DEH讲座.doc

周口隆达发电有限公司机组增加二次调频后的检修交代DEH汽轮机数字电液控制系统授课人：庞明一：1）DEHDigital Electro-Hydraulic Control System2)DEH的基本配置：控制柜1，端子柜1，OPU/HSU/ENG3）电厂中地位：它是控制汽轮机启动，停机，转速控制，功率控制的唯一手段，是电厂实现机组协调控制、远方自动调度等功能必不可少的控制设备，在电厂热工自动化中有着十分重要的地位，它的安全可靠直接影响到整个电厂的可靠运行。二：DEH功能说明：从一下几个方面说明1：运行方式2：启动及操作方式3：超速试验4：同期5：自动带初负荷及负荷限制6：自动负荷调节7：主汽压控制及限制8：具有后备手操功能9：超速保护控制10：RUNBACK功能11：一次调频限制12：机炉协调控制13：阀门试验和阀门管理14：故障诊断报警15：实现运行过程中的监视、越限报警16：可以在工程师站进行参数修改、在线组态三：DEH在我厂的应用：1） DEH的基本配置：控制柜1，端子柜1，OPU/HSU/ENG与DCS共用。2） 具有以上各种功能3)从操作画面介绍一下DEH 右上角为最常用的指令输入区（目标值，保持，进行） ，右边是控制系统几个重要参数的实时显示，最下面两排是DEH模拟图清册：见附图：(2)TSI监视：偏心、轴向位移、差胀的实时值、报警值和跳机值，以及缸胀的实时值。 (3)轴承振动:每只轴承座的相对位置，显示轴轴振动的实时值。(4)汽温:机侧汽温和各调门实际值(5)轴承温度；每只轴承相对位置和轴承回油温度(6)状态显示：显示汽机当前状态，DEH控制状态和回路投切状态(7)阀位显示：显示阀门指令和反馈(8)I/O点：显示DEH所有I/O点的值(9)单点：(10)总图：显示阀门实际开度和操作面板机DEH状态，它包括以下几个可以弹出的子图：控制方式（自动、ATC，摩擦检查，自动同步，CCS遥控，程控启动），控制设定点（目标值，升速率，升负荷率，进行，保持，超速试验，调门主汽门严密性试验），反馈回路（一次调频，功率回路，调压回路），阀门方式（GV控制，单阀控制，顺序阀控制），限制（阀限、高低限、操作员TPC、机调压TCP），阀门试验。(11)仿真盘(12)VCC：最上面一排左击会出现VCC卡调试图，这是热控调试用的(13)转速控制(14)负荷控制(15)超速试验(16)其他控制（备注：操作员TPC，切除机调压TCP控制，维持机前压力在设定值；机调压TCP控制：在主汽压下降时，低于TCP设定值时，将以2MW/MIN的速率降低负荷以限制汽轮机负荷，避免锅炉汽压急剧下降）4)DEH的操作盘的介绍：DEH有两种操作盘：四块软操盘 和硬手操盘（手动操作和OPC试验）5）几个主要信号的引入方式以及故障后出现结果转速：三中高选 DEH总报警 立盘硬光字牌 自动切除一次调频 自动切除二次调频 软件OPC不起作用 任意两路故障 转速信号故障 回路故障 DEH请求VCC切手动 调频回路投入 BRN1任一路故障报警重要传感器故障如果转速信号故障，那么有软件控制的103，107，110将不在起作用，但不影响硬件动作。