DEH自动调节系统概述.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目目 录录 引 言 1 第一章 DEH 自动调节系统概述 2 第二章 转速调节系统 8 第一节 转速目标值形成原理 8 第二节 转速设定值形成原理 13 第三节 转速调节回路分析 15 第三章 DEH 负荷调节系统 16 第一节 负荷目标值形成 16 第二节 负荷设定值的形成原理 18 第三节 负荷控制系统分析 25 第四节 控制方式逻辑 29 第四章 阀门控制与管理 35 第一节 阀位指令形成原理 35 第二节 阀门试验 38 结 论 43 参考文献 44 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 引 言 汽轮机是电厂中的重要设备 在高温高压蒸汽的作用下高速旋转 完成热能到机 械能的转换 汽轮机驱动发电机转动 将机械能转换为电能 电力网将电能输送到各 个用户 为了保证供电质量 就必须保证电力系统的电压 频率的稳定 同时在电网 出现故障时 又要能保证机组自身的安全 电压的调节另有专门设备承担 不属于汽 轮机调节系统的范围 而频率则直接取决于汽轮发电机的转速 一般要求汽轮发电机 的转速稳定在额定转速附近很小的一个范围内 通常此范围为 1 5 3 0r min 为了 达到此要求 汽轮机必须配备可靠的自动控制装置 我国火电厂中 300 600MW 级汽轮大都配置了纯电调系统 大都采用分散控制系统 构成 电液调节系统种类繁多 其工作原理和功能各异 大多数电调设置转速控制 负荷控制 阀门控制 阀门管理 应力计算 应力限制 负荷限制 保护跳闸 ATC 等 功能 能够满足汽轮机安全运行和启停要求 本课题以某电厂 600MW 汽轮机配套的 DEH 控制系统的组态逻辑为例 分析其功能 重点了解转速控制系统 负荷控制系统 阀门控制系统 保护系统的组成及功能 通 过设计 加深对 DEH 控制系统功能的理解 掌握 加深了解汽轮机启停运行的相关知 识及操作监控方式 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第一章 DEH 自动调节系统概述 DEH 系统由两大部分组成 即液压控制系统和电气控制系统 液控系统作为调节系 统的动力单元 用以驱动阀门 使阀门的开度按着阀位指令而改变 电控部分实现各 种控制功能 如转速控制 功率控制 手 自动切换等 并最终形成各个阀门的阀位指 令 自动调节系统是汽轮机电液控制系统的必备功能 主要对汽轮机的转速和负荷 进行闭环调节 汽轮机控制系统有以下四种操作方式 汽机手动 MANUAL MODE 操作员自动 OPERATOR AUTO MODE 机组遥控控制方式 REMOTE MODE 汽机自启动方式 ATC MODE 在手动方式 操作员直接控制阀位设定值的大小 可以在软操作盘上使用阀增 VALVE RAISE 和阀减按钮 VALVE LOWER 控制调汽门的开度 从而控制汽机转速和负 荷 在操作员自动方式 操作员通过操作员站 OIS 输入期待的目标值 转速或负荷 由自动控制回路计算出阀位设定值 控制阀门的开度 实现汽机转速或负荷的控制 在遥控方式 由来自协调控制系统的负荷指令控制汽轮机的负荷 操作员不能干 预 负荷指令 通过控制高中压调汽门来实现要求的负荷 在自启动方式 由自启动程序自动控制汽轮机 几乎不需要操作员干预 在正常情况下 汽轮机控制系统运行在自动方式或自启动方式 在操作员自动方 式 操作员输入转速目标值和加速率 控制系统通过调节四个高压调汽门和四个中压 调汽门的开度 使汽机升速至期待的目标转速 在自启动方式 控制系统根据高 中 压转子热应力以及振动 偏心率 轴承温度等自动形成加速率和转速目标值 汽轮机控制系统具有自动同期能力 由操作员选择汽轮机在自同期方式或者由 自启动程序将汽机切至自同期方式 它将控制汽轮机转速和发电机电压并且当发 电机电压与电网电压同步后 闭合发电机主开关 在发电机刚并网 让汽机带上一定 的负荷 防止发电机逆功率运行 在发电机并网后 若汽机在自启动方式 它仅限制汽机的最大负荷变化率 而 由操作员控制负荷目标值 操作员有三种方式进行负荷控制 一是开环控制负荷 没有功率反馈和调节级压力反馈 二是将功率回路投入 这样 操作员输入负荷目标 值后 控制系统比较负荷设定值与实际负荷的大小经过 PI 运算后调节调汽门的开度 直至实际负荷符合负荷设定值 另一是将调节级压力回路投入 操作员输入负荷目标 值 控制系统比较负荷设定值与实际调节级压力的大小 用调节级压力代表负荷 并经 过运算 控制调汽门的开度 直至与负荷设定值相一致 在负荷控制阶段 操作员可以选择遥控控制方式即协调控制方式 在协调控制方 式 汽机根据协调控制系统产生的负荷指令进行阀位控制 OVATION DEH 系统中有两个 DROP 完成 DEH 的控制功能 其中一个用来完成基本控制功 能 另一个完成 ATC 功能 一 自动调节原理框图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 自动调节系统原理框图如图 1 1 所示 由图可知 有三个调节回路 转速调节回路 并网前 通过该回路控制机组转速 功率调节回路 并网后 通过该回路控制机组的负荷 调速级压力回路 并网后 通过该回路控制机组的负荷 是一个单回调节系统 图 1 1 DEH 调节原理框图 在负荷控制期间 