1、DEH系统简介
汽轮机数字电液控制系统,简称DEH。在近十余年中,国内电站汽轮机控制系统的发展经历了一段较快的成长期,其突出标志为电液控制系统在汽轮机控制中的应用和推广。数字电液控制技术是建立在两大基础技术之上的:其一为数字电子技术,它主要包括计算机技术,网络控制技术,电子集成电路技术等;其二为液压伺服控制技术。从20世纪70年代开始,随着大规模或超大规模集成电路技术的应用和推广,计算机及网络控制技术的普及和发展,数字电子技术的可靠性,安全性已越来越高;同时,液压伺服控制技术也得到了充分的发展,如液压装置的集成化,电液比例阀,伺服阀的使用等。所有这些综合运用于汽轮机控制、保护系统,就形成了适合电站汽轮机控制的数字电液控制系统,简称DEH。在DEH控制系统中,信号流部分(主要包括信号的采集,处理和放大)采用的是数字电子技术;而能量流部分(主要包括能量或功率的传递和放大)则采用了液压伺服控制技术。 2、DEH系统硬件组成部分
汽轮机的DEH控制系统主要由液压伺服系统,液压遮断系统和抗燃油供油系统组成。DEH数字电液控制系统在生产过程中完成机组的挂闸,阀门驱动,遮断等任务,确保机组的安全、稳定运行。 2.1液压伺服系统:液压伺服系统是DEH控制系统的重要组成部分,它主要由操纵座,油动机,LVDT组件等构成。液压伺服系统的关键部件是油动机,油动机是汽轮机调节保安系统的执行机构,它接受DEH控制系统发出的指令,操纵汽轮机阀门的开启和关闭,从而达
到控制机组转速,负荷以及保护机组运行安全的目的。
2.2液压遮断系统:液压遮断系统的任务是接受DEH或ETS控制系统的指令在,出现危害机组运行安全的紧急情况时,迅速泄掉各油动机的安全油,快速关闭各阀门,遮断机组进汽。
2.3抗燃油供油系统:供油系统的作用是为调节保安系统各执行机构提供符合要求的高压工作油(11~14MPa)。供油系统主要由EH供油装置,抗燃油管路,油动机过滤器及蓄能器组件等构成。 3、DEH系统调试
3.1液压伺服系统:保证各个伺服系统线圈接线位置正确;LVDT接
线正确。汽轮机挂闸后,对各个阀门进行整定,误差必须控制在允许的范围内,并且能够稳定在某个开度的位置上,不能出现阀门抖动或者反馈跳变的情况。
3.2液压遮断系统:确保AST电磁阀、OPC电磁阀带、失电正常。 3.3抗燃油供油系统:确保抗燃油供油泵远方启停正常;低油压联锁
正常;系统涉及到的各个DAS点均显示正常。 4、DEH系统功能及仿真试验
DEH主要控制汽轮机转速和功率,即从汽机挂闸、冲转、暖机、进汽阀切换、同期并网、带初负荷到带全负荷的整个过程,通过TV、GV、IV和RSV实现,同时具备防止汽机超速的保护逻辑。 4.1 超速保护部分
??超速保护部分的主要作用是提供转速三选二、油开关状态及汽机自动停机挂闸(ASL)状态三选二、超速保护逻辑、超速试验选择逻
辑以及DEH跳闸逻辑,它控制着OPC电磁阀,同时汇总DEH相关跳闸信号后通过硬接线送ETS,没有转速和负荷调节控制。 4.1.1 系统转速选择
转速三选二实际上是三取中逻辑,即由三路转速信号中的两路先分别大选,然后再对三个大选结果进行小选。 当出现以下情况时认为系统转速信号故障: ●任意两路转速故障
●一路转速故障,另外两路转速偏差大 ●三路转速互不相同
●转速给定大于500RPM时,系统转速与给定相差100RPM
??发生系统转速故障后,DEH应该自动将系统转速设定为一个很大的数值,这样将产生超速跳闸命令。 4.1.2 油开关状态
??DEH判断机组是否并网的唯一根据是油开关状态,因此该信号的重要性不言而喻。程序除了应该对合闸信号三取二以外,还要对油开关隔离信号进行三取二处理(如果有该信号的话),即只有当至少两路油开关合闸信号与至少两路隔离开关不在试验位同时存在时,DEH才认为机组真正并网了。
??基于同样的原因,DEH判断汽机是否挂闸也是通过对AST母管压力的三取二实现的。 4.1.3 超速保护
??超速保护(OPC)通过控制OPC电磁阀快速关闭GV和IV,有效
防止汽轮机转速飞升,并将转速维持在3000RPM。它实际上由两部分组成:并网前转速大于103%保护和并网后甩负荷预感器(LDA)。并网前以下条件引起OPC保护动作:
●未进行电气超速或者机械超速试验转速超过3090RPM
●甩负荷油开关解列后转速大于2900RPM时转速飞升过快(加速度) ●发电机解列瞬间如果中压缸排汽压力(IEP)大于额定值的15%或者该测点发生故障,则无论此时转速是否超过3090RPM,OPC电磁阀都要动作3秒,这就是甩负荷预感器的功能。 4.1.4 DEH跳闸
??汽轮机跳闸功能是由ETS控制AST电磁阀实现了,DEH只汇总以下的跳闸条件
●并网前系统转速故障或者超速(大于3300RPM) ●ATC方式下任何ATC跳闸命令
??ATC方式下是否允许ATC跳闸可以通过工程师站进行选择。 4.1.5 超速试验
??超速试验必须在3000RPM定速(转速大于2950RPM)、油开关未合闸的情况下进行,它包括OPC超速试验(103%)、电气超速试验(110%)和机械超速试验(111~112%)。这三项试验在逻辑上相互闭锁,即任何时候只有一项超速试验有效。对于机械超速试验,除满足上述条件外,ETS操作盘上的“超速保护”钥匙开关必须在“试验”位。
??在电气或者机械超速试验过程中,如果汽机转速超过3360RPM仍
未跳闸,为安全起见DEH将无条件发出超速跳闸指令送ETS。
4.2 基本控制部分
??基本控制部分是DEH的核心,它提供与转速和负荷控制相关的逻辑、调节回路,所有闭环控制的PID调节器和伺服阀接口均通过一对冗余的控制器实现。这部分还包括与自动控制有关的其他功能,如设定值/变化率发生器、限值设定、阀门切换、阀门管理、阀门试验、控制回路切换以及阀门校验等。与基本控制有关的重要模拟量,如发电机有功功率、主蒸汽压力、中压排汽压力和调节级压力同样也是三取二。
4.2.1远方挂闸
?导致汽机跳闸的原因总结起来有两个:一个是汽机危急保安装置动作后保安油压消失,薄膜阀动作后将AST母管内EH抗燃油排泄掉,所有阀门关闭;另外一个是AST跳闸块上AST电磁阀动作后直接将抗燃油排掉引起阀门全部关闭。远方挂闸的作用就是复位危急保安机构,即DEH通过控制安装在汽轮机前箱附近的板式气动挂闸电磁阀使得保安油压重新建立起来;远方复位ETS则是指通过DEH送出复位AST跳闸电磁阀指令给ETS,使AST跳闸电磁阀恢复带电状态,从而恢复AST母管油压。
??远方挂闸、ETS复位操作都是时间长度为10秒的脉冲信号,即命令发出10秒后自动消失;如果汽机仍未挂闸,则DEH给出“挂闸