DEH控制逻辑与仿真实验Microsoft Office Word 文档 (2).docx

DEH控制逻辑功能分析与仿真试验  菏泽电厂125MW机组DEH控制系统采用上海FOXBORO公司的I/A'S系统软硬件，与DCS有机结合起来，避免了不同的控制系统之间接口功能所需的软硬件，提高了系统的可靠性和通讯速率，使维护和检修更加方便，数字电液控制系统DEH(Digital Electric-Hydraulic Control System)是保证汽轮机安全经济运行必不可少的条件，下图为DEH控制主画面和调试画面      DEH控制主画面和调试画面    DEH控制器完成控制逻辑、算法及人机接口，根据对汽轮发电机各种参数的数据采集，通过一定的控制策略，最终输出到阀门的控制指令，通过EH系统驱动阀门，完成对机组的控制，人机接口是操作人员、系统工程师与DEH系统的人机界面，操作员通过操作员站对DEH进行操作，给出汽轮机的运行方式及控制目标值进行各种试验，进行回路投切等        1 系统仿真试验        汽轮机运行工况复杂，在机组启动过程中，现场调试工作量很大，包括参数整定，功能试验和系统调试，为了确保高质量按时完成现场安装调试，通过仿真进行系统校验测试和优化，DEH具有内置模拟器，在汽轮机停止状态可下，对DEH进行闭环模拟试验，模拟试验可检查组态后DEH的功能正常与否，也可作为运行人员使用DEH前的操练，整定控制参数，减少现场调试工作量，特别是机组大小修后的系统恢复调试，能够发挥很好的效果。

    用短接线短接FBM14第8通道（601416-8）输入的两端，主画面的上右方出现"SIM"字样，SIM COMPAND打开，模拟器即投入工作，此时，外部的转速（OPSA，OPSB，OPSC），功率（MWA，MWB），主汽压力（TPA，TPB），油动机行程（GV1PZ，GV2PZ，GV3PZ，GV4PZ，IV1PZ，IV2PZ）等13个模拟量输入信号被断开，由模拟器本身产生并提供，形成内部闭环回路，如图1，由此可在主控制画面上模拟汽机的升速控制，并网控制，加减负荷控制等常用工况    图1 模拟器SIM    在模拟过程中，某些输入的开关量状态改变，如停机（TRIP TURBINE），发电机主开关闭合（BR CLOSE）由试验者根据试验进程强制，以模拟停机和发电机并网，强制的方法是：按动主控制画面右上角的"SIM"按钮，该按钮仅在模拟器投入时出现，弹出子画面，子画面上列有可改变状态的按键，点击按键即能强制改变这些输入量的状态，配合模拟试验的进行    模拟试验完毕后需将SIM子画面上强制的状态恢复，将FBM14第8通道（601416-8）输入端的短接线去掉，关闭SIM COMPAND；此项试验仅供有关调试人员在汽机停机期间进行，严禁在汽机正常运行时进行，即严禁在汽机正常运行时短接FBM14第8通道的两端，试验完毕必须恢复，否则可能造成严重后果，在工程师站上进行此项试验。

  当转速进入共振区时，升速率自动改为350rpm/min，并且暂停无效，保证快速通过共振区    用上述方法升到2960rpm左右，检查升速实时曲线和过程应该平稳，如图6，接近2960rpm时，通过小选选M10，将升速率降下来，M10=0.5rpm/60s=1rpm/120s，未接近2960rpm时，通过小选选M14，提高升速率，M14=1rpm/60s未并网时，选择转速目标TAR_RATE.RO03，已经并网时，选择功率目标TAR_RATE.RO02，如果目标值大于设定值，即D253或TAR_RATE3.BI01=1，M03选择M02，即M01和M14的小值，如果目标值大于设定值，D253或TAR_RATE3.BI01=0，M03选择M05，M05=M02×M11=－M02RB有三种速率，RB1、RB2、RB3分别为M10=-50%/min，-100%/min，-200%/min    频差功率补偿量REFDMD.RI06同时叠加到阀位限制值REFDMD.RI03、功率信号REFDMD.RI04、并网后设定值REFDMD.RI05，以便于功率回路投切或阀位限制时，一次调频始终起作用。

    图6目标/速率计算 TAR RATE    图7设定值REFDMD        2.2 同期试验        在工程师站强制CIN功能块DEH：ASPER同期允许信号为1，此时，DEH方式子画面显示就绪，将控制方式切到同期方式，DEH接受电气转速升降脉冲，如图7    2950rpm时，接受同步器接口，允许同步，闭合接点，放到同步方式，运行不能设定转速，利用同步器增加或减少1rpm，直至并网    改变CIN功能块DEH：ASUP和DEH：ASDWN状态，每次在变为1的瞬间，DEH的设定值增加或减少1 rpm；保持同期增或减为1，DEH的设定值不会连续改变，直到下一个脉冲，将转速设定达到3000rpm，并保持转速稳定        2.3 并网试验        在模拟器子画面上投入发电机主开关，DEH进入功率控制，并自动退出同期方式，回到操作员自动方式，主画面显示功率设定和实际值，取代原先的转速设定和实际值，并网脉冲BRA只有1s，切除频差，如图7中，BRCL＝REFDMD.BI04=1，选择M04，1s后恢复，选择M07    并网后，DEH自动带初负荷，检查并网时的初负荷大约为额定负荷的5%左右，即图10中的M11=135×5%=1.35×5=6.75MW。

