DEH-NTK数字电液调节系统说明书

Z875.08/03_

DEH-NTK 数字电液调节系统

说明书

南京汽轮电机(集团) 有限责任公司

编 制 付 健 2014.1

校 对 毛文暄 2014.1

审 核 汤继星 2014.1

会 签 华宁芳 2014-1

标准审查 郝思军 2014.1

审 定 张 静 2014.1

批 准

目 录

1 前言 . ................................................................................ 3

1.1 DEH调节系统的工作原理和系统介绍 ............................................... 3

1.2 ETS保护系统工作原理 ........................................................... 5

1.3 TSI系统工作原理 ............................................................... 5

2 系统配置 . ............................................................................ 5

2.1 DEH-NTK网络结构 ............................................................... 5

2.2 DEH-NTK控制柜 ................................................................. 6

2.3 电源分配系统 .................................................................. 6

2.4 控制器和IO 模件 ................................................................ 7

2.5 操作员站 ...................................................................... 8

2.6 工程师站 ...................................................................... 8

2.7 DEH-NTK的通讯 ................................................................. 8

3 DEH-NTK系统软件 ...................................................................... 8

4 DEH控制系统功能及逻辑条件 ............................................................ 8

4.1 挂闸 . ......................................................................... 9

4.2 整定伺服系统静态关系(拉阀试验) .............................................. 9

4.3 启动前的控制 ................................................................. 10

4.4 升速控制 ..................................................................... 10

4.5 负荷控制 ..................................................................... 11

4.6 主汽压控制 ................................................................... 14

4.7 主汽压保护 ................................................................... 15

4.8 抽汽控制(适用于可调整抽汽机组) ............................................... 16

4.9 背压控制(适用于背压机组) ..................................................... 17

4.10 超速保护 ..................................................................... 17

4.11 在线试验 ..................................................................... 18

5 DEH系统操作说明 ..................................................................... 20

5.1 基本说明 ..................................................................... 20

5.2 并网前操作 ................................................................... 21

5.3 并网后操作 ................................................................... 22

5.4 其它画面操作 ................................................................. 23

6 汽轮机紧急跳闸保护系统(ETS) ......................................................... 24

7 DEH系统的安装 ....................................................................... 25

8 DEH系统的调整与试验 ................................................................. 30

8.1 DEH系统静态下调试 ............................................................ 30

8.2 DEH系统运行状态下调试 ........................................................ 30

9 DEH-NTK系统运行注意事项 ............................................................. 31

1 前言

DEH-NTK 数字电液调节系统是南汽自主开发的一种经过实践运行考核的成熟的电调系统,其性能指标和功能充分满足用户需求。其数字电子部分由一个电子控制柜及操作员站等组成,该系统设备将DEH 、ETS 一体化设计供货,运转层上汽机信号的监测控制和保护全部进入DEH 系统从而实现控制、监测和保护一体化,同时控制系统重要参数在线可调,极大方便了运行人员。说明书详细介绍了DEH 系统及热工系统,并对其工作原理、功能、操作、调整与试验等进行介绍;在使用说明书时,还需要随时参考本机组的其他有关文件和图纸。

1.1 DEH调节系统的工作原理和系统介绍

DEH-NTK 汽轮机数字式电液控制系统,由数字电子部分和液压部分组成。系统控制精度、自动化水平高,它能实现升速(手动或自动),配合电气并网,电负荷控制(阀位控制或功率控制)及其它辅助控制,并与DCS 通讯,控制参数在线调整和超速保护功能等。能使汽轮机适应各种工况并长期安全运行。

1.1.1 DEH装置

DEH 是一个实时分散控制系统,其采用高可靠性冗余的高速数据通讯网络,两条高速数据通讯网络同时运行,以保证即使一条出故障时,数据通讯保持畅通。

DEH 装置的硬件可分为:冗余控制器(DPU)、相关输入输出卡件、控制机柜、冗余电源、、后备手操盘、打印机、操作员站和工程师站。

DEH 装置将现场信号(转速、压力、行程等)通过输入卡件处理后送到DPU 进行运算,并将运算的结果通过输出卡件送到现场设备完成控制任务。

由于采用纯数字电液调节系统,故能满足汽轮机控制的高可靠性要求。DEH 通过对调门、旋转隔板(适用于可调整抽汽机组) 及补汽阀(适用于补汽机组) 的开度调节,应用比例和积分的闭环控制对转速和负荷进行可靠准确地控制。

1.1.2 DEH基本工作原理

DEH 控制系统的主要目的是控制汽轮发电机组的转速和功率,从而满足电厂供电的要求。适用于供热机组DEH 控制系统还将控制供热压力或流量。

DEH 系统设有转速控制回路、负荷控制回路、抽汽控制回路(适用于可调整抽汽机组) 、背压控制回路(适用于背压机组) 、主汽压控制回路、超速保护回路等基本控制回路以及同期、调频限制、解耦运算、信号选择、判断等逻辑回路。

