DEH控制系统主要功能.docx
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DEH控制系统主要功能
DEH控制系统主要功能
4DEH控制系统主要功能
本章讲述了DEH控制系统所完成的主要功能,参见DEH基本控制组态逻辑图。
主要功能有:
挂闸;
自动整定伺服系统静态关系;
自动判断热状态;
自动预暖;
升速:
设定目标、设定升速率、自动过临界、暖机;
3000r/min定速;
并网带初负荷;
自动同期;
升负荷:
设定目标、设定负荷率、暖机;
阀切换;
主汽压力反馈控制;
负荷反馈控制;
一次调频;
CCS控制;
高负荷限制;
低负荷限制;
阀位限制;
主汽压力限制;
快卸负荷;
单阀、顺序阀转换;
负荷不平衡;
喷油试验;
超速试验;
阀门活动试验;
电磁阀试验;
ATR热应力控制;
汽机自动/手动方式。
以上各项功能的具体操作步骤请见说明书第五章“DEH系统操作说明”。
5DEH系统操作说明
该DEH配置有操作员接口站(操作员站),还有一硬操盘,对汽轮机的控制通过操作员站实现,也可通过手操盘完成对汽轮机的简单控制。
本章主要讲述其主要操作。
DEH控制器通电
1电源切换
无论机柜接通220VAC主电源或备用电源,整个系统均能正常工作。
两路电源均接通时,断掉任何一路220VAC电源,整个系统仍能正常工作。
2DEH控制器上电
接入主、备电源,按下DEH机柜上交流电源开关,系统220VAC电源进入机柜。
此时应有:
电源摸板状态指示灯正常,5V、+15V、-15V、24V红灯亮,+48V绿灯亮;测量各直流电压输出值,应与标称值一致;各I/O模板运行灯(RUN)先红再变绿并保持常亮;TDMP02运行灯为绿色。
3操作员站或工程师站单独上电后均能进入正常的工作画面。
5-2挂闸及打闸
1挂闸就是使汽轮机的保护系统处于警戒状态的过程。
系统设置的复位试验阀组中的复位电磁阀(1YV),机械遮断机构的行程开关ZS1、ZS2供挂闸用。
挂闸程序如下:
按下挂闸按钮,复位试验阀组中的复位电磁阀(1YV)和高压遮断电磁阀带电,1YV将润滑油引入危急遮断装置活塞右侧腔室,活塞左行到左侧止点,使危急遮断装置的撑钩复位,通过机械遮断机构的杠杆将遮断隔离阀组的机械遮断阀复位,将抗燃油安全油的排油口封住,建立抗燃油安全油。
当压力开关组件中的三取二压力开关检测到抗燃油安全油已建立后,向DEH发出信号,使复位电磁阀(1YV)失电,危急遮断装置活塞回到右止点,DEH检测行程开关ZS1的常开触点由断开转为闭合、行程开关ZS2断开,DEH判断挂闸程序完成。
2系统上电运行后,在OIS“自动控制”画面中状态显示为停机,油开关跳闸,在所有阀全关位。
3在启机前必须进行阀门静态校验
4汽轮机挂闸可通过操作员站OIS完成,也可通过DEH手操盘实现。
挂闸允许条件:
汽轮机已跳闸;
所有阀门在全关位。
在OIS“自动控制”画面中按“挂闸”按钮,1YV和高压遮断电磁阀动作,高压
保安油建立,此时在OIS“自动控制”画面中显示汽机已挂闸状态。
5汽轮机挂闸后,按“运行”按钮,使系统投入运行,画面显示“运行”。
6汽轮机打闸可通过就地手打,也可通过DEH手操盘上的打闸按钮进行。
在DEH手操盘上按打闸按钮,动作遮断电磁阀,使汽机打闸。
此时在OIS“自动控制”画面中显示为汽机打闸状态,同时所有阀门关闭。
5-3自动整定伺服系统静态关系
1整定伺服系统静态关系的目的在于使油动机在全行程上均能被伺服阀控制。
阀位给定信号与油动机升程的关系为:
给定0%~100%升程0%~100%。
2为保持此对应关系有良好的线性度,要求油动机上作反馈用的LVDT,在安装时,应使其铁芯在中间线性段移动。