如果进行机炉协调控制 电调系统还接收协调控制来的 CCS 指 令 此外 如果没有投入闭环控制回路 处于开环控制方式 由设定值经处理后形成 阀位指令 以上几个调节回路的输出经过选择切换 形成自动指令 DEMAND 和手动 回路的输出选择切换后形成总的基准值 REFERENCE 该基准值即为总的流量请求值 转速目标值 遥控方式 脱网 三选二逻辑 转速 CCS 指令值 V 调节器 转速回路 调节器 负荷回路 调节器 调节级压力 转速设定值 功率回路切除 T 调节级压力 回路投入 T T 调速级压力 三选二逻辑 调速级压力 V 目标值 功率设定值 调速级压力 设定值 切换逻辑 单阀顺序阀 F X 阀门试验逻辑 T 阀门试验指令 到 CV1 阀位控制卡 切换逻辑 单阀顺序阀 阀门试验逻辑 F X 阀门试验逻辑 T 阀门试验指令 到 CV4 阀位控制卡 切换逻辑 单阀顺序阀 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 经过各阀门特性校正后 形成各个阀门的阀位指令 送到各阀门的液压伺服卡 液压 伺服卡执行阀门位置控制功能 最终使阀门实际开度和阀位指令相平衡 阀门开度变 化 使进入汽轮机的蒸汽量改变 从而改变相应的被调量 转速 功率 调速级压力 完成控制功能 二 功能模块说明 DEH 的所有控制功能是由分散处理单元 DPU 完成的 为了完成特定的功能 必须进 行组态 为了便于分析各个系统及相关逻辑 对组态图中常用的功能模块及图符加以 说明 如表 1 1 示 表 1 1 功能码说明 序 号 功能码名 称 图符功能说明 1 函数发生 器 用于非线性输出 输入关系 的线性化 将输入范围分为十二 段 每一段都建立一个线性的输 入输出关系 然后根据输入计算 对应的输出 2 模拟切换 器 根据逻辑输入FLAG 选取二 个模拟输入中的一个作为输出 当FLAG 0时 输出 IN1 当FLAG 1时 输出 IN2 3 加法器 本功能执行四个输入的加权 运算 通过选择适当的增益 这 个块可实现比例 偏移 差分等 功能 这种功能可由下面的方程 式描述 输出 OUT IN1 G1 IN2 G2 IN3 G3 IN4 G4 4 速率限制 器 对输入信号的变化率加以限 制 当输入的变化率不超过一个 限值 RALM 时 输出和输入相等 当输入的变化率大于这个限制值 时 输出将按限值所决定的速率 改变 直到输出再次等于输入为 止 并且限速标志置为逻辑 1 FOUT RALM OUT f x IN1 1 T IN2 FLAG N IN1 Y OUT IN1 OUT IN3IN1 OUT IN2IN4 V 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 5高低限比 较 器 对一个信号进行高低限报警 当 输入大于高限或小于低限值时 输出 OUT 为逻辑 1 反之 当输入小于高限 且大于低限时 输出 OUT 为逻辑 0 6高限比较器 对一个信号进行高限报警 当输 入大于高限时 输出 OUT 为逻辑 1 反之 当输入小于高限时 输出 OUT 为逻辑 0 7低限比较器 对一个信号进行低限报警 当输 入小于低限值时 输出 OUT 为逻辑 1 反之 当输入大于低限时 输出 OUT 为逻辑 0 8小选器 本功能选择并且输出一个具有最 小代数值的输入 9逻辑非 实现逻辑非运算 10逻辑与 实现逻辑与运算 11逻辑或 实现逻辑或运算 IN1H L OUT IN1H OUT IN1 L OUT IN3IN1 OUT IN2IN4 IN1OUT N AND IN1 OUT IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 OR IN1 OUT IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 12RS 触发器 SET 是置位输入 RSET 是复位 输入 当两个输入 S1 S2 都为 0 时 记忆以前的输出 当两个输入都是 1 时 输出 为 0 当 S1 1 S2 0 时 输出 1 当 S1 0 S2 1 时 输出 0 13脉冲发生器 根据输入信号 IN1 输出脉冲 脉 冲宽度由 TARG 确定 即只要输入由 0 变为 1 输出就发出固定宽度脉冲 ACT 为记时输出 输入信号 IN1 由 0 变为 1 时开始记时并在达到 TARG 指 定的值时保持不变 直到输入再次由 0 变为 1 时清零 14延时开 ON DELAY 当输入保持逻辑 1 状态的时间超 过计时时间 TARG 输出才会变成逻 辑 1 然后它跟踪输入 15延时关 OFF DELAY 当输入保持逻辑 0 状态的时间超 过计时时间 TARG 输出才会变成逻 辑 0 然后它跟踪输入 16PID 算法 对 SV 和 PV 的偏差进行比例 积分 微分运算 17模拟量发生 器 该算法用来产生一个模拟量常数 R 1 0 OUTS SET RSET OUT IN1 ACT TAR G OUTTD IN1 ON OUTTD IN1 OFF SV PV dt S2 S3 4 K d OUT A OUT 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 18键盘接口算 法 在多数情况下 该算法提供操作 员站的控制键和控制器之间的接口 对于 SPUP SPDN INC DEC 四个按键 按下时发出逻辑 