DEH 系统通过电液伺服阀分别控制高、低压阀门(适用于可调整抽汽机组) ,从而达到控制机组转速、功率、背压(适用于背压机组) 及抽汽压力(适用于可调整抽汽机组) 的目的。

机组在启动和正常运行过程中,DEH 接收CCS 指令或操作人员通过人机接口所发出的增、减指令,采集汽轮机发电机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号,进行分析处理,综合运算,输出控制信号到电液伺服阀,改变调节阀的开度,以控制机组的运行。

机组在升速过程中(即并网前),DEH 控制系统通过转速调节回路来控制机组的转速,功率控制回路不起作用。在此回路下,DEH 控制系统接收现场汽轮机的转速信号,经DEH 三取二逻辑处理后,作为转速的反馈信号,与转速设定值进行进行PID 运算,输出油动机的开度给定信号到伺服卡。此给定信号在伺服

卡内与油动机位置反馈进行比较后,输出控制信号到电液伺服阀,调整油动机的开度改变进汽量,从而控制机组转速。在此过程中,操作人员可设置目标转速和升速率。

机组并网后,系统便切到负荷控制回路,汽机转速作为一次调频信号参与控制。负荷控制有两种调节方式:

(1) 阀位控制方式(即功率反馈不投入):

在这种情况下,负荷设定是由操作员设定百分比进行控制。设定所要求的开度后,DEH 输出阀门开度信号到伺服卡,调整油动机的开度,改变进汽量。在这种方式下功率是以阀门开度作为内部反馈的,在实际运行时可能有误差,但这种方式对阀门特性没有高的要求。注意抽汽机组在冷凝运行时阀门最大开度由工况图确定。

(2) 功率控制方式:

这种情况下,负荷回路调节器起作用。DEH 接收现场功率信号与给定功率进行比较后,送到负荷回路调节器进行差值放大,综合运算,输出阀门开度信号到伺服卡,调整机组的进汽量,满足功率的要求。

以上两种调节方式可以在运行中根据需要进行切换。需要注意当采用功率控制方式时,需要汽轮机调节汽阀具备合适的流量特性。

当汽轮机调节阀的流量特性非线性时,可以通过在DEH 内部修正来补偿现场调节阀的非线性。

机组跳闸时,置阀门开度给定信号为0,关闭所有阀门。

DEH 控制系统设有OPC 保护,阀位限制和快减负荷等多种保护。

一次调频的阈值(死区)、上下限范围、调速不等率可在线调整。

孤网控制

DEH 控制系统有汽机远控,汽机自动和汽机手动三种运行方式。

(3) 抽汽控制回路(适用于可调整抽汽机组)

DEH 系统中设有抽汽控制回路。它以操作员设定压力作为给定,以实际抽汽压力作为反馈,通过PID 调节器控制抽汽压力,其输出与功率调节器的输出一同送到牵连解耦运算逻辑进行解耦运算,实现热电联调与静态自整。其耦合关系根据主机热力特性及边界条件对各调节阀开度进行解耦运算得到。

(4) 背压控制回路(适用于背压机组)

DEH 系统中设有背压控制回路。它以操作员设定压力作为给定,以实际排汽压力作为反馈,通过PID 调节器控制排汽压力,背压控制投入时,功率控制退出并处于跟踪状态。在背压控制投入时,抽汽控制可以投入并与背压耦合控制。

(5) 主汽压控制回路

作为DEH 的辅助控制回路,以操作员设定值作为给定,以实际主汽压作为反馈,通过PI 调节器对机侧主汽压进行闭环控制。在母管制运行的机组建议该功能不必投入。

1.1.3 运行方式

DEH 有如下几种运行方式:

1.1.3.1 操作员控制

这是最常用的运行方式。这种运行方式下可以进行以下操作:转速控制、功率控制或阀位控制、主

汽压力控制、抽汽控制(适用于可调整抽汽机组) 、背压控制(适用于背压机组) 等。

1.1.3.2 手操盘手动

手操盘手动运行方式是紧急状态下手操盘通过硬接线(开关量)控制伺服卡最终控制阀门开度。

1.1.3.3 协调控制

协调控制运行方式是DEH 在阀位方式下接受协调指令开关调门脉冲(或模拟量)的控制方式。

关于这几种控制方式的详细说明,请参见后面相关章节。

1.2 ETS保护系统工作原理

ETS 即汽轮机紧急跳闸保护系统,用来监视对机组安全有重大影响的某些参数,以便在这些参数超过安全限值时,通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门,实现紧急停机。