3启动前,机组整定条件:
汽机已挂闸;所有阀全关;汽机转速小于100r/min;主汽压力为0。
可同时对6个阀CV1、CV2、CV3、CV4、ICV1、ICV2进行整定,也可单独对每个阀进行整定。
校验速率分为4档:
30秒、60秒、35分、70分。
从OIS阀门校验画面中选择,选中后即显示出相应值。
校验次数为1~4可选,选中后即显示出相应值。
对所有阀进行校验,在OIS“阀门校验”画面中按“所有阀校验”按钮,显示“所有阀在校验”状态,按“进行”按钮,显示“进行”状态,此时OIS站显示阀位从全关到全开,再从全开到全关,校验完成,显示停止状态。
也可再对单个阀进行校验,在OIS“阀门校验”画面中选择任一阀校验按钮,显示此阀的校验状态,按“进行”按钮,显示“进行”状态,此时OIS站显示此阀位从全关到全开,再从全开到全关,校验完成,显示“停止”状态。
若在校验过程中,按下“停止”按钮,此阀位应缓慢恢复原位。
5-4自动/手动方式
系统在上电运行后,在OIS“自动控制”画面中显示为“手动”状态。
在OIS“自
动控制”画面中按“自动”按钮,显示“自动”状态。
在OIS“自动控制”画面中按“手动”按钮,显示“手动”状态。
若手操盘上“手动”带灯按钮被按下,则切到手动并显示“手动”状态,此时系统被强制于手动方式且在OIS上无法切到自动方式。
当再次按下手操盘上“手动”带灯按钮后,操作人员才可以在OIS的“自动控制”画面中切换到“自动”状态。
在下列情况退出自动方式:
汽机已跳闸;
OIS画面上按“手动”按钮;
刚并网时,实际转速小于2980rpm;
手操盘上切手动。
5-5升速
在机组已挂闸,伺服阀静态校验已经完成后,机组可以进行升速。
1目标转速
目标转速可以在OIS“自动控制”画面中设置。
当不做超速试验时,目标转速最大只能设为3060r/min;当做超速试验时,目标最大只能设为3360r/min;汽机刚挂闸时,目标转速为当前转速值;汽机已跳闸,目标转速为零;油开关刚断开,目标转速为3000r/min;目标转速错误设在临界转速区内时,自动选择为临界转速区下限值。
2升速率
在OIS“自动控制”画面中,速率可在(0~800)r/min/min内设置。
在刚挂闸时,DEH根据机组热状态自动选择初速率;在过临界转速区时,若速率小于400r/min/min时,速率自动改为400r/min/min并显示该值,若大于400r/min/min,则显示当时值并按该速率过临界,此时OIS画面显示为“过临界”状态。
3暖机
当机组需要暖机时,在OIS“自动控制”画面中按“保持”按钮,此时OIS画面
显示“保持”状态,转速保持当前值进行暖机。
若机组此时正在过临界,按保持按钮时,该操作无效。
3临界转速
轴系临界转速当前设定值为:
电机转子一阶:
1181r/min~1290r/min;
低压转子一阶:
1968r/min~2150r/min;
高中压转子一阶:
1628r/min~1859r/min。
为避免汽轮机在临界转速区内停留,DEH设置了上述三个临界转速区。
当汽机转
速进入此临界区内时,若司机当前设定速率大于400r/min/min,则DEH保持此升速率,否则,DEH自动把升速率修改为400r/min/min。
若实际测量的临界转速值与计算值比较偏离较大,必须修改临界转速区值及临界转速平台值。
4升速
当机组挂闸后,自动状态,在OIS“自动控制”画面中设定目标转速并及合适的速率升速,按下“进行”按钮,显示“进行”状态,此时主汽阀全开,调节阀随着转速的升高缓慢开启,机组转速也随着给定转速的升高而逐渐上升,当升至某一目标值后,机组转速将稳定在规定范围内。
5-6自动同期
