，简称MOOG阀，是一种 定型的产品，广泛应用于高压液压电液伺服系统中。具有控制 精度高，动态响应快的特点。但是其抗污染能力较差，对液压 油的清洁度要求很高。 在低压系统中，电液转化元件成为电液转换器。由于低压 透平油液压系统为汽轮机传统的液压控制系统，国内、外许多 厂家都开发过，电液转换器与自己的液压系统配套，以适应电 调发展的需要。例如：国内的汽轮机厂有自己的电液转换器， 没有形成行业通用的电液转换器 SVA9、DDV634,电液转换蝶阀放大器， REXA阀、CPC、VOITH、 TM25,
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DCS与DEH
DCS与DEH都是电厂过程控制系统 DEH是特殊的小型DCS系统：转速控制，负荷控制，伺服控制，系统对象 响应块，专业特殊硬件(转速卡、超速保护卡、伺服卡），没有手动功能（特
别在EH系统环节中），可靠性要 求更高，有的场合硬件要求三取二。 目前DCS硬件特别是控制器控制周期不能满足DEH大阶跃工况，如并网运 行转为孤网运行。