（如果故障后值保持不变，对机组负荷影响不大，如果变化很大，大于100r/m时保持当时值，但在100r/m以内属于自动调节范围，按X0.25（e+0.142e2）计算出转速PID值，转换成流量值，如果没有并网，会参与阀门流量计算，但并网后没有影响，没有太大关系）功率：三取中 DEH总报警 立盘硬光字牌 自动切除功率回路 （ 没用 MWPID10（e+0.1e2） 任意两路故障 功率信号故障 回路故障 功率回路投入以上属于软件问题：2006年 1月24日的功率回路故障后出现的OPC频繁动作现象，是由于没有采集到功率信号，功率负荷不平衡板发出OPC动作信号，完全是通过调节级压力信号超过60而动，因为一旦调节级压力大于60额定压力，DEH即认为汽机负荷大于60额定负荷，而此时发电机功率未采到即认为甩掉了负荷，因此OPC动作，当调节级压力回到60一下时复位，此时由于转速未多大变化，不是主要因素；至于中间有一段调门会开也是由于调节级压力未到60，OPC没动，一旦达到，OPC动作，进行变为保持，给定值不再上升而反而会以135MW/MIN的速率快减负荷。当时由于二次调频在起作用，而当时WS在3001 3002 3003左右，于是WSR-WS为负值得出二次调频量X0.33（e+0.25e2）最终叠加在给定值上,于是当时实际值没升上去。 实际值给定值X 调压：三取中 DEH总报警 立盘硬光字牌任意两路故障 调压信号故障 回路故障 调压回路投入注：以上三种信号故障均会在软光字“机侧光字牌一”中报警 注：该光字牌基本上全是DEH 报警，同时还有其他几个主要报警6） 我厂为适合带小网运行增加二次调频功能同时仍有一次调频功能 1：机组并网前的操作没有改变。OPC动作定值=3090rpm，小于000 rpm自动复位.2、机组并网后：#1、2机组DEH 部分增加了二次调频功能；加强了机组的调频功能，经试验能够满足网上负荷的较大变动。实现了#1、2机组在脱网后，能够带厂用电继续运行。（1）当功率-负荷不平衡量30时，OPC动作定值=3210rpm；（2）30功率-负荷不平衡量60%时，OPC保护控制动作转速是合成动作值（功率和调节级压力的合成）， OPC保护控制动作区域（30003210 rpm）（3）功率-负荷不平衡量60%，OPC保护控制动作值为: 当前值这部分的功能，是硬件起作用运行人员干涉不了操作说明：（1）一次调频并网后，自动投入；操作员可以退出。（2）二次调频并网后，当汽轮机的转速3030 rpm时，可以人工投入和退出。（3）当汽轮机的转速3060 rpm时。自动投入二次调频，切除CCS遥控和功率回路。DEH为速度控制。（4）当OPC动作时，发出“实际OPC动作如并网则快减”信号，该信号使二次调频自动投入，并且按135MW/MIN的速率快减负荷。4、在投协调时，保证一次调频功能，必须投协调画面的调频投入。5、运行方式的变更:按发电部的规程执行； 6、#1机组的二次调频可以强制退出,当机组的二次调频动作时，不论条件是否满足都可以退出。注：一次、二次调频为隐性作用，与给定值相加，参与流量计算，不影响给定值和目标值的显示，其大小在DEH画面总图上以“X=*”显示。对手操盘的操作：DEH手/自动切换为无扰；开关阀门为点击式，同时操作各个调门，长按则连续开门；高、中压分别为不同的操作按钮。手动操作高中调门开度比例为1：3。一. DEH系统频率调节原理1、 大网运行时一次调频当机组在大网中正常运行时，DEH系统闭环控制机组功率和频率，此时DEH系统的频率调节手段为一次调频，并网运行后，我公司的调频特性曲线为：死区+线性1）死区：即对于电网频率经常性的小波动500.033Hz（30002rpm），我公司不参与调频，当系统频率超过500.033Hz后我公司才参与调频。2）线性：以4.6%速度变动率的直线段，速度变动率为（17-2）/3000=4.9%。如下图所示。