当机组转速稳定在3000r/min,且准备并网时DEH将接收自动同期装置的增减信号来改变机组转速,使机组转速在2985r/min~3015r/min之间进行变化,当满足并网条件时,自动同期装置将自动发出并网信号,使机组快速并网。
若有下列情况之一,则退出自同期方式:
转速小于2983r/min,大于3017r/min;
系统转速故障;
并网;
汽机已跳闸;
自动同期装置退出在线。
5-7单阀/顺序阀转换
在机组稳定运行时,宜用喷嘴调节方式,尽量减少处于节流状态下的CV阀,从
而提高机组热效率。
在启动过程中,为保证机组全周进汽,缩短启动时间,宜采用节流调节方式,即所有CV阀同步开关。
实现这两种控制方式的变换,就叫做阀门管理。
启动过程中,为减小高压缸的热应力,通常采用单阀方式启动。
当机组升到一定
负荷后,投入负荷反馈,在OIS“自动控制”画面中按“顺序阀”按钮,显示“单阀/顺序阀转换正在进行”。
大约过10分钟,转换结束,在转换结束后负荷应稳定。
然后切回单阀后负荷也应稳定。
若投入压力反馈,重复上述过程,在转换过程结束后负荷应稳定。
若在热态、极热态启动时,将强迫采用顺序阀方式运行。
当机组甩负荷后,自动设为顺序阀方式运行。
若此时想切回单阀方式运行,必须并网带上初负荷后才能进行单阀/顺序阀转换。
5-8升负荷
1并网带初负荷
DEH自动进入同期方式后,其目标转速在刚进入同期方式的值的基础上,按同期装置发来的转速增减指令,以60r/min/min的变化率变化,使发电机的频率及相位达
到同期条件的要求。
当同期条件均满足时,同期装置发出“油开关合闸”指令使油开关闭合,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,固用主蒸汽压力修正来增加给定值。
给定值=原值+3+f(P0)f(P0)为主汽压力修正函数
刚并网时,目标也等于此给定值。
2目标功率
可在OIS“自动控制”画面中设置目标,目标功率最大能设置为150MW。
当负荷反馈刚投入时,目标功率为当前负荷值(MW);主汽压力反馈刚投入时,目标为当前主汽压力值(%);发电机刚并网时,目标功率等于初负荷;汽机跳闸时,目标功率为零;油开关跳闸时,目标为3000r/min。
3负荷率
在OIS“自动控制”画面中,负荷率可设置为(0~100)MW/min内的任意值。
4升负荷
当机组并网带上初负荷后,在OIS“自动控制”画面中,给定与目标一致均为初负荷值,机组在保持状态。
此时投入负荷反馈,设定所需的目标功率和负荷率,按“进行”按钮开始升负荷,显示“进行”状态。
当机组升到滑压位时,切除负荷反馈,此时给定输出保持不变,阀门开度保持不变,此时实际功率比较低,提升主蒸汽压力至额定值的100%,实际功率将随着主蒸汽压力的提高而升高。
再次投入负荷反馈,设定目标功率为135MW,使机组带满负荷。
5-9负荷反馈和主汽压力反馈
DEH控制系统逻辑设定负荷反馈投入方式和主汽压力投入方式不能同时投入,投入一种反馈时另一种反馈自动切除。
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负荷,经过计算后输出控
制CV阀和ICV阀。
在满足以下条件后,可由操作员在OIS“自动控制”画面投入负荷反馈:
机组已并网,负荷大于0MW或于小150MW;
负荷信号正常;
快卸未动作;
TPC未动作;
系统处于自动方式;
一次调频未动作。
负荷反馈切除条件:
操作员通过OIS“自动控制”画面切除该反馈;
负荷小于0MW或大于135MW;
负荷信号不正常;
汽机打闸;
到滑压点时;
快卸动作;
TPC动作;
自动方式切除;
油开关断开;
投入压力控制。
在负荷反馈投入时,目标功率以MW形式表示。