1 其余 键按下时发出脉冲 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第二章 转速调节系统 第一节 转速目标值形成原理 在机组运行过程中 操作员可修改目标值 升速率或负荷率 由设定值形成回路 形成每个控制阶段的设定值 需指出的是转速目标值形成逻辑和负荷目标值形成逻辑 是一个 如图 2 1 示 在分析转速控制系统时 只针对与转速有关的条件加以分析 由图可知 在操作员输入目标值时 要使目标值发生改变 必须使得输入目标值 信号为 1 即 DEH1 DEMDENT 1 转速目标值共有四种来源 分别是 操作员输入新的目标值 自启动 ATC 目标值 DEH2 ATCTARG 设定值 目标值跟踪值 DEH1 X158 同期跟踪值 X135A 一 输入目标值逻辑 在机组运行过程中 操作员输入新的目标值 以适应机组的运行要求 输入目标 值逻辑如图 2 2 示 由图可知有下列条件都满足时 使输入目标值信号置位 即 DEH1 DMDENT 1 1 改变目标值且按下 输入 键 2 并网前转速目标值没有超范围且不在叶片共振区 并网后负荷目标值没有超 范围 二 设定值 目标值跟踪 DEH1 DEMDTRK 逻辑 当机组的运行方式或运行工况改变时 为了使控制系统平稳运行 设定值 目标 值自动调整到合适的值 即设定值 目标值跟踪 其逻辑如图 2 3 所示 由图可知 出现以下任一条件时 将使目标值跟踪信号置位 即 DEH1 DEMDTRK 1 1 调速级压力回路刚刚投入 2 功率回路刚刚投入 3 功率回路 调速级压力回路刚刚都退出 4 功率回路或调速级压力回路刚退出 5 主开关刚刚断开 即与电网刚解列 6 DEH1 OA 0 即手动方式 7 DEH1 TCPERMN 1 指汽机跳闸 8 DEH1 TCPERMN 0 指汽机刚挂闸且调汽阀全开 9 DEH1 ADS 1 指刚进入 ADS 方式 10 DEH1 BRCL 1 指主开关刚刚合上 即刚并网 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 DEH1 DMDENT 输入目标值 DEH1 ATCSPDS ATC方式 DEH1 DEMDTRK 设定值跟踪 DEH2 ATCTARG ATC目标值 DEH1 REMOTE 遥控方式 DEH1 REFDMD 设定值 DEH1 REMTRK 遥控跟踪 DEH1 TARGET 目标值 DEH1 ASTRK 同期跟踪 图 2 1 目标值形成逻辑 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 DEH1 BRA 并网 DEH1 X01G 转速目标值超范围 DEH1 X01F 在叶片共振区 DEH1 X01E 在叶片共振区 DEH1 X01D 在叶片共振区 DEH1 X01H 负荷目标值超范围 DEH1 X01C 在叶片共振区 DEH1 X01A 在叶片共振区 图 2 2 DEH1 DMDENT 输入目标值 逻辑 DEH1 OA 操作员自动方式 DEH1 TCPERMN TV关闭 DEH1 BRCL 刚并网 DEH1 ADS ADS方式 DEH1 BRA 并网 DEH1 MWI1 功率回路投入 DEH1 IPI1 调速级压力回路投入 图 2 3 DEMDTRK 设定值跟踪 逻辑 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 当设定值跟踪逻辑置位时 将使目标值和设定值跟踪 DEH1 X158 DEH1 X158 信 号的形成原理如图 2 4 所示 根据不同的跟踪条件 形成相应的跟踪值 1 调速级压力回路刚刚投入时 设定值和目标值跟踪机组的实际调速级压力 使调速级压力调节器的入口偏差为零 以实现无扰切换 2 功率回路刚刚投入时 设定值和目标值跟踪机组的实际功率 使功率调节器 的入口偏差为零 以实现无扰切换 3 功率回路 调速级压力回路刚刚都退出时 设定值和目标值跟踪 GV 主站的 输出与一次调频量的和 即 X285 X151 4 功率回路或调速级压力回路刚退出时 设定值和目标值也跟踪 GV 主站的输 出与一次调频量的差 即 X285 X151 5 主开关刚刚断开 即与电网刚解列时 若汽轮机没有跳闸 设定值和目标值 也跟踪额定转速 3000rpm 若汽轮机跳闸 设定值和目标值置零 即跟踪 0rpm 6 DEH1 OA 0 即手动方式 若机组没有并网 设定值和目标值也跟踪机组的 实际转速 DEH1 WS 这样使转速调节器的入口偏差为零 以实现手自动无扰切换 机组已并网 设定值和目标值也跟踪 GV 主站的输出 X285 7 DEH1 TCPERMN 1 指汽机跳闸 设定值和目标值置零 即跟踪 0 8 DEH1 TCPERMN 0 指汽机刚挂闸且调汽阀全开 此时设定值和目标值跟踪 机组的实际转速 即盘车转速 9 DEH1 ADS 1 指刚进入 ADS 方式 设定值和目标值也跟踪 GV 主站的输出 X285 而此时 GV 主站的输出由进入 ADS 方式前 DEH 内部形成 当进入 ADS 方式后 设定值跟踪 DEMDTRK 标志消失后 将产生遥控跟踪标志 REMDTRK 此时目标值跟 踪 X127 即协调控制系统的指令 形成 GV 主站的输出 这样 ADS 方式投入和退出时 无扰 10 DEH1 BRCL 1 指主开关刚刚合上 即刚并网时 设定值和目标值跟踪 GV 