汽轮机数字电液调节系统.ppt

第三章 汽轮机数字 电夜调节系统 Digital electric hydraulic control system,课前复习,1、对调节系统的要求是什么？ 2、动态特性指标有哪些？影响因素是什么？ 3、中间再热为什么会导致中低压缸功率滞后？ 4、单元制机组的运行控制方式有哪几种？各有何特点？画出框图。 5、说明功频电液调节系统为什么会出现反调现象，如何克服？,第三章 数字电液调节系统 Digital-Electric-Hydraulic Control System,第一章中介绍了，调节系统经历的四个阶段，但无论何种系统，其执行部分仍采用液动。力量大，动作快，体积小，比较可靠。 DEH系统是Digital-Electric-Hydraulic Control System的简写，它与液压式调节系统有本质的不同。而且润滑油与调节系统用油分离，前者仍用透平油，后者已经由高压EH油代替。其信号传递大致如下： DEH控制器 电液伺服执行机构 油动机 调节阀、主汽门,第一节 DEH系统的组成 Section 1 Compose of DEH,DEH由电子控制器和EH供油系统组成。,1、作用,一、电子控制器：Electronic Controller,2、组成,二、EH系统部分：The Part of EH System,1、EH供油系统,2、电液伺服执行机构,3、危急遮断系统,主汽门 调节汽门,电子控制器的作用,电子控制器是混合式控制系统，由数字系统和模拟系统组成。数字系统完成输入信息的处理、检查、设定值的计算处理和控制运算。其输出通过模拟系统来设置模拟量的阀位讯号。由阀位讯号经电液伺服执行机构来控制主汽门和调节汽门。,数字 系统,模拟 系统,A/D,D/A,u,控制器,执行器,电液转换,（阀位信号）,电子控制器的组成,电子控制器由以下部分组成：,1、硬件,2、数字系统,3、模拟系统,电子控制器的硬件：,DEH控制柜,00：计算机柜、执行诊断监控,01：基本控制模拟量、开关量、输入输出,02：阀门控制柜,03（04）：汽机自动控制（寿命）柜,05：UPS电源柜,操作站,图象站,调试终端,操作盘,显示盘,PC机：管理CRT和打印机,CRT、打印机,基本控制调试终端,ATC调试终端,电子控制器的数字系统,硬件,软件,基本控制计算机,ATC控制计算机,双机容错,数据采集、通讯、操作系统,输入输出接口,基本管理部分,基本控制部分,ATC部分,电子控制器的模拟系统,、数模转换器：将数字系统产生的阀门控制数字信号转换成模拟量信号，再送至阀门伺服回路。 、手操设备系统：当DEH的计算机系统发生故障时，运行人员可通过手操系统来实现对机组的控制，因此计算机可进行“在线”检修和维护，不影响机组的正常运行。 手操系统主要接受以下信号： 操作台来的阀位操作信号。当运行人员按操作盘上加（减）负荷（转速）时，就有一个信号手操可逆计数器，使它向增大（减小）方向记数。,记数器输出的记数值通过数模转换器向阀门伺服回路送去一个模拟信号，使阀门开大（关小） 主汽门压力控制器来减负荷信号：在模拟系统中也有一个主汽门压力控制器，它是在DEH系统切换到手操时实现对主汽门压力控制的。当主汽门压力模拟量信号低于某一给定值时，它就向可逆计数器发出减负荷信号，使之向减小方向记数以便关小调节阀门，直至主汽门压力恢复到给定值或调节门开度达到全量程的29%为止。 跳闸减负荷信号：一是出现电气主开关跳闸时，就有一减负荷信号送到手操可逆计数器，使之向减小方向记数以关闭调节阀。,模拟系统 之 手操设备系统,模拟系统 之 手操设备系统,返回信号（RUNBACK）：同数字系统一样，在模拟系统中也有模拟的返回功能，在必要时，为保护机组而实行快速减负荷。手操可逆计数器一旦接受返回信号就能向减小方向记数使调节门关小。 数字系统来的输出跟踪信号：当DEH处于自动方式时，数字系统的输出通过数模转换器得到一个模拟量的阀门开度要求信号，在送往阀门伺服回路的同时，也送到手操可逆计数器，使手操系统输出的阀门开度要求信号跟踪数字系统的输出，DEH系统在自动切换到手动时是无扰动的。,模拟系统 之 阀门伺服回路的电气接口,阀门伺服回路的电气接口：汽机的主汽门和调节阀门都是由液压来开启或关闭的，而阀门伺服回路所接受的是数模转换器输出的模拟电气信号。因此，在伺服回路中必须有： 将阀门开度的模拟电气信号转换成液压信号的电液转换装置。 将阀门开度的机械位移信号转换成电气信号的装置。 为实现某些保护功能，伺服系统中必须有能实 现阀门快速关闭的装置。,模拟系统 之 阀门伺服回路的电气接口,数模转换器来的阀门开度要求信号和阀位反馈信号比较后，其偏差经伺服放大后送入伺服阀，该伺服阀起到电液转换器的功能。它根据输入信号的极性去开启或关闭调节阀门（主汽门）。在油动机上装有一个位移差动变送器（LVDT），它根据油动机活塞的移动位置（阀门开度）产生一个阀位电气信号作为阀位反馈信号送至伺服系统的输入端。 超速保护控制器（OPC）：由三部分组成： 中压调节阀门快关作用（甩部分负荷保护）CIV； 负荷下跌预测功能LDA（甩全负荷保护）； 超速控制功能（超速保护）。