采用PID无差调节,稳态时
负荷等于设定的值。
2主汽压力反馈
主汽压力控制器是一个PI控制器,用于比较设定值与实际主汽压力,经过计算
后输出控制CV阀。
在满足以下条件后,可由操作员投入主汽压力反馈:
主汽压力小于3Mpa~15Mpa之间;
主汽压力信号正常;
TPC未动作;
快卸负荷未动作时;
自动方式时;
一次调频未动作;
负荷控制回路未投入。
在主汽压力反馈投入时,目标压力以压力百分比形式表示。
采用PID无差
调节,稳态时主汽压力等于目标压力对应的压力值。
主汽压力反馈切除条件:
主汽压力小于3Mpa或大于15Mpa或主汽压力信号故障;
给定与实际之差大于20%;
快卸负荷动作时;
手动方式时;
油开关跳闸时;
TPC动作。
5-10一次调频
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。
当一次调频投入后,若机组转速在死区范围内,频率调整给定为零,一次调频不动作;若转速在死区范围以外,一次调频动作,频率调整给定按不等率随转一次调频功能投入条件:
自动方式,负荷曾大于额定功率的4%后。
一次调频不等率在3%-6%内可调,出厂设置为4.5%,调频死区出厂设置为±
10/min,当由CCS控制时,调频死区变为30rpm。
一次调频不等率及调频死区值在OIS的自动限制画面中可显示。
随着今后电网内配上DEH系统的机组比例的增加,在其占主导地位后,可逐渐减
小死区,以提高供电品质。
为能使负荷反馈、主汽压力反馈等功能长时间投入工作,不因一次调频动作而被
切除,可将死区设定一较大值(30r/min)。
但注意除CCS方式可由协调控制系统实现一次调频外,负荷反馈方式及主汽压力反馈方式在死区范围内不参与一次调频。
5-11CCS控制
当DEH接收到“CCS请求”信号后,可在OIS“自动控制”画面中按“CCS投入”按钮,画面显示“CCS投入”。
在CCS控制方式下,DEH目标等于CCS给定。
此时目标跟随CCS给定信号增、减,实际负荷也相应增或减。
在下列条件下,切除CCS:
TPC动作;
一次调频动作;
手动方式;
油开关跳闸;
无“CCS请求”信号;
快卸负荷动作;
操作员手动切除;
CCS给定信号故障。
5-12高/低负荷限制、阀位限制
1高负荷限制
操作员可在OIS“自动限制”画面中(10~150MW内)设置高负荷限制值,使DEH给定始终小于此限制值。
系统上电后高负荷限制值自动设置为150MW。
若此时负荷比限制值高,则自动减至该限制值。
2低负荷限制
操作员可在OIS“自动限制”画面中(2~10MW内)设置低负荷限制值,使DEH给
定始终大于此限制对应值。
系统上电后低负荷限制值自动设置为2MW。
若此时负荷比限制值低,则增至限制值。
3阀位限制
操作员可在OIS“自动限制”画面中(0~120)%内设置阀位限制值,系统上电后自动设置显示为115%。
若阀位大于限制值,则维持当前阀位。
5-13TPC动作
操作员可在TPC方式切除时,在OIS“自动限制”画面中(3~12MPa内)设置TPC限制值。
系统上电后TPC限制值自动设置为10MPa。
在OIS“自动控制”画面中按“TPC投入”按钮,画面显示“TPC投入”状态。
当实际主汽压力值小于该限制值时,TPC动作开始减负荷,直到负荷减至20%阀位或主汽压力再次大于限制值后停止减负荷。
在下列条件下切除TPC方式:
油开关跳闸;
主汽压力信号故障;
手动状态。
5-14快卸负荷
1当汽轮发电机组出现某种故障时,快速减小阀门开度,卸掉部分负荷,以防止故障扩大。
在快卸负荷功能投入期间,DEH接收到快卸负荷开入信号时,总的阀位参考量在原值基础上以对应档变化率减小,直到此开入信号消失或切除快卸负荷功能或此参考量减到对应档的下限值。