主站的输出与初负荷设定值的和 即 X285 X635 三 同期方式 在 OVATION 的电调系统中 同期方式有两种 手动同期和自动同期 机组并网后 负荷达到一定值后 机组可以投入协调方式 即 ADS 方式 同期方式是转速控制阶段的一种特殊运行方式 根据电气同期装置来的同期增减 信号调整汽轮机的转速 采集发电机出口电压交流信号和电网电压交流信号 通过幅 值比较 控制励磁机电压增或减 最后进行相位比较控制发电机主开关闭合 实现同 期并网 在自动方式下进入同期方式 可由操作员通过操作员站的相应画面实现 在自启 动方式下 由自启动程序发出切换到同期方式命令 进入同期方式 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 DEH1 X158 跟踪信号 DEH1 BRA 并网 DEH1 X151 一次调频量 DEH1 MW 机组实际功率 DEH1 MWI1 功率回路投入 DEH1 IPI1 调速级回路投入 0 DEH1 X635 初负荷设定值 DEH1 PI 调速级压力 DEH1 BRCL 刚并网 3000 0 主开关闭合或刚断开 DEH1 BROP DEH1 WS 机组实际转速 DEH1 TNL 机组跳闸 DEH1 X285 GV主站的输出 图 2 4 跟踪信号 DEH1 X158 的形成原理 由图 2 5 可知 自动同期方式置位的条件为 1 在操作员自动方式下由操作员按下 同期 按钮 操作盘上的键灯亮说明进 入同期方式 2 在自启动方式下 由自启动程序发出进入同期方式命令 进入同期方式 当出现以下任一条件 即闭锁条件 时 将使自动同期方式退出 1 已进入同期方式 操作员按下 退出同期 键 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 没有同期允许信号 3 处于手动方式 4 汽机转速不在同期转速范围 即不在 2985 3015RPM 之间 DEH1 X16M 1 5 并网 6 汽机跳闸 DEH1 ASPDN 同期减 DEH1 ASPUP 同期增 DEH1 MAS1 手动同期方式 DEH1 AS1 自动同期方式 DEH1 MAS1 手动同期方式 DEH1 ASUP 同期增 DEH1 ASDN 同期减 图 2 5 同期方式逻辑 第二节 转速设定值形成原理 并网前 由设定值形成逻辑形成的设定值就是转速设定值 并网后 由设定值形 成逻辑形成的设定值就是负荷设定值 在设定值形成逻辑中 除加法模块外 还有多 个切换器 当机组的运行工况或运行状态发生变化时 使设定值也作相应的调整 如 当 DEMDTRK 1 时 转速设定值也处于跟踪状态 和转速目标值的跟踪值一样 也为 DEH1 X158 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 DELT 增量 目标值 设定值 DEH1 REFDMD 设定值 图 2 6 设定值形成逻辑 结合图 2 6 所示的设定值形成逻辑 对转速设定值形成可得出以下结论 1 当 DEMDTRK 1 时 设定值也处于跟踪状态 跟踪值为 DEH1 X158 在转速控 制期间 有以下四种情况会使设定值跟踪信号置位 即 DEMDTRK 1 主开关刚断开 跟踪值为额定转速 3000RPM 汽轮机跳闸 跟踪值为 0 RPM 控制系统处于手动方式时 转速设定值跟踪汽轮机实际转速 汽轮机刚挂闸且调节阀全开时 跟踪值为汽轮机实际转速即盘车转速 2 当 DEH1 GO 0 时 即进行标志等于零时 DEH1 GO 逻辑标志控制的切换器 选择转速设定值作为输出 使转速设定值保持不变 3 当 DEH1 GO 1 时 即有进行标志时 DEH1 GO 逻辑标志控制的切换器选择 加法器的输出作为输出 而加法器的输出由转速设定值和增量 DELT 的和形成 这 样转速设定值通过迭代运算得到 若目标值大于设定值 加法器上加一个正的增量 DELT 使设定值不断增加 向目标值逼近 若目标值小于设定值 加法器上加一个 负的增量 DELT 使设定值不断减小 增量 DELT 的大小反映了升速率 升负荷率 的 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 大小 和升速率 升负荷率 成正比 第三节 转速调节回路分析 转速调节器根据设定值与实际转速值的偏差进行 PI 运算 输出控制信号改变阀门 的开度 以使实际转速与设定转速相等 当出现以下情况时 转速调节器处于跟踪状态 手动方式 并网 超速限制动作 汽轮机跳闸 跟踪值与跟着指令有关 当为手动方式时 跟踪值为基准值 REFERENCE 且此 时转速设定值跟踪实际转速 调节器的入口偏差为 0 以实现无扰切换 当为其他 跟踪指令时 跟踪值为 0 在机组未并网转速控制期间 若没有发生 OSP 动作或阀限限制等情况 PID 控制器 模块的输出经选择切换 小选后就成为自动指令 DEMAND 由该指令形成各阀门的开 度指令送到相应的阀门位置控制回路 使各阀门的开度改变 从而改变进入汽轮机的 蒸汽量 进而改变机组的转速 当机组并网后 将选择负荷控制回路的输出或锅炉控制目标值作为自动指令 DEMAND 当发生汽轮机跳闸或 OSP 动作工况时 切换器 T2 的输出为 0 使自动 指令也为 0 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第三章 DEH 负荷调节系统 机组并网后 进入负荷控制阶段 