西门子SAMA图DEH逻辑讲解.doc

１．汽轮机调节器汽轮机调节器是DEH的核心部分.它通过控制一种或多种高、中压调门的开度来调节进入汽轮机的蒸汽量,达到调节汽轮机转速、负荷或主汽门前压力的目的.除此以外，SIＥＭENS　DEH调节器还具有限制高压叶片压力、高排温度等保护汽轮机的调节功能，并在电网频率浮现偏离时能及时增、减机组出力来调节电网频率;机组浮现负荷大扰动甚至发生甩负荷后仍能带厂用电或维持汽轮机定速运营.SIEＭENS DEH调节系统采用积木块设计,涉及如下几种部分：• 速度/负荷控制• 主蒸汽压力控制• 高压缸排汽温度控制•　高压缸叶片前基本压力的极限压力控制• 设定值的形成• 阀位控制转速/负荷调节器、压力调节器和启动装置限制器ＴAB的三路输出信号通过中央小选模块，形成有效的容许设定值去作用高、中压调门.为了汽轮机的安全和控制品质的优化,高、中压调门容许进汽设定值还要进行三次不同的解决和修正，才形成最后的调门开度指令:1）高压叶片压力限制调节器和高排温度限制调节器根据功能的不同，分别通过“小选”和“减法”对高、中压调门的容许进汽设定值进行解决;2)容许进汽设定值进行调门特性曲线的线性化修正解决；3）由阀位限制设定值进行限制.为了实现上述调节功能，汽轮机调节器ＤTC与汽轮机开环系统的汽轮机自启动程控SGC ST、汽轮机保护系统ＥＴＳ、机组协调控制BLE、热应力评估TSE、阀门自动实验ATＴ以及液压控制回路EHＡ等系统或模块存在信息和信号的交互与传播．1.1 转速控制汽轮机转速调节系统重要涉及实际转速测量和解决功能页NT、转速设定值功能页NS以及转速／负荷调节功能页NPR三大部分,其作用是根据汽轮机自启动程控SGＣ　ST设定的目的转速,完毕汽轮机从启动到低速暖机、升至额定转速暖机到同期并网的转速控制.在这过程中,为了限制汽轮机的热应力,机组转速的升降速率取决于热应力评估ＴSE模块,运营人员无法手动干预.此外,根据工频一致原理,机组并网期间也可通过转速控制达到负荷控制的目的.1.1．1 转速的测量和解决NT汽轮机的大轴上有一种齿轮盘,齿轮盘的凹槽是一种固定数,６0齿.齿轮盘随汽轮机高速旋转,每个凹槽转过传感器时都会使传感器的感应电压发生变化，传感器输出信号的频率也因此与汽机转速成线性关系.通过这个频率和齿轮数就可以以便的计算出汽轮机转速.汽轮机共有六个转速传感器,每三个一组,提成两组.第一组的转速测量值通过布置在核心柜左侧BＲAUＮ超速保护装置的３个转速卡在内部做超速保护判断，同步经转速卡转换后每个信号均并接输出至前两块AＤＤFEＭ卡件相应PI通道,　选择每路转速信号的高值经测量转换后,读入高速解决器FM４５８的转速测量和解决功能页中，即转速信号输入ＡDＤFEM时做了信号通道的冗余解决.信号进入NＴ功能页后一方面进行高频滤波解决,再由一种三选一功能块按通道1、２、3的优先顺序选用一种正常通道的信号作为汽轮机的实际转速值(NT)．该三选一功能块还会对三个通道进行监视,与中间转速偏差不小于3ｒｐm延时3S后会给出通道故障报警(STＮT１／2/3），且该故障转速将由ＮＴ值替代，故障转速恢复后，仍遵循固有的转速优先级顺序选用实际转速值．第二组的转速测量值通过布置在核心柜右侧BRAUN超速保护装置的３个转速卡在内部做超速保护判断,不做转速调节用.实际转速值ＮT提供应如下功能页和自动解决单元：·ＯＭ画面显示·汽轮机开环控制系统DTS·汽轮机保护系统ＤTＳZ·汽轮机应力计算程序ＷTG·电液油动机控制装置ＥHAＳ·转速／负荷调节器ＮPR·转速设定值功能页NＳ·甩负荷辨认功能页LAW由于大型汽轮发电机组都是挠性转子,轴系的工作转速不小于转子的固有频率．当机组的转动频率和转子的固有频率一致时,机组会因共振引起振动加剧,从而影响机组安全,因此一般在机组启动过程中都规定以较快的转速通过临界转速,这就是所谓的过临界.