ETS 系统具有各种保护投切,自动跳闸保护,首出原因记忆等功能。

当任一停机条件出现时,ETS 可发出汽机跳闸信号,使AST 电磁阀动作,实现紧急停机。

注意:在运行过程中ETS 系统重要保护项目不得撤除并且在切断主汽门前蒸汽通道之前不得切除ETS 电源。

1.3 TSI系统工作原理

TSI 汽轮机监视仪表系统,用来在线监测对机组安全有重大影响的参数,以便在这些参数超过安全限值时,通过DEH 和ETS 控制汽机实现安全停机。

TSI 系统的监视参数参见机组的TSI 图纸。

DEH-NTK 系统对TSI 系统有两种处理方式,一种是采用专用卡件可接受TSI 传感器信号并通过软件进行分析处理用于测量显示和报警保护。另外一种是通过DEH 的AI 和DI 通道采集独立的TSI 系统的模拟量和开关量输出。随机出厂的DEH 系统采用何种方式处理TSI 系统可在DEH 接线端子图中查阅。

2 系统配置

本系统中的DEH 和ETS 部分均采用英维思公司的NT6000分散控制系统的硬件平台。

硬件配置主要由以下部分组成:一个控制机柜,一台操作员站,一台工程师站,一台彩色喷墨打印机 。

DEH 系统配置一对DPU 及IO 卡件。

ETS 系统配置一对DPU 及IO 卡件。

DPU 通过以太网与操作员站和工程师站相连,完成操作指令、基本控制数据、组态信息的通讯。

2.1 DEH-NTK网络结构

DEH 和ETS 系统均采用两层网络结构。第一层为eNet 控制网络,完成DPU 之间及DPU 和MMI 站之间的数据通讯。eNet 是高可靠性的冗余对等网络,采用实时以太网技术,通讯速率为100M/1000M,基于两套相互独立的工业以太网交换机,在传输层通过两套独立的物理层发出两套同时执行的数据会话过程来实现网络冗余。

第二层网络为eBus 总线,完成DPU 与I/O卡件之间的数据扫描。eBus 为精简结构的主从式高速冗余通讯总线,通讯速率为3.125M bps ,最小周期为5ms ,被分为12段物理隔离的分支,每段有两个独立的通讯接

口分别通过独立的总线同时对I/O卡件进行直接扫描。

(网络结构见下图)

2.2 DEH-NTK控制柜

本系统DEH 控制机柜数量为1个。

机柜结构符合NEMA 标准(NEMA12),默认尺寸:2200(高)×800(宽)×600(深),前后开门,并设计成经底部进出电缆。端子排的安装位置便于接线,距柜底不小于400mm ,距柜顶不小于150mm ,排与排之间距离不小于200mm 。机柜内电气元件如继电器、断路器、投切开关及直流电源均采用进口产品。柜内设置排气风扇或内部循环风扇,并设置温度检测元件,当温度过高时进行报警。

机柜内设有保护地和屏蔽地的接地母排,接地系统严格要求单点接地,通过不小于35mm 的电缆接到电气主接地上,接地电阻小于2欧姆。

2.3 电源分配系统

系统需要用户提供两路交流220V ±10%,10A ,50Hz ±1Hz 的单相电源(其中一路来自UPS 电源,另一2

路来自厂用保安电源) 和一路直流220V/4A电源到控制机柜。两路交流电源互为备用,任何一路电源的故障均不会导致系统的失电。任一路电源故障都会报警。

直流220V 电源主要用于向OPC 电磁阀和AST 电磁阀供电(电磁阀供电电压详见图纸)。

2.4 控制器和IO 模件

2.4.1、NT6000系统硬件

(1)控制器模件DPU (KM951A ):

采用POWERPC 处理器,VxWorks 实时操作系统,CF 卡数据存储,全隔离高抗干扰,低功耗、无风扇运行,具备双重冗余,自动无扰切换,带电插拔等设计。支持在线组态和在线下载及离线仿真,支持

Modbus RTU、Modbus TCP、Profibus DP、HART 等多种标准现场总线通讯接口,最快可达5ms 快速处理能力,硬件看门狗的故障监视和诊断等功能。

(2)DEH 系统的IO 模件主要功能及性能参数有:

KM331A :八通道模拟量电流输入模件。对基本控制的模拟量(4~20mA )进行输入,如功率、主汽压、调节级压力测点等。每个通道均可对外供电,通道不隔离。输入信号范围:0~24mA 。精度:±0.1%。A/D 转换分辨率为16位。

KM332A :八通道热电阻输入模件。对基本控制的模拟量(RTD )进行输入,如油温,瓦温测点等通道间互相隔离,隔离电压>30V。输入信号范围:0~325Ω。精度:±0.2%。A/D转换分辨率为16位。

KM333A :八通道热电偶输入模件。对基本控制的模拟量(TC )进行输入,如主蒸汽温度,缸温测点等。通道间互相隔离,隔离电压>400V。输入信号范围:-100mV ~100mV 。精度:±0.2%。A/D转换分辨率为16位。

KM333B :十六通道热电偶输入模件。对基本控制的模拟量(TC )进行输入,如主蒸汽温度,缸温测点。通道间互相隔离,隔离电压>400V。输入信号范围:-100mV ~100mV 。精度:±0.2%。A/D转换分辨率为16位。