负荷控制方式比较多 在控制系统为自动的情 况下 有以下四种负荷控制方式 开环控制方式 没有功率反馈和调速级压力反馈 直接输入功率目标值 通过 运算形成阀位设定值 控制阀门开度 实现负荷的开环调节 功率反馈控制方式 采用实际功率的闭环反馈控制 比较负荷设定值和实际负 荷 对偏差进行 PI 运算 形成阀门的开度指令 调速级压力反馈控制方式 采用调速级压力闭环反馈控制 比较调速级压力设 定值和实际调速级压力 对偏差进行 PI 运算 形成阀门的开度指令 协调控制方式 这时机组处于协调控制方式 DEH 接收 CCS 来的指令改变调节阀 的开度 DEH 相当于 CCS 系统的执行机构 除以上几种负荷方式外 还有手动方式 操作员可通过操盘上的 调节阀增 调节阀减 按钮直接改变阀位指令 通过阀门位置控制回路改变实际阀位 从而使 实际功率增加或减少 与分析转速控制系统类似 从负荷目标值形成 负荷设定值形成 负荷调节回路 及方式逻辑等几方面加以分析和说明 第一节 负荷目标值形成 荷目标值的形成逻辑见图 2 1 负荷目标值有以下几种来源 1 并网后 由操作员输入新的负荷目标值 2 当有目标值 设定值跟踪指令 DEMDTRK 时 负荷目标值将跟踪 DEH1 X158 在负荷控制期间 有以下几种情况会使 DEMDTRK 1 调速级压力回路刚刚投入 跟踪机组的实际调速级压力 功率回路刚刚投入 跟踪机组的实际功率 功率回路 调速级压力回路刚刚都退出 跟踪 GV 主站的输出与一次调频量的差 即 X285 X151 功率回路或调速级压力回路刚退出 跟踪 GV 主站的输出与一次调频量的差 即 X285 X151 DEH1 OA 0 即手动方式 跟踪 GV 主站的输出 X285 DEH1 ADS 1 指刚进入 ADS 方式 跟踪 GV 主站的输出 X285 DEH1 BRCL 1 指主开关刚刚合上 即刚并网 跟踪 GV 主站的输出与初负荷设 定值的和 即 X285 X635 3 处于遥控方式时 由协调控制系统来的机主控指令作为负荷目标值 即负荷 目标值跟踪遥控跟踪值 DEH1 X127 遥控方式及遥控跟踪指令的形成原理如图 3 1 由图可知 进入遥控 协调 方式的条件是以下条件全部满足 机组已并网 BRA 1 处于操作员自动方式 OA 1 没有发生快卸负荷工况 RUNBACK 0 有遥控允许接点信号 ADSPERM 1 遥控信号没有故障 REMSTPFAIL 0 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 操作员按下遥控投入键 PK1 1 进入遥控方式以后 将发出遥控跟踪的指令 使负荷目标值跟踪遥控指令 DEH1 X127 遥控指令 DEH X127 的形成原理如图 3 2 示 在没有进入协调方式时 DEH1 ADS 0 遥控跟踪值 DEH1 X127 跟踪设定值 REFDMD 进入协调方式以后 遥控跟踪值 DEH1 X127 由遥控信号来决定 且发出遥控 跟踪指令 使负荷目标值跟踪 DEH1 X127 DEH1 REMTRK 遥控跟踪 DEH1 ADS 协调方式 DEH1 ADS 协调方式 DEH1 REMSTPFAIL 遥控信号故障 DEH1 AS 自动或手动同期方式 图 3 1 遥控方式及遥控跟踪指令 遥控跟踪值 图 3 2 遥控跟踪值 DEH1 X127 的形成原理 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第二节 负荷设定值的形成原理 负荷设定值的形成逻辑和转速设定值的形成逻辑是一个 见图 2 6 由负荷设定值 形成逻辑形成的设定值 REFDMD 送到目标值形成逻辑 作为某些方式的跟踪值 对 设定值进行归一化处理后 送到功率调节器和调速级压力调节器作为调节器的给定值 此外送到操作员站进行显示 和目标值的来源相对应 在并网带负荷阶段 有以下几 种形式的负荷设定值 1 当 DEMDTRK 1 时 设定值也处于跟踪状态 跟踪值为 DEH1 X158 在负荷控 制期间 有以下六种情况会使设定值跟踪信号置位 即 DEMDTRK 1 调速级压力回路刚刚投入 功率回路刚刚投入 功率回路 调速级压力回路刚刚都退出 功率回路或调速级压力回路刚退出 DEH1 OA 0 即手动方式 DEH1 ADS 1 指刚进入 ADS 方式 DEH1 BRCL 1 指主开关刚刚合上 即刚并网 2 当 RUNBACK 1 即发生快卸负荷工况时 设定值处于跟踪状态 跟踪值为 DEH1 X647 3 当 DEH1 GO 0 时 即进行标志等于零时 DEH1 GO 逻辑标志控制的切换器 选择转速设定值作为输出 使负荷设定值保持不变 4 当 DEH1 GO 1 时 即有进行标志时 DEH1 GO 逻辑标志控制的切换器选择 加法器的输出作为输出 而加法器的输出由负荷设定值和增量 DELT 的和形成 这 样负荷设定值通过迭代运算得到 若目标值大于设定值 加法器上加一个正的增量 DELT 使设定值不断增加 向目标值逼近 若目标值小于设定值 加法器上加一个 负的增量 DELT 使设定值不断减小 增量 DELT 的大小反映了升负荷率的大小 和升负荷率成正比 一 RUNBACK 及其跟踪值逻辑 由单元机组协调控制系统根据不同辅机的故障 把 RB 工况分为三种 RB1 RB2 RB3 相应地把三个接点信号送到 DEH 在 DEH 中根据三个接点信号发出 RB1 动作 RB1OP RB2 动作 RB2OP RB3 