同时目标和设定点即等于总的阀位参考量,也随着减小。
快卸负荷切除条件:
负荷小于25%;
汽机已跳闸;
油开关断开。
按故障大小不同,快卸负荷分为三档,分别由快卸负荷1#、2#、3#三个开关量输入信号触发。
快卸负荷1#、2#、3#的下限均定为50%,下降负荷率分别为50%、100%、200%。
在快卸负荷动作时,自动切除负荷、主汽压力反馈。
2操作
当满足条件后,在OIS“自动控制”画面上,按“快卸负荷”选项,将其置为“投
入”,则快卸功能投入。
在快卸功能投入的状态下,当有快卸信号产生时,“目标”信号将以某一预定的速度递减。
直至该信号消失或“目标”值减少至对应档的下限值。
操作员在OIS上取消该功能。
即在OIS“自动控制”画面上,按“快卸负荷”选
项,将其置为“切除”,则快卸功能退出运行。
5-15喷油试验
喷油试验允许条件:
转速在2990r/min~3010r/min之间,机组各项指标在试验允许范围内。
首先将硬操盘的试验钥匙开关从“正常”位打在“试验允许”位;
1接着在OIS“喷油试验”画面中按“喷油试验”按钮,投入喷油试验,显示喷油试验正在进行:
隔离电磁阀4YV带电,ZS4到试验位后发讯,DEH接收到该信号后,喷油电磁阀2YV带电,喷油,飞锤飞出,当DEH接收到ZS2在遮断位信号后,判断喷油试验成功,然后喷油电磁阀2YV失电,复位汽机,隔离电磁阀4YV失电,ZS5到正常位,喷油试验结束;
3喷油试验的过程在OIS喷油画面上都有相应的动态显示。
5-16阀门活动试验
阀门活动试验允许条件:
所有主汽阀全开,负荷在70~130MW内,自动方式,非
CCS方式下,单阀方式。
阀门活动试验分4组进行,为减小试验过程中负荷的波动,投入负荷反馈。
把负
荷升至合适,并且稳定。
此时在OIS“阀门试验”画面中按下“阀门活动试验”按钮,显示阀门在试验状态。
然后按下“MSV1阀门试验”按钮,显示MSV1阀门试验正在进行,CV2、CV3阀缓慢关闭,CV1、CV4阀缓慢开启,当关到阀位10%时,10YV、11YV动作CV2、CV3阀全关,然后15YV带电,MSV1开始关闭,当DEH接收到活动试验到位信号后,活动试验电磁阀15YV失电,接着MSV1升至全开,CV2、CV3缓慢回升,CV1、CV4阀缓慢关闭至负荷对应初始开度。
显示MSV1阀门试验结束。
按下“MSV2阀门试验”按钮,显示MSV2阀门试验正在进行,CV1、CV4阀缓慢关
闭,CV2、CV3阀缓慢开启,当关到阀位10%时,9YV、12YV动作CV1、CV4阀全关,然后16YV带电,MSV2开始关闭,当DEH接收到活动试验到位信号后,活动试验电磁阀16YV失电,接着MSV2升至全开,CV1、CV4缓慢回升,CV2、CV3阀缓慢关闭至负荷对应初始开度。
显示MSV2阀门试验结束。
按下“RSV1阀门试验”按钮,显示RSV1阀门试验正在进行,ICV1阀缓慢关闭,
高压调节阀缓慢开启,当关到阀位10%时,17YV动作ICV1阀全关,然后21YV带电,中压主汽阀RSV1开始关闭。
当DEH接收到活动试验到位信号后,活动试验电磁阀21YV失电,接着RSV1升至全开,ICV1阀缓慢回升,高压调节阀缓慢关闭至负荷对应初始开度。
显示RSV1阀门试验结束。
按下“RSV2阀门试验”按钮,显示RSV2阀门试验正在进行,ICV2阀缓慢关闭,
高压调节阀缓慢开启,当关到阀位10%时,18YV动作ICV2阀全关,然后22YV带电,中压主汽阀RSV2开始关闭。
当DEH接收到活动试验到位信号后,活动试验电磁阀22YV失电,接着RSV2升至全开,ICV2阀缓慢回升,高压调节阀缓慢关闭至负荷对应初始开度。