KM334A :十六通道数字量输入模件。对基本控制的开关量输入进行隔离。信号输入要求:ON 状态:100kΩ。4ms 防抖处理。SOE 分辩率 ≤ 1ms。

KM335A :八通道继电器输出模件。对基本控制的开关量输出进行隔离。触点输出容量:1A/30VDC,1A/AC230V。

KM336A :六通道电流输出模件。将DPU 输出的模拟量进行4~20mA 转换,并对外输出。通道间相互隔离,隔离电压>1000V。输出信号范围:3~23mA 。精度:±0.2%。D/A分辨率14位。最大输出负载为580Ω。

KM531A :LVDT 输入模件。主要是用于采集LVDT 信号,如主汽门油动机行程等,支持三线制或六线制LVDT 。精度:±0.5%。A/D转换分辨率为16位。

KM532A :阀门控制模件。阀门控制卡是DEH 最重要的卡件之一。阀门控制卡组成DEH 的阀门伺服控制系统。阀门控制卡的控制指令来自DPU ,并接收现场的调门反馈信号(通常是通过LVDT 做反馈),每一块阀位控制器控制一个调门,即一个伺服油动机。伺服电流输出(可选) :-10mA ~+10mA,-40mA ~+40mA,-80mA ~+80mA,-150mA ~+150mA,-10V ~+10V。控制调节周期为4ms 。

KM533A (OPC 卡):转速测量及超速保护模件。用来测量汽轮机转速,同时可以实现超速(103%和110%)判断,快速送出超速保护信号。

电源组件(KB434A): 主要功能是给现场的DDV634伺服阀(SVA9伺服阀不需供电)提供DC24V 电源, 以及给柜内其他几个特殊组件分配DC220V 电源或AC220V 电源。

OPC 组件(KB434B ):主要实现将三块转速测量及超速保护模件送来的103%超速保护信号经三选二处理后输出信号到OPC 电磁阀,防止汽轮机超速。同时完成继电器信号扩展功能,如主汽门关闭信号、挂闸电磁阀、复位电磁阀等功能。

ETS 组件(KB434C ):当条件满足时通过AST 电磁阀动作,实现汽轮机紧急停机。如,三块转速测量及超速保护模件送来的110%超速保护信号经三选二处理后信号为真;手动停机双按钮同时按下;ETS 系统的保护信号输出等。

上述各卡件通道的抗干扰性能:CMRR≥120dB,NMRR≥60dB;运行环境温度:-20℃~70℃。

存储温度:-40℃~+85℃;相对湿度:5%~95%(不结露) 。

注:各项目的模块具体数量不尽相同。

2.5 操作员站

操作员站是运行人员进行操作、监视系统运行的人机接口。工控机一套,主要由主机板、硬盘、显示卡、冗余以态网卡等组成。

2.6 工程师站

工程师站和操作员站配置基本相同,工程师站是专用于工程师设计、组态、调试、监视系统的工具。

2.7 DEH-NTK的通讯

DEH-NTK 系统具有强大的通讯功能。通讯协议为标准MODBUS 通讯协议(RTU 和ASCII 规约可选)。数据通过操作员站串口与外系统实现通讯。出厂时为RS232电平(最大通讯距离15m) ,经过电平转换后可以使用RS485或RS422电平实现远距离传输(最大通讯距离1000m) 。

DEH-NTK 通讯具有很强的灵活性,可以配置为主站和从站,通讯波特率可设,数据长度、通讯地址、通讯口可以在线更改。

3 DEH-NTK系统软件

DEH-NTK 控制系统采用科远公司的NT6000分散控制系统的软件平台。软件以Windows XP为操作系统的工程开发平台,包括配置文件,图形画面,控制软件等功能。

4 DEH控制系统功能及逻辑条件

● 冲转前可远方自动挂闸

● 整定伺服系统静态关系

● 启动前的控制

● 转速控制

● 负荷控制

● 并网带初负荷

● 负荷反馈控制

● 一次调频

● CCS控制

● 负荷限制

● 快减负荷

● 阀位限制

● 主汽压力控制

● 主汽压力低保护

● 抽汽控制(适用于可调整抽汽机组)

● 背压控制(适用于背压机组)

● 超速控制

● 在线试验

● 可以在工程师站进行参数修改、组态。

● 具有完整的数据记录、显示及打印功能。

4.1 挂闸

4.1.1 自动挂闸

挂闸即机组恢复,主汽门打开,可以开始冲转。机组准备判断挂闸的条件为:主汽门行程开关不在关的位置、启动油压已建立、主汽门行程大于50%三个条件中至少有两个条件成立且解列时转速通道未发生全故障。

4.1.2 界面手动挂闸

本系统可以实现远方挂闸,挂闸动作依靠挂闸电磁铁得电建立复位油实现。

注意,手动挂闸在开关投入后,即可控制挂闸电磁铁得电建立复位油,故机组正常运行时,应将手动挂闸开关置于切除位。

4.2 整定伺服系统静态关系(拉阀试验)