动作 RB3OP 的信号 有以上任何一种 RB 动作或主汽压力限制保护动作时 将发出快卸负荷动作逻辑标志 即 RUNBACK 1 它将切除闭环控制回路变为开环控制 与此同时使设定值跟踪 DEH1 X647 变化 使设 定值以一定的速率减小 使机组的功率减小 由图可知 RB 动作的条件为 1 发电机已并网 2 DEH 处于自动方式 3 负荷设定值大于 RB 动作目标值 4 单元机组协调控制系统来的 RB 动作接点信号 在没有 RB 动作的情况下 快卸跟踪值 DEH1 X647 跟踪负荷设定值 在 RB 动作的 情况下 快卸跟踪值 DEH1 X647 将根据不同的 RB 情况选择相应的目标值 RUNBACK 及其跟踪值 DEH1 X647 的逻辑如图 3 3 图 3 4 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 DEH1 TGRB3 RB3接点 DEH1 X65K 设定值大于RB3目标值 DEH1 X65O 设定值大于RB2目标值 DEH1 TGRB2 RB2接点 DEH1 BRA 并网 DEH1 OA 自动方式 DEH1 TGRB1 RB1接点 DEH1 X65M 设定值大于RB1目标值 DEH1 TPLOP 主汽压力限制保护动作 图 3 3 RUNBACK 逻辑 DEH1 REFDMD 设定值 RB3动作 RB2动作 RB1动作 主汽压力限制动作 RB3目标值 RB2目标值 RB1目标值 TPL目标值 快卸跟踪值 图 3 4 快卸跟踪值 DEH1 X647 的形成原理 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 主汽压力保护是一种负荷限制措施 单元机组运行过程中 为了协调锅炉和汽轮 机两者在能量供需方面的关系 通常在汽轮机控制系统中引入反映锅炉运行工况的机 前压力信号 由于汽机增加负荷使机前压力降低到某一限值时 电调系统适时地减小 功率定值 使功率回路和调速级压力回路退出 直接使阀位设定值减小 从而减小进 入汽轮机的蒸汽量 减小机组功率 协助锅炉恢复主汽压力 根据主汽压力保护限值 的来源主汽压力保护又分为操作员 TPC 和遥控 TPC 两种 可由操作员通过 OIS 投入或 切除 投切逻辑如图 3 5 示 由图可知两种 TPC 不能同时投入 当 TPC 功能投入后 若发生主汽压力低则使主汽压力限制保护动作信号置位 即 TPLOP 1 进而使 RUNBACK 1 操作员 TPC 投入的条件是有置位条件而没有复位条件 1 置位条件为同时满足以下条件 主汽压力 操作员 TPC 限值 遥控 TPC 没有投入 操作员按下 TPC 投入键 2 复位条件为以下任一条件 DEH 处于手动方式 主开关断开 主汽压力信号故障 TPC 不允许 操作员按下 TPC 退出键 主汽压力保护限值可由运行人员修改 可通过限值操作子画面输入期望的 TPC 限 值 然后按下 输入 ENTER 按钮 完成主汽压力限制保护限值的设定 DEH1 X66C 遥控信号故障 DEH1 X66K 主汽压力小于遥控TPL DEH1 RTPLPRM 遥控TPC允许 DEH1 REJTPL 禁止TPC投入 DEH1 X63M主汽压力小于操作员TPL DEH1 OA 自动方式 DEH1 BRA 并网 主汽压力限制保护动作 操作员TPC动作 遥控TPC动作 操作员TPC投入 遥控TPC投入 DEH1 TPFAIL 主汽压力信号故障 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 3 5 操作员 TPC 遥控 TPC 逻辑 二 初负荷设定值逻辑 主开关刚合上机组刚并网时 为了防止逆功 要使机组带上 3 5 的初负荷 所以 刚并网时 设定值和目标值处于跟踪状态 跟踪值为 GV 主站的输出与初负荷设定值的 和 即 X285 X635 初始设定值 X635 的形成原理如图 3 6 示 由初始负荷设定值和主汽压力修正值 相乘得到 初始负荷设定值又和旁路的投入切除有关 主汽压力和功率修正值的关系 F X 如图 3 7 示 当主汽压力较低时 初始功率设定值 较大 当主汽压力较高时 初始功率设定值较小 因刚并网时 负荷控制系统处于开 环工作方式 初始功率设定值实质上为初始阀位设定值 根据主汽压力的大小 自动 调整刚并网时阀门的开度 DEH1 TP 主汽压力 初始功率设定值 图 3 6 初始设定值 X635 的形成原理 图 3 7 主汽压力和功率修正值的关系曲线 三 一次调频原理及其逻辑 一次调频是单元机组参与电网频率调整的一种措施 当发电机与电网同步运行时 电网频率的高低与频差的大小反映了电网电能供应与需求的关系 如果出现正的频差 即电网频率低于额定频率 50HZ 则表明供电量小于用电量 若并网运行的机组都能参 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 加一次调频 按各自的调频特性根据频差增加机组的功率使供电量与用电量趋于平衡 则电网频率就能升高 使电网频率稳定在额定频率 反之亦然 典型的调频特性曲线如图 3 8 示 曲线的斜率为调频不等率 的倒数 其含义 为频率变化 则汽机负荷变化 100 曲线的斜率为负 表明频率升高时减小负荷 频率降低时 增加负荷 图中过原点的直线为具有 5 不等率的调频特性曲线 为了稳 定机组的运行 一般都设有调频死区 即频差在死区范围时 机组的调频量为 