    图8同期增减ASUPDN        2.4 负荷试验        设定目标负荷（0～135）MW，设定升负荷率（0～10）MW/min，最大为10MW/min，大于10 MW/min则输入无效，按动"GO"键，汽机开始升负荷，不投MW回路，由于没有PID调节器，最终负荷可能不等于负荷设定值        2.5功率回路投入或切除试验        在FEEDBACK窗口中相继按下"MWLOOP"+"IN"或"OUT"键，将功率回路投入或切除，设定值跟踪实际值，实现功率无扰动切换，功率回路投入后，最终实际功率与设定功率相等，功率回路无论何时进行切换，应该是无扰切换，可以观察DEH输出不会突变    由于功率反馈仅出于对汽机本身控制的考虑，对机炉整个系统控制品质来讲并不有利，当功率反馈投入后，在主汽压力波动时，阀门开度信号也会变化，以保证实发功率与负荷设定值相同，而这种变化会加剧主汽压力的进一步变化，造成锅炉运行不稳定，例如，在进汽压力降低时，汽机功率将减少，由于功率反馈的存在，将开大阀门以补偿汽机功率的减少，而汽机阀门的开大又加剧了进汽压力的降低，汽轮机实际所带负荷与进汽压力成正比，因此，正常运行时，一般不投入功率反馈。

    图9a功率回路投切按钮    图9b功率回路投切MWI2 系统动态试验及性能测试        检修系统各部分无异常后，系统加电，各部分指示正常后做以下试验        2.1 升速试验        在工程师站强制CIN功能块DEH：SIMON，使它的状态为1，这时，DEH即进入模拟试验方式，在现场进行模拟试验，建议在工程师站进行，并直接短接端子，#60柜FBM14 8通道，601416_8，尽量避免强制信号的存在，进入模拟试验方式后，在DEH主画面右上方会出现一个模拟器按钮    点击DEH主画面左上方的复位按钮，并确认，使汽机复位，如图2，这时SV、RSV的棒状图显示逐渐开启，最终全开，为启动作好准备，GV、IV则仍然处于关闭状态     如果DEH在手动状态（TM），改为操作员自动方式（OA），输入阀位限制值120（＞100），点动GO按钮，打开阀位限制，控制阀开度不会超过给定的阀位限制值，如图3所示，如果未并网，BI03=0，BI03～=1，可以输入升速率进行确认，如果已经并网，可以输入功率速率进行确认，如果功率速率超出（0～10）MW/min，或转速速率超出（0～350）rpm/min，则出现功率速率或转速速率非法错误，输入无效。

    图3 阀位限制VPLL    如图4a，转速通道3路转速信号分别经过质量判断QC、高低报警判断，偏差比较，判断比较结果进入图4b的转速3选2OPS23逻辑，在转速A正常，未高低报警，且与转速B或转速C偏差不大的情况下，M01=1，在转速B正常，未高低报警，且与转速A或转速C偏差不大的情况下，M02=1，M02～=0，R=0，S=0，OPS.BI01=OPS23.BO01=不变，同理可分析，A故障，OPS选择转速B，B故障，选择转速A    如果转速A、B、C有任意两个故障，则判断为转速通道故障，通过监视每一转速通道来判断转速信号的好坏，如果转速通道故障或实际转速高于3400rpm，选择9999rpm作为转速输入值，以便降低转速，转速＞600rpm作为大轴弯曲度高ECH7的与逻辑判断条件    图4a 转速通道OPS    图4b 速三选二OPS23    图4转速通道OPS和转速三选二OPS23    共振区分为M01（1800～2200） rpm和M02、M03（1100～1300） rpm，如图5，除共振区外，皆可进入设定目标转速，输入数值在叶片共振区，则画面不显示输入，设定升速率350rpm/min，大于350 rpm/min则输入无效，按动"GO"，如图7中的TOGGLE=1，ATC_SW选择INP1=TAR_RATE.RO03，汽机升速；按动"HOLD"， TOGGLE=0，ATC_SW选择INP2=0，则转速设定值停止变化。

    图5速率/目标输入TARGETRATE 2.6频率修正试验        并网运行的汽轮机，DEH处于OA负荷控制，此时，如果出现电网频率偏离额定值，50Hz或3000rpm，汽轮机的符合的负荷将根据频率偏离值的大小由函数XCHAR修正    DEH处于OA负荷控制时，人为的强制汽机转速，当转速在额定电网频率附近±2rpm时，不修正汽机负荷；转速大于3002rpm时，汽机减负荷；转速小于2998rpm时，汽机增负荷；频率偏离值的大小与汽机负荷修正量决定于转速不等率，一般为5%，即频率偏离值按汽机转速折算150rpm时汽机负荷修正量为100%，通过改变转速验证频率修正的正确性    在油开关打开时，设定值变为3000rpm，保持同期转速等待并网；负荷小于3%运行大于15分钟，DMWFL功率低报警；并网后，将ASL为0，时间超过3分钟，BRCTT报警；主汽压力低时，通过TPCHAR函数修正曲线的初负荷，防止发电机反转    图10频差初负荷X CWMINIT        2.7 遥控负荷试验        机组并网以后，DEH可进入遥控方式，此时，DEH接受遥控信号自动改变负荷在工程师站强制CIN功能块DEH：ADSPER遥控允许信号为1，此时DEH方式子画面显示就绪，将控制方式切到ADS方式，当协调控制信号与设定值差大于3MW，则无法进入ADS；进入ADS后，将协调控制信号开路，或ADSPER遥控允许信号为0，或进入自动方式OA，或已并网BR为0，则自动退出ADS。

    图11 同期 遥控AS ADS    强制AIN功能块DEH：ADSREF协调控制信号增加或减少，观察设定值跟踪协调控制信号，自动根据协调控制信号输入值与设定值差值来决定增、减方向，最大速率不超过10MW/min，最终设定值将等于协调控制信号，试验完毕后，将控制方式切回自动        2.8 功率限制试验        投入功率限制HLLI，。