转速测量和解决NT功能页提供了对临界转速的监视,根据该型汽轮机的特点,其临界转速分为两个区域,临界转速区域的开始限值GSPＡ和结束限值GＳPE分别是:６60r/min~840r/min和１02０ｒ/miｎ~２8５0r/min.功能页再对实际转速信号进行微分解决,可以获取转速的变化率,即平常所说的升、降速率．一般规定过临界的转速不少于100r/min2．在汽机启动过程中（非汽机跳闸后的惰走过程）,当转速落在临界转速区域内时机组的升速率低于１０0r/mｉn2,DEH将退出启动,发出升速率过小NTGRKL的报警，ＯＭ上的ＡCCL＜mｉn批示灯亮．DＥH对机组启动过程中的热应力控制十分严格,从冲转条件到暖机限度的判断，从升速率的计算到变负荷速率的限制,热应力评估器ＴSE都发挥重要作用.因此机组在临界转速区域内发生ＴSE故障,发出WTＳ信号时，DＥH也将退出启动．DEH退出启动时,会给转速设定功能页NS发出退出启动信号ＡNＦAＢR．此时转速设定值＝目前实际转速-６0r,从而保证调门可靠关闭直至退出临界转速区域后,由运营人员在OＭ上复置“转速设定值复位子环”后,发出ＳＷFQ信号,DEH才会将退出启动信号ANFABR复位,并容许DＥH再次设高目的转速冲转.实际投运过程中，该步将在汽机顺控第２1步实现,无需操作员人为干预．为模拟电网频率扰动,在转速测量和解决功能页中附加了一种频率变化仿真模块ＳTFCH.当模拟电网频率扰动的命令开始,仿真模块在一定的范畴内根据实际需要的变化率、幅值和持续时间给出一种模拟的频率变化量,并加到转速的实际值中．由于电网频率始终是处在一种小幅波动的过程中，实际做一次调频实验时不推荐使用该功能块，而是在延时转速设定值与实际转速偏差PSＦ４0后另加一切换回路,切换网频偏差至人为给定数值．1.1．2　转速设定值ＮS转速设定值的形成分为两大部分.第一部分是目的转速设定.目的转速NＳ是不同工况下汽轮机需要达到的转速设定值．将目的转速NS通过速率限制后生成的转速指令成为延时转速设定值NSV.其中延时转速设定值是有效的转速设定值,它用于转速调节器NＰＲ进行转速控制．ＮＳ和NSV都在OM上显示．目的转速ＮS形成回路由设定值调节和存贮器功能块ＳＷS6F以及相应的控制逻辑回路构成.功能块SWS６F在不同的设立指令S作用下存储相应的设定值SV并输出,直至另一种指令发出.设立指令的优先级是按自下而上排序.八种不同工况下的目的转速设定值见表一．表一:序号工况转速设定值阐明1超速实验投入PＳSＥ(取消)＝３400超速实验时将转速设定值上限也放大2过临界时升速率小或TSE故障，退出启动AＮＦABR;TＡB不不小于50%ＴABGＮF；汽轮机跳闸SS；=NT-60在转速跟踪方式NＳＮＦ下，设定值永远不不小于实际值,NＰR的输出为负,保证调门可靠关闭.3临界区域外TSＥ故障;同期并网时的转速调节;＝NSV跟踪延时转速设定值4超速实验结束RSＳE;机组并网后,实际功率PEＬ不小于最小功率PMIN延时1ｍｉn；甩负荷;=３０0０5升至同步转速指令NSYNC＝3009指令由汽轮机自启动程控SＴＥＰ25发出.目的转速略高于额定转速,保证发电机正向并网6升至暖机转速指令NSWART＝360汽轮机自启动程控ＳＴEP21７DEH控制负荷时，ＮPＲ调节器在负荷控制ＬBPＲ与转速控制LBNP间切换产生设立指令SB=ＳVNS根据功频一致原理计算出SVNS,目的在于保证切换时无扰8排除上述工况,可手动设定目的转速由运营人员在OM设定目的转速注：１、优先级自上而下逐渐减少;2、ＴSE故障后,汽轮机的启动失去了应力监视,因此启动需要中断或退出；3、同步并网期间,由于电网频率是随机变动的,因此转速设定值在NＳOG和NSUＧ间切换,延时转速设定值ＮSV则按一定速率在两个定值之间变动.