0 频差 大于死区范围时 按调频不等率改变机组的功率定值 图中加粗实线为具有 5 不等率 且调频死区为 0 25HZ 的调频特性曲线 在大多数电调系统中调频特性曲线以函数发生 器功能码 F X 来实现 不等率 死区在组态时可调整 机组运行过程中 可有运行人 员投入或切除一次调频功能 其逻辑如图 3 9 所示 图 3 8 调频特性曲线 DEH1 BRA 并网 DEH1 OA 操作员自动方式 一次调频功能投入 DEH1 X27U 阀限起作用 DEH1 WSFAIL 转速信号故障 图 3 9 一次调频功能投切逻辑 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 当机组转速在死区范围内时 一次调频量为零 一次调频不动作 当转 速在死区范围以外时 一次调频动作 一次调频量按不等率随转速变化而变化 由图 3 9 可知 一次调频功能投入的条件为 系统转速无故障 DEH1 WSFAIL 0 阀限没有起作用 DEH1 X27U 0 机组已并网 BRA 1 汽轮机运行在自动方式 AUTO 1 操作员按下一次调频功能投入键 通常为使机组承担合理的一次调频量 设置 DEH 的不等率及死区与液压调节系统 的不等率及迟缓率相一致 不等率在 3 6 内可调 设为 4 5 死区在 0 30r min 内可调 当调频功能投入且机组转速大于 3000 调频死区 或机组转速小于 3000 调频 死区 时 使一次调频功能激活 此时将实际转速按照调频特性转化为一次调频量送到 负荷设定值形成逻辑 使负荷设定值变化 相应的改变机组的实际负荷 机组实施一 次调频 一次调频量 X151 的形成原理如图 3 10 所示 函数发生器 F X 用来实现调频特性曲线 当一次调频功能没有投入时 切换器 T 选择常数 0 作为输出 一次调频量 X151 也等于 0 即机组不参加一次调频 当一次调 频功能投入时 切换器 T 选择 F X 的输出得到一次调频量 X151 并且要用流量请求值 对其校正 来限制调频的幅度 当流量请求值小于 30 时 左边的 F X 的输出为零 当流量请求值大于 30 时 左边的 F X 的输出为 1 机组转速 DEH1 FDEM 流量请求值 图 3 10 一次调频量 X151 的形成原理 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第三节 负荷控制系统分析 DEH 控制系统中的负荷自动控制有三种形式 功率反馈控制 调速级压力反馈控制 开环控制 负荷控制系统的总貌如图 3 11 示 由设定值形成回路形成的设定值 REFDMD 和一次调频量 X151 相加并归一化处理 后送到两个 PI 调节器作为给定值 反馈值分别是归一化的实际功率 MW IN PCT 和归 一化的调速级压力 PI IN PCT 两个闭环调节回路可同时投入 构成串级调节系统 两个闭环调节回路不同时投入 当一个回路投入时 另一个回路处于跟踪状态 这样 实现回路的无扰切换 两个调节器的输出经选择 切换形成负荷基准值 当两个回路 都退出时 负荷控制为开环方式 直接由归一设定值形成负荷基准值 负荷基准值 速度基准值经切换 选择 阀限处理后形成总的阀位指令 DEH1 X285 阀限可由运 行人员修改 总的阀位指令 DEH1 X285 送到阀门管理程序 经过进一步的转换后 形成阀门的开度指令 通过阀门位置控制回路使实际阀位改变 从而使机组的功率改 变 实现负荷的自动调节 一 功率反馈控制回路分析 功率反馈控制回路是一个前馈 反馈复合调节系统 在功率回路投入时 有 MWI1 1 使由其控制的切换器 1 的逻辑输入信号为 1 切 换器 1 选择加法器 2 的输出作为输出 形成负荷基准值 加法器 2 的一路输入为加法 器 1 的输出 即归一设定值 作为功率定值前馈信号 另一路输入为功率 PI 调节器 的输出 PI 调节器的给定值为归一设定值 反馈值为归一化的功率测量值 MW 加入 前馈作用 可提高机组的负荷响应速度 通过反馈作用 最终使实发功率等于功率定 值 在功率回路刚切除时 有 MWI1 0 使切换器 1 选择加法器 1 的输出作为输出 形 成负荷基准值 此时处于开环工作方式 加法器 1 的输出为设定值和一次调频量之和 因功率回路刚切除时设定值处于跟踪状态 跟踪值为 GV 主站的输出与一次调频量的差 即 X285 X151 因此加法器 1 的输出为 GV 主站的输出 即 X285 所以功率回路刚 退 出时 控制系统的输出保持不变 不会对负荷造成扰动 另外 PI 调节器立即进入跟踪 方式 跟踪值为 负荷基准值 实际功率 MW 同理功率回路刚刚投入时 设定值处于跟踪状态 跟踪值为机组的实际功率与一 次调频量之差 因此加法器 1 的输出为机组的实际功率 MW 这样一方面调节器的入口 偏差为零 使调节器的输出保持不变 保持功率回路投入前的跟踪值 负荷基准值 实 际功率 MW 另一方面加法器 2 的输出为功率设定值与 PI 调节器的输出之和 为负荷 基准值 所以功率回路刚投入时 控制系统的输出为负荷基准值 功率回路的投切是 无扰的 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 DEH1 IPI1 调速级回路投入 DEH1 X285 GV站指令 DEH1 VPOSL 阀限 设定值 机组转速一次调频量机组实发功率 实际调速级压力 功率回路投入 切换器2 切换器3 切换器4 