DEH-IIIA功率、频率调节原理图DEH-IIIA功率、频率调节框图 其中DEH一次调频参数为：n 不等率4.9%n 不调频死区0.003HZn 调频范围17rpm2、 带小网运行的二次调频当机组由于电气故障，发生带小网运行工况。一般情况下本机所发功率与厂用电的负荷不相等，因此6KV小网周波必然发生波动，如果不增加新的功能，则一旦周波超过51.5Hz，则DEH系统的OPC保护系统动作，快速关闭调门。汽轮机出力迅速下降，而此时由于机组仍带负载，因此周波也会迅速下降。一旦周波降低到一定值后，主要辅机可能会跳闸，这将进一步加快本机出力的下降速度，随后可能发生周波的急剧反复上升和下降，造成更多的辅机跳闸，从而形成恶性循环，发生所谓的“频率崩溃”现象，最终低周波而导致大面积停电事故。为此在DEH中增加带小网运行功能，： 增加功率-负荷不平衡控制 增加二次调频功能 开放一次调频限制 增加小网控制、判断逻辑 更改OPC动作定值当发生带小网运行时，汽轮机出力与发电机负载不平衡，周波上升或下降，此时DEH首先按照一次调频的静特性增减本机负荷，以稳定小网周波，同时DEH根据周波的波动状况判断是否处于带小网运行，一旦检测到小网运行，则切除CCS遥控，投入二次调频回路，以降低DEH功率定值。如图所示，最终稳定在额定周波。一次、二次调频原理图3、 带厂用电运行二次调频原理图机组的厂用电开152开关闭合而隆川1开关断开时，则发生甩负荷带厂用电状态。此时DEH转入转速控制方式，由于厂用电仅为额定负荷的5%左右，机组出力与功率的不平衡势必造成OPC动作，机组出力快速下降，厂用电周波也随之下降。随后，为了保证厂用电频率的稳定，DEH控制调门迅速开启到机组空载流量加上5%厂用电对应的开度上，并根据额定周波与厂用电周波的偏差进行调节，最终稳定在额定频率上。4、 关于OPC与功率不平衡如果大网运行时汽机的功率与小网上的负荷相差很大时，发生甩负荷带小网运行，正向的功率不平衡可能使小网频率迅速上升，达到原DEH系统中OPC动作的设定点103%，从而造成OPC在3090rpm时动作。OPC动作后，调门全部关闭，机组出力小于小网上的用电负荷，则发生负向的功率不平衡，造成小网频率急剧下降。OPC消失后，调门打开，机组负荷又迅速上升，再次出现正向的功率不平衡，如此反复，使小网频率反复震荡，最终可能导致小网的崩溃。同时，OPC在3090rpm时动作，使一次调频的范围缩小为300090rpm，限制了一次调频功能的发挥，对机组的频率控制是不利的。为了保证小网运行情况下电网的稳定运行，在现有DEH系统中增加了功率-负荷不平衡功能，即：当机组并网运行时，功率-负荷不平衡量60或机组转速超过107，OPC保护控制动作；而当机组带厂用电或单机运行时，OPC设定点仍然为103%。这样，既可以使DEH系统在5%的全范围内进行频率调节，保证了机组带小网运行的稳定性，同时又保证了机组转速控制状态下的超速保护控制的安全性。PLU(功率不平衡卡)的原理见下图。功率不平衡与OPC控制原理图5、 关于电气并网开关n 根据#2机组电气线路的实际情况，DEH中采用3000 rpm，并作为转速控制与负荷控制的依据。同时考虑到电气并网回路复杂，运行方式多样，可能难于提供机组带大网、小网或厂用电运行方式的状态。在这种情况下，DEH采用判断当前周波的方法，当转速在102以上时，认为带小网运行，切除CCS，投入二次调频。综合上述分析，DEH带大网、小网或厂用电运行时的频率控制范围、定值和相互关系见下图。一次调频、二次调频、OPC及相互关系6、 小网运行的信号 功率平衡的控制中采用三路调节级后压力作为汽机功率，发电机出口功率信号作为发电机功率。复习题：