整定伺服系统静态关系的目的在于使油动机在整个全行程上均能被伺服阀控制。阀位给定信号与油动机升程的关系为:给定0~100% 升程0~100%。

为保持此对应关系有良好的线性度,要求油动机上作反馈用的LVDT ,在安装时应使其铁芯在中间线性段移动。

油动机整定在DEH-NTK 操作员站上操作,通过界面上的拉阀试验进行。

允许整定条件为:需同时满足:(1)转速低于500转;(2)机组未并网;(3)“阀位标定试验投入”按钮按下。

整定结束后,点击阀位标定“试验切除”按钮,所有阀门指令自动清零。

注意:投入阀位标定时,应确保已经切断蒸汽通道。

4.3 启动前的控制

汽轮机的启动过程,对汽缸、转子等是一个加热过程。为减少启动过程的热应力,适用于不同的初始温度,应采用不同的启动曲线。

DEH 在每次挂闸时,可根据汽轮机汽缸壁温的高低选择热状态,下面为参考范围:

● T<150℃ 冷态

● 150℃≤T <300℃ 温态

● 300℃≤T <400℃ 热态

● 400℃≤T 极热态

4.4 升速控制

在汽轮发电机组并网前,DEH 为转速闭环无差调节系统。其设定点为给定转速。给定转速与实际转速之差,经PID 调节器运算后,通过伺服系统控制油动机开度,使实际转速跟随给定转速变化。

在给定目标转速后,给定转速自动以设定的升速率向目标转速逼近。当进入临界转速区时,自动将升速率改为600r/min(可设定)快速通过临界区。在升速过程中,通常需对汽轮机进行中速、高速暖机,以减少热应力。

(1) 目标转速

除操作员可通过面板设置目标转速外,在下列情况下,DEH 自动设置目标转速:

汽机刚挂闸时,目标为当前转速;

油开关断开时,目标为3000r/min;

汽机已跳闸,目标为零。

(2) 升速率

操作员设定,速率在(0,500)r/min。

在临界转速区内,速率强制为600r/min。

在额定转速附近,升速率将自动降低(可根据需要设定)。

(3) 临界转速

轴系临界转速计算值参照主机说明书

为避免汽轮机在临界转速区内停留,DEH 设置了临界转速区。当汽机转速进入此临界区内时,DEH 自动以最高速率冲过。

注意:现场应根据现场的临界转速值修改临界转速值及暖机转速平台值。

(4) 暖机

默认的汽机暖机转速为500,1200,2500,3000r/min,故目标值通常设为500,1200,

2500,3000r/min,到达目标转速值后,可自动停止升速进行暖机。若在升速过程中,需暂时停止升速,可进行如下操作:

在控制画面上用鼠标点击“保持”按钮。

在临界转速区内时,保持指令无效,只能修改目标转速。

(5) 3000r/min定速

汽轮机转速稳定在3000r/min左右时,各系统进行并网前检查。

(6) 同期控制

DEH 自动进入同期方式后,其目标转速在刚进入同期方式的值的基础上,按同期装置发来的转速增加指令,以100r/min的变化率变化,使发电机的频率及相位达到并网的要求。

(7) 发电机做假并网试验

发电机做假并网试验,以检查自动同期系统的可靠性及调整的准确性。在试验期间,发电机电网侧的隔离开关断开发出假并网试验信号。DEH 接受假并网信号后仍处于转速控制状态,配合电气做相关试验。

4.5 负荷控制

4.5.1 并网带初负荷

当同期条件均满足时,同期装置发出油开关合闸指令使油开关闭合,DEH 立即增加给定值,使发电机带上初负荷避免出现逆功率。

有下列情况之一,则自动退出同期方式:

●转速小于2950r/min或大于3050r/min

●已并网

●汽机已跳闸

4.5.2 升负荷

在汽轮发电机组并网后,在带基本负荷时,可投入功率控制。投入后目标和给定值均以MW 形式表示。在功率控制未投入时,目标和给定值以额定工况百分比形式表示。负荷率由操作员设定,负荷率在(0~50%额定功率)MW/min内。

CCS 控制方式下,负荷给定变化每个脉冲,油动机按0.5%纯凝工况阀门开度变化。

4.5.3 功率控制

功率控制器是一个PI 控制器,用于比较设定值与实际功率,经过计算后输出控制调节汽阀。

在同时满足以下所有条件后,可由操作员投入该控制:

● 已经挂闸

● 无ETS 动作

● 在“操作员自动状态”

● 已并网

● 无“主汽压保护动作”

● 功率通道无故障

● 不在“遥控模式”

在满足以下任何条件时,功率控制切除:

● 未挂闸

● ETS动作

● 在“手动状态”

● 未并网

● 主汽压保护动作

● 功率通道全故障

● 在“遥控模式”

● 功率PID 设定值与测量值偏差大(大于10%额定功率)