切换器6 切换器7 切换器8 切换器5 加法器1 加法器2 切换器1 图 3 11 负荷控制总貌 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 功率回路的投切逻辑如图 3 12 示 由图可以看出 投入功率回路时须满足置位条 件且没有复位条件 1 置位条件 由操作员通过 OIS 的操作盘按下 MW IN 键 2 复位条件为以下任一条件 由操作员通过 OIS 的操作盘按下 MW OUT 键 拒绝功率回路投入 REJMW 1 功率信号故障 MWFAIL 1 协调方式投入 ADS 1 汽机跳闸 TNL 1 RB 动作 RUNBACK 1 高旁阀没有关闭 HPVLVCL 0 低旁阀 1 没有关闭 LPVLVCL1 0 低旁阀 2 没有关闭 LPVLVCL2 0 阀限起作用 X27U 0 主开关断开 BRA 0 手动方式 OA 0 DEH1 RUNBACKA 快卸负荷 DEH1 TNL 跳闸 DEH1 MWFAIL 功率信号故障 DEH1 ADS 协调遥控方式 功率反馈回路投入 DEH1 OA 操作员自动方式 DEH1 BRA 并网 DEH1 X27U 阀限起作用 DEH1 REJMW 拒绝功率回路投入 DEH1 LPVLVCL2 低旁阀怀关 DEH1 LPVLVCL1 低旁阀闭关 DEH1 HPVLVCL 高旁阀关 图 3 12 负荷反馈回路投切逻辑 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 二 调节级压力回路分析 调速级压力回路是一个单回路反馈控制系统 归一设定值经切换器 1 切换器 6 切换器 7 切换器 8 见图 3 11 送到调节器入口 被调量为归一化的调速级压力 调速级压力回路没有投入时 调节器的给定值为归一设定值 调节器的输出跟踪负荷 基准值 当调速级压力回路刚投入时 调节器的给定值仍为归一负荷设定值 而负荷 设定值处于跟踪状态 跟踪值为实际的调速级压力与一次调频量之差 所以归一负荷 设定值为归一化的实际调速级压力 调节器根据入口偏差为零 PI 调节器的输出为负 荷基准值 调速级压力回路刚投入时负荷控制系统的输出保持不变 同理调速级压力 回路刚退出时 负荷控制系统进入开环控制方式 使控制系统的输出保持不变 实现 了无扰投切 调速级压力回路的投切逻辑如图 3 13 所示 同功率回路投入条件类似 当没有复 位条件而有置位条件时 可使调速级压力回路投入 DEH1 RUNBACKA 快卸负荷 DEH1 TNL 跳闸 DEH1 PIFAIL 调速级压力信号故障 DEH1 ADS 协调遥控方式 调速级压力反馈回路投入 DEH1 OA 操作员自动方式 DEH1 BRA 并网 DEH1 X27U 阀限起作用 DEH1 REIMP 拒绝调速级压力回路投入 DEH1 BPON 旁路投入 图 3 13 调速级压力反馈回路投切逻辑 1 置位条件 由操作员通过 OIS 的操作盘按下 IMP IN 键 2 复位条件 为以下任一条件 由操作员通过 OIS 的操作盘按下 IMP OUT 键 拒绝调速级压力回路投入 REJIMP 1 调速级压力信号故障 PIFAIL 1 协调方式投入 ADS 1 汽机跳闸 TNL 1 RB 动作 RUNBACK 1 旁路投入 HPVLVCL 0 阀限起作用 X27U 0 主开关断开 BRA 0 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 手动方式 OA 0 三 负荷开环控制方式 当调速级压力回路和功率回路都切除时 进入负荷开环控制方式 此时的控制回 路见图 3 11 示 由图可知 归一化的负荷设定值经过切换器 1 切换器 2 切换器 3 切换器 4 切换器 5 及阀限后送到 GV 的手自动站形成负荷基准值 此时若想改变实际 功率 由操作员改变目标负荷 由设定值形成回路形成的负荷设定值随之改变 使负 荷基准值发生改变 经过阀门管理程序后使阀门开度改变 从而改变机组的功率 四 负荷协调控制方式 负荷协调控制方式下 DEH 的负荷目标值跟踪遥控指令 即协调控制系统的指令 在 ADS 方式下 使进行标志置位 由增量的形成逻辑可知 在 ADS 方式下 负荷变化 率设置为 10 s 所以负荷目标值经限速后形成负荷设定值 DEH 的功率回路 调速级 压力回路切除 负荷设定值迭加一次调频量后形成负荷基准值 相当于 DEH 接收 CCS 来的指令经 10 s 的变化率限速后形成阀位指令送到阀门位置控制回路 此时 DEH 可 看作是 CCS 系统的执行机构 第四节 控制方式逻辑 一 操作员自动方式 OA 在操作员自动方式 操作员设置目标转速或目标负荷 通过设定值形成回路形成 相应的设定值送到转速调节回路或功率调节回路 由控制回路形成阀位指令 送到液 压伺服卡 液压伺服卡执行阀门位置控制功能 使实际阀位与阀位指令相适应 最终 使汽机转速或负荷与给定值相平衡 操作员自动方式逻辑如图 3 14 示 在没有强切手动 GOTM 信号时 操作员通 过 OIS 的控制模式操作盘按下 自动 键 使高压主汽阀操作站 高压调节阀操作站 中压调节阀操作站切到自动方式 这三个站都为自动方式时 使操作员自动方式逻辑 置位 当并网前有系统转速故障时 将自动使三个站退到手动方式 使操作员自动方 式逻辑复位 当有任意一个阀门的伺服卡故障时 将发出请求手动 DEH1 REQMAN 命令 退到手动方式 操作员可通过操作