４、正常运营时,SＶNS=３000ｒ/mｉn,切至转速控制方式瞬间ＳVNS=NT+PＥL×K.其中K＝SＴAＴNR*ＮNＯM／PNOM＝0．15；ＳTAＴNR：汽机转速不等率5％;NＮＯＭ汽机额定转速3０00ｒ;ＰNＯＭ：汽机额定功率１000MW．5、在机组启动过程中（未并网）,如果延时转速设定值NSV与实际转速偏差不小于30r,OM会发出ＤEＶ　TＯO　HＩGH和SＴOP警告,停止延时转速设定值NＳV的变化,直至实际转速上升至偏差大信号消失， 延时转速设定值ＮＳV再根据目的转速按照一定的速率变动.根据不同工况生成的目的转速设定值NS通过电气侧同步转速升/降后送至一种设定值调节器SWF0F.设定值调节器SWF0Ｆ会对输入的设定值按一定的速率限制后再输出形成所谓的延时转速设定值NSV,并将它送至转速/负荷调节器NPR功能页、甩负荷鉴别ＬAW功能页以及ＯM上显示.延时转速设定值是真正用于转速调节的有效设定值.设定值调节器SWF0F有三种工作方式:１)正常限速随动方式.在此方式下,SWF0F的输出值根据设好的速率逐渐增长或减少至输入值，ＳWF0F会监视输入/输出值之间的偏差,最后动态偏差为０.设定值变化的速率取决于不同的工况：A、正常状况下的升、降速率是由温度裕度子模块WTF计算出来的,升速率OFBN和降速率UFBN通过大小选模块控制在6０0r／mｉn2以内． B、同期并网时,需要缓慢的调节转速以便同期装置能及时捕获到同期点，因此此时的变速率预置值180r/min2.C、超速实验时,升速率为预置值６00r/ｍｉn2.2）ＳWF0F迅速跟踪方式.在该方式下，SWF0F不再对输入值进行限速,输入值直通成为输出值．在如下工况下，ＳＷF0F处在迅速跟踪方式：A、转速跟踪方式ＮＳNFB、在长甩负荷LAＷ发生5Ｓ脉冲内且发电机出口开关和５00KV开关在后延时3S内Ｃ、设立指令SBD、机组带负荷运营,ＮPR处在转速控制方式发生甩负荷ＬALBＮR 其中转速跟踪方式NSＮF是保证汽轮机安全运营的重要手段,在机组启动过临界时发现升速率太小或TSE故障,或ＴＡB<5０％,或汽轮机跳闸后都将转速设定值跟踪实际转速－６0,从而保证NPR的输出为负,调门可靠的关闭,并将ＮSNF信号储存,直到汽轮机再次发出升至暖机转速指令，或升至同期转速指令,或汽机转速落在临界区域外时由操作员手动或汽机顺控STEP2１复置“转速设定值复位子环”后发出SＷFQ指令才可将转速跟踪指令复归.由于汽轮机临界转速区范畴很宽,汽机跳闸后转速不久落在２850r如下,在这短时间内,操作员难以做出跳闸因素的对的判断,因此汽机跳闸后很难再次立即恢复冲转,需要转速惰走到390rpm如下，避开临界转速区,机组才干再次冲转升速.３）SWF0F保持方式.此时SWF0Ｆ保持前一时刻NＳV,并不受输入信号变化的影响.在如下工况下,SWF0F处在保持方式：A、启动过程中，延时转速设定值ＮSＶ和实际转速NT的偏差不小于30r．B、负荷设定值功能页ＰS来的停止转速设定值变化ＳTPNＳ指令.开环控制系统DＴS来的自动停机ＡＵSＴ(转速不小于2８50r时高速解决器FM４５8内部故障报警或汽机顺控STEP３５未检测到发电机并网信号)或TSE故障ＷTＳ信号都将使STＰNS指令有效．典型的汽轮机启动过程中，目的转速设定值NＳ、延时转速设定值NSV和实际转速的变化状况如图1-1.图1－１ 汽轮机启动过程中的设定转速和实际转速汽轮机自启动程控走步到第２1步，发出NSWAＲＴ有效指令,将目的转速NS设定为低速暖机转速8７０r／ｍin.延时转速设定值NＳV按照600r/min2的速率逐渐升高,同步调门逐渐启动,汽机转速跟随NＳV一起升高.通过约１h暖机,程控第23步判断暖机条件满足,由操作员手动操作ＲEL NOＭINAL Ｓ。