●“功率回路切除”按钮按下

4.5.4 一次调频

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,可以投入一次调频功能。当机组转速在死区范围内时,频率调整输出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,频率调整给定按不等率随转速变化而变化(默认转速不等率为6%)。

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

● 死区在0~30r/min内可调

● 死区范围为:3000±死区值

随着今后电网内配置DEH 系统的机组比例的增加,在其占至主导地位后,可逐渐减小死区,以提高供电品质。

4.5.5 二次调频

当机组在单机或小网运行时,可以投入二次调频控制也称孤网运行。

孤网运行时须首先将孤网投切开关置于投入位置后;在并网时,当以下任一条件满足时,DEH 自动进入孤网方式:

1, 实际转速与额定转速偏差大于30r/min;

2, 转速加速度大于100r/min/min;

3, OPC 动作;

4, 手动进入孤网(孤网运行时画面上进入孤网指示灯变为红色)

孤网运行时,在孤网控制画面可以手动增减目标负荷;也可以通过二次调频功能自动增减负荷,维持机组转速在3000 r/min。

4.5.6 甩负荷

由于汽轮机的转子时间常数较小,汽缸及蒸汽管道的容积时间常数较大。在发生甩负荷时,汽轮机的转速飞升很快,若仅靠系统中转速反馈的作用,最高转速有可能超过110%,而发生汽轮机遮断。为此设置了一套甩负荷超速限制逻辑。

若油开关断开出现甩负荷,则超速时间继电器闭合带电迅速动作超速电磁阀,关闭所有调节汽阀,同时将目标转速及给定转速改为3000r/min,当转速低于3000r/min后,超速限制电磁阀失电,调节阀恢复由伺服阀控制,恢复转速闭环控制,最终使汽轮机转速稳定在3000r/min,以便事故消除后能迅速并网。

4.5.7 CCS控制

当满足以下条件,可由操作员投入CCS 控制:

● “操作员自动”状态

● 遥控给定值通道无故障

● DCS遥控请求来

● 已并网

● 无ETS

在CCS 方式下,DEH 的接受CCS 给定,且切除负荷反馈。

切除CCS 方式仅需满足任一下列条件:

● “手动”状态

● 遥控给定值通道故障

● DCS遥控请求未来

● 未并网

● ETS动作

● “遥控切除”按钮按下

4.5.7.1 快减负荷

当汽轮发电机组出现某种故障时,快速减小阀门开度,卸掉部分负荷,以防止故障扩大。在快减负荷功能投入期间,DEH 接收到快减负荷输入信号时,立即以预先设定的目标值和降负荷率将负荷降到对应值。DEH-NTK 具有快速减负荷功能,该功能分为自动快减和手动快减。其中自动快减为一档,手动快减分两档,快减1速率: 每分钟快减50%额定功率, 目标负荷为20%额定功率, 快减2速率: 每分钟快减50%额定功率, 目标负荷为50%额定功率。

4.5.7.1.1 自动快减负荷投入

需同时满足:

●“自动快减允许”投切开关投入;

● RUNBACK为真;

● 负荷给定值大于20%额定功率。

4.5.7.1.2 自动快减负荷切除

仅需满足任一下列条件:

● “自动快减允许”投切开关切除;

● RUNBACK为假;

● 负荷给定值小于20%额定功率。

4.5.7.1.3 手动快减负荷1投入

需同时满足:

●“手动快减1”按钮按下;

● 负荷给定值大于20%额定功率。

● 并网。

4.5.7.1.4 手动快减负荷1切除

仅需满足任一下列条件:

●“手动快减复位”按钮按下;

● 解列。

4.5.7.1.5 手动快减负荷2投入

需同时满足:

●“手动快减2”按钮按下;

● 负荷给定值大于50%额定功率;

● 并网。

4.5.7.1.6 手动快减负荷2切除

仅需满足任一下列条件:

●“手动快减复位”按钮按下;

● 解列。

4.5.8 负荷限制

4.5.8.1 高负荷限制

汽轮发电机组由于某种原因,在一段时间内不希望负荷带得太高时,操作员可设置高负荷限制值,使DEH 设定目标值始终小于此限制对应的值。

4.5.8.2 低负荷限制

汽轮发电机组由于某种原因, 在一段时间内不希望负荷带得太低时,操作员可设置低负荷限制值,使DEH 设定目标值始终大于此限制对应的值。

注意,低负荷限制通常应设为0MW 。

4.5.9 阀位限制

汽轮发电机组由于某种原因,在一段时间内,不希望阀门开得太大时,操作员可设置阀位限制值。

4.6 主汽压控制

DEH-NTK 系统具有主汽压力控制功能(即汽机调压功能),通过开关高调门开度使主汽压力维持正常值。

4.6.1 主汽压力控制投入需同时满足:

● 已经挂闸

● 无ETS 动作

● 在“操作员自动状态”

● 已并网

● 无“主汽压保护动作”