,EH系统部分-EH供油系统,提供高压抗燃油，驱动伺服执行机构。 具体内容将在以后介绍。,EH系统部分-执行机构,配汽机构包括两台高压主汽门、六台高压调节汽门和两台再热主汽门、二台再热调节汽门。各个蒸汽阀位置是由各自的伺服执行机构控制的。 在执行机构中，油缸和弹簧组成油动机，高压抗燃油可使油缸打开蒸汽阀门，而弹簧用来关闭蒸汽阀门。 开关型执行机构：中压主汽门。 控制型执行机构：高压主汽门、高、中压调节汽门。,EH系统部分-危急遮断系统,自动停机危急遮断系统（AST）：包括危急跳闸ETS、机械超速和手动停机（110-113%） ETS监视的指标：转速、推力轴承磨损、润滑油压低、EH油压低、低真空、DEH失电、MFT、发电机主保护、机组振动。任一指标超限，均发出警报以至停机。 OPC系统； 危急遮断控制块及电磁阀：四个AST、二个OPC电磁阀，正常时带电关闭。另有2个单向阀。 试验组件：装在前轴承座边上，监视EH油压和试验各压力开关。,第二节 DEH系统功能 Function of DEH,一、运行方式： Operation Type DEH可在下列任何一种方式下运行，相邻两状态方式间可无扰动切换。 二级手动 一级手动 操作员自动 ATC 1、二级手动：最低级，仅作备用，系统全部由常规的模拟部件组成。 2、一级手动：开环运行方式。操作员在操作盘上按键控制阀门开度，各按钮之间有逻辑互锁，此方式作为自动方式的备用。,3、操作员自动方式：是最基本的运行方式，用这种方式可实现汽轮机转速和负荷的闭环控制，并具有各种保护功能。该方式设有完全相同的A和B双机系统，两机容错，具有跟踪和自动切换功能，也可以强迫切换。在该方式下，目标转速和目标负荷及其速率，均由操作员自定。 4、ATC运行方式：基于操作员之上。目标转速、负荷、升速率和升负荷率均来自内部计算设备或外部设备。,二、系统功能 The Systems Function,1、汽轮机自动程序控制（ATC）,2、汽轮机的负荷自动调节,3、汽轮机的自动保护功能,4、机组和DEH系统的监控功能,汽轮机的自动程序控制(ATC),操作员通过一个单独按钮就能使机组从盘车转速升到同步转速，同时尽可能降低启停过程的热应力，使启动机组和机组加负荷所需的时间最少。DEH调节系统的自动程序控制，是通过状态监测，计算转子热应力，并在机组应力允许范围内，优化启停过程。用最大的速率和最短的时间实现机组启动过程的全部自动化。 ATC允许机组有冷态和热态启动两种方式。冷态启动从盘车、升速、并网到带负荷。其间各操作、阀门切换全由计算机控制。 在非启停过程中，还可以实现ATC监督。,汽轮机的负荷自动调节功能,在负荷控制阶段，有以下功能： 1、有转速控制回路和负荷控制回路。 2、根据要求，可选择参与一次调频或带基本负荷。 3、负荷上下限和升降负荷率有运行人员调整设置。 4、迅速、自动冲过临界转速。 5、有调节级压力反馈和电功率反馈回路，可在负荷大于10%时由运行人员选择是否投入。 6、适应冷、热、温态启动。 7、可选择定压运行或滑压运行方式。定压时有阀门管理功能：单阀、顺序阀。保证获得最大效率。,汽轮机的负荷自动调节功能,8、适应电厂的炉跟机、机跟炉、机炉协调等运行方式。 9、有与自动同期装置的接口，能接受从CCS协调控制系统、电厂调度装置和运行人员操作盘来的目标负荷指令，自动控制汽轮机出力。 10、对控制系统所有的重要模拟量进行3选2处理，对重要开关量进行2选，对操作员输入命令按预定的规则进行检查。 11、阀门试验：操作人员通过按钮自动对高中压缸主汽门、调节门进行全行程阀门试验。,汽轮机的自动保护功能,DEH的保护系统有如下三种保护功能：,1、超速保护（OPC）,2、危急遮断控制（ETS）,3、机械超速保护和手动脱扣,自动保护功能-危急遮断控制（ETS）,该保护是在ETS系统检测到机组超速达到110% n0或其它安全指标达到安全界限后，通过AST电磁阀关闭所有的主汽门和调节汽门，实行紧急停机。,自动保护功能-超速保护（OPC）,甩全负荷超速保护：因油开关跳闸，迅速关闭调门，延迟一段时间后再开启调门，维持汽机空转，保证汽机迅速再并网。 甩部分负荷保护：当电网中某一相发生接地故障，引起发电机功率突降，从而使汽机实发功率与发电机功率不匹配，为维持电网稳定，保护电网系统，迅速将中压调门快关一下，然后再开启，维持正常运行。 超速保护：当110%n0n103%n0时，迅速将高、中压调节阀关闭。,自动保护功能-机械超速保护和手动脱扣,前者属于超速的多重保护，即当转速高于110% n0时实行紧急停机；后者为保护系统不起作用时进行手动停机，以保障设备和人身安全。,机组和DEH系统的监控功能,该系统在启停和运行过程中对机组和DEH装置两部分运行状况进行监督。内容包括：操作按钮状态指示和CRT画面（16个）状态指示。其中对DEH监控的内容包括：重要通道、电源和内部程序的运行情况等；CRT画面包括机组和系统的重要参数、运行曲线、潮流趋势和故障自动显示、记录打印等。 该系统给操作员提供机组运行状态及操作指导。,课内小结 Summary,重点和难点 Important & Difficult P