显示RSV2阀门试验结束。
做阀门活动试验过程中,切除阀门活动试验开关,此时对应的阀门应缓慢恢复原
位。
5-17高压遮断试验与ETS在线试验
在汽机挂闸后,可进行高压遮断电磁阀试验。
因高压遮断电磁阀采用四个电磁阀
两串两并的双重冗余结构,故可进行在线试验。
1高压遮断试验
将试验钥匙开关打到“试验允许”位。
在OIS站上进入“高压遮断试验”画面,按下“HPT试验”按钮,然后选择5YV、
6YV、7YV或8YV电磁阀试验,OIS画面上相应电磁阀位置将变成红色,通过压力开关PS4或PS5检测被试验的电磁阀是否有效动作,当检测到被试验的电磁阀已动作后,OIS上显示“成功”(绿色),否则显示“失败”(红色)。
试验结束后将试验钥匙打到“正常”位。
2ETS在线试验
将试验钥匙开关打到“试验允许”位。
在OIS站上进入“高压遮断试验”画面,按下”ETS试验”按钮,然后选择5YV、
6YV、7YV或8YV电磁阀试验,OIS画面上相应电磁阀位置将变成红色,通过压力开关PS4或PS5检测被试验的电磁阀是否有效动作,当检测到被试验的电磁阀已动作后,OIS上显示“成功”(绿色),否则显示“失败”(红色)。
试验结束后将试验钥匙打到“正常”位。
5-18阀门严密性试验
阀门严密性试验允许条件:
自动方式,汽机已挂闸,转速在2990r/min~
3010r/min之间,油开关跳闸状态。
1主汽阀严密性试验
当上述条件满足后,在OIS“严密性试验”画面中按“主汽阀严密性试验”按钮,
显示试验正在进行,汽机转速下降,主汽阀全关。
显示记录汽机惰走时间。
2调节阀严密性试验
当上述条件满足后,在OIS“严密性试验”画面中按“调节阀严密性试验”按钮,
显示试验正在进行,汽机转速下降,调节阀全关。
显示记录汽机惰走时间。
3在机组转速到达可接受转速,严密性试验结束,机组均打闸停机,且需重新启动机组。
5-19超速试验
在汽轮机首次安装或大修时,必须验证超速保护的动作准确性。
对每一路超速保
护都应进行试验验证。
操作人员进入OIS的“超速试验”画面上进行试验操作。
1机械超速试验
首先将超速试验钥匙开关从“正常”位打在“机械”位,接着在OIS“超速试验”
画面中将目标转速值设为3360r/min,速率设为100r/min/min,按下“机械超速试验”按钮,显示“试验”状态。
进行升速。
当转速上升至危急遮断器动作值时,飞环迅速击出,打击危急遮断器的撑钩,使其脱扣,并通过机械遮断机构带动遮断隔离阀组中的遮断隔离阀动作,泄掉抗燃油安全油,快速关闭各进汽阀,遮断机组,同时机械遮断机构中的行程开关ZS2常开触点转为闭合,DEH接收此信号认为机组跳闸,同时记录飞环飞出的动作转速。
超速试验结束后,操作人员将硬手操盘上的超速试验钥匙开关拨至“正常”位。
2电气超速试验
将超速试验钥匙开关从“正常”位打在“电气”位,接着在OIS“超速试验“画面中将目标转速值设为3360r/min,速率设为100r/min/min,按下“电气超速试验”按钮,显示“试验”状态。
当转速升到超过110%时,超速保护动作,遮断汽机并显示遮断转速、最大转速。
试验结束后应复位最大转速,退出电气超速试验。
3甩负荷
机组在正常运行中,当有油开关跳闸信号时,若负荷大于15%,则迅速动作超速限制电磁阀,关闭高、中压调节阀,同时将目标转速改为3000r/min,待延时2秒钟后,超速限制电磁阀失电,转入正常转速回路调节,油动机开启至空负荷位,使机组迅速稳定于3000r/min,在“超速试验”画面中可显示最大飞升转速。
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- DEH 控制系统 主要功能