● 主汽压力通道无故障

● 不在“遥控模式”

● “主汽压控制投入”按钮按下。

4.6.2 主汽压控制切除仅需满足任一下列条件:

● 未挂闸

● ETS动作

● 在“手动状态”

● 未并网

● 主汽压保护动作

● 主汽压力通道故障

● 在“遥控模式”

●“主汽压控制切除”按钮按下

● 主汽压力PID 设定值与测量值偏差大。

4.7 主汽压保护

为避免机前压力变化过大,设置了汽压保护回路,限制机前压力在设定的压力范围内变化。当主汽压力达到设定上限值,负荷闭锁增。当主汽压力低于设定下限值时,将逐渐关小调门,直到主汽压力回到正常范围。

4.7.1 主汽压力保护允许投入条件:

需同时满足:

● 已经挂闸

● 无ETS 动作

● 在“操作员自动状态”

● 已并网

● 无“主汽压保护动作”

● 主汽压力通道无故障

● 不在“遥控模式”

● 负荷大于于额定功率10%

● 主汽压力在设定的上下限范围内

● “主汽压保护投入”按钮按下

4.7.2 主汽压力保护切除条件:

仅需满足任一下列条件:

● 未挂闸

● ETS动作

● 在“手动状态”

● 已并网

● 主汽压保护动作

● 主汽压力通道故障

● 在“遥控模式”

● 负荷小于额定功率10%

● “主汽压保护切除”按钮按下

4.7.3 主汽压力高保护动作

需同时满足:

●“主汽压力保护”已经投入

● 主蒸气压力高于“主蒸气压力高限设定值”

注意,主汽压力高保护动作后,将闭锁负荷增减,即无法改变负荷目标值。

4.7.4 主汽压力低保护动作

需同时满足:

●“主汽压力保护”已经投入

● 主蒸气压力低于“主蒸气压力低限设定值”

注意,主汽压力低保护动作后,将强制切换为阀位控制方式,同时负荷指令将按照0.5%/s的速率减小;当实际负荷低于额定负荷的10%时(可修改),主汽压力低保护动作自动复位。

4.8 抽汽控制(适用于可调整抽汽机组)

当机组并网稳定运行且负荷大于额定负荷的30%后,可以投入抽汽压力控制回路。投入抽汽运行后,运行人员可通过操作员站设定抽汽压力目标值,通过抽汽压力反馈,控制抽汽阀的开度,以满足抽汽热负荷的需求。

DEH-NTK 抽汽投入分两步,首先设定抽汽压力设定值(应高于抽汽母管压力0.03MPa ),点击“抽汽准备投入”按钮后,机组进入抽汽准备状态,抽汽调门将逐渐关小。当抽汽压力接近设定值后即可以点击“抽汽投入”按钮,DEH 进入抽汽控制状态,抽汽压力的变化通过DEH 同时控制调门和旋转隔板,此时缓慢全开抽汽电动门,开始对外供汽。

DEH-NTK 抽汽解除时,应首先减小抽汽压力设定值,以减小抽汽量,同时逐渐关小抽汽电动门。抽汽电动门全关后,点击“抽汽切除”按钮,停止抽汽。

抽汽压力控制投入需同时满足:

● 已并网;

● 无ETS 动作;

● 在“操作员自动状态”;

● 无“OPC 保护动作”;

● “抽汽准备投入”按钮按下。

抽汽压力控制切除仅需满足任一下列条件:

● 抽汽压力通道故障;

●“抽汽切除”按钮按下;

● 在“手动状态”;

●“抽汽准备切除”按钮按下;

● ETS动作;

●“OPC 保护动作”。

抽汽投入需同时满足:

●负荷大于30%且“抽汽投入”按钮按下;

●在“操作员自动状态”;

●“OPC 保护动作”;

●“ETS 保护动作”;

●解列。

抽汽切除仅需满足任一下列条件:

●“抽汽切除”按钮按下;

● 在手动状态;

● 抽汽PID 指令反馈偏差大于额定值50%;

●“OPC 保护动作”;

●“ETS 保护动作”;

● 解列;

●“抽汽准备切除”按钮按下;

●“抽汽切除”按钮按下。

4.9 背压控制(适用于背压机组)

DEH-NTK 系统具有背压控制功能,通过开关高调门开度使背压维持正常值。

当机组并网稳定运行且负荷大于额定负荷的30%后,可以投入背压控制回路。投入背压控制运行后,运行人员可通过操作员站设定背压目标值,通过背压反馈,控制调节阀的开度,以满足热负荷的需求。在未投入背压控制时,背压设定值自动跟踪背压当前实际值。

背压投入时电负荷阀位控制PID 处于跟踪状态,当背压控制退出时自动无扰切换到阀位控制状态。

4.10 超速保护

为了安全可靠,系统中设置了多道超速保护:

● DEH超速保护103%

● DEH电气超速保护110%

● 危急遮断飞环机械超速保护110~112%

4.10.1 103%超速

并网前,转速超过3090r/min则迅速动作超速限制OPC 电磁阀,关闭所有调节汽阀,待转速低于

3070r/min 时,超速限制电磁阀失电,调节阀恢复由伺服阀控制,即恢复调节系统控制。

并网后,转速超过3090r/min则迅速动作超速限制OPC 电磁阀,关闭所有调节汽阀,待转速低于3070r/min 时,超速限制电磁阀失电,调节阀恢复由伺服阀控制,即恢复调节系统控制。

4.10.2 110%超速

当机组转速超过3300 r/min时,DEH 立即发出停机信号,通过ETS 系统迅速关闭所有主汽阀、调节阀。

4.11 在线试验

4.11.1 主汽门严密性试验

4.11.1.1 在汽轮机首次安装或大修时,应对主汽门进行严密性试验。

4.11.1.2 主汽门严密性试验投入条件:

需同时满足:

● 主汽门严密试验投入按钮按下且在自动模式下

● 无挂闸脉冲

● 未并网

4.11.1.3 试验步骤:

在超速试验画面点击“主汽门严密试验投入”按钮,本试验投入后主汽门试验电磁阀得电,主汽门缓慢关闭,在主汽门关闭且主汽门开度小于5后,所有调门全开,汽机惰走,观察转速是否降到1000r/min以下。试验结束后,点击“主汽门严密试验复位”按钮,退出主汽门严密性试验。

4.11.2 高压调门严密性试验

4.11.2.1 在汽轮机首次安装或大修时,需对高压调门进行严密性试验。

4.11.2.2 试验条件:

需同时满足:

● 调门严密试验投入按钮按下且在自动模式下

● 未并网

4.11.2.3 试验步骤:

在超速试验画面点击“调门严密试验投入”按钮,在主汽门全开后,所有调门全关,汽机惰走,观察转速是否按规范要求降到1000r/min以下。试验结束后,点击“调门严密试验复位”按钮,退出调门严密性试验。

4.11.3 主汽门活动试验

4.11.3.1 为保证发生事故时主汽门能可靠动作, DEH系统具备对主汽门进行在线活动试验的功能。

也可以通过自动关闭器上的活动手轮, 在就地进行手动主汽门活动试验。

4.11.3.2 试验条件:

需同时满足:

● “主汽门活动试验投入” 按钮按下

● 已挂闸

● 功率控制回路未投入

● 主汽压保护未动作

● 主汽压控制回路未投入

● 快减负荷未动作

● 主汽门行程大于98%

● 主汽门行程通道未故障

● 调门活动试验未投入

4.11.4.3 试验步骤:

在活动试验画面点击“主汽门活动试验投入”按钮,试验投入后主汽门试验电磁阀得电时,主汽门行程将减小。试验结束后,点击“主汽门活动试验复位”按钮,退出主汽门活动试验。

4.11.4 调门活动试验

4.11.4.1 为确保调门活动灵活,可以对阀门进行活动试验,以防止卡涩。

4.11.4.2 试验条件:

需同时满足:

●“调门活动试验开始” 按钮按下

● 调门已全开

● 选择活动试验阀门按钮按下

4.11.4.3 试验步骤:

在活动试验画面点击需要试验的按钮,点击“试验开始”按钮,调门减小后即可点击“试验取消”按钮。试验结束后,点击“试验复位”按钮,退出调门活动试验。

4.11.5 超速保护试验

在汽轮机首次安装或大修时,必须验证超速保护的动作准确性,对每一种超速保护都应进行试验验证。

DEH 系统超速保护由3块OPC 超速保护卡通过三选二表决实现。在110%电超速试验投入时,OPC 卡的超速保护定值自动提升为3302r/min;在112%机械超速试验投入时,OPC 卡的超速保护定值自动提升为3362r/min;当超速试验退出时超速保护定值恢复为3300 r/min。

4.11.5.1 OPC电磁阀试验:

在超速试验画面,于解列状态下且转速低于200r/min时,点击该按钮则发OPC 动作信号(为2s 脉冲),可用于试验OPC 回路是否完好。

4.11.5.2 103%超速试验:

在超速试验画面,于解列状态下点击“103%超速”按钮,则转速目标值自动升为3095r/min,当实际转速超过3090r/min时,103%超速保护动作,转速目标值自动置为3000r/min,直至实际转速降至目标值为止。

4.11.5.3 110%超速试验:

在超速试验画面,点击“110%超速”按钮,则转速目标值自动设为3305r/min,当实际转速超过3090r/min时,103%超速保护应不动作,当实际转速超过3300r/min时,外部送至ETS 系统的110%超速保护动作信号通过ETS 停机。同时,如转速超过3302r/min时,OPC 超速保护卡同时输出超速停机信号。

4.11.5.4 机械超速试验:

在超速试验画面,点击“机械超速”按钮,则转速目标值自动设定为3365r/min,此时103%超速保护和110%超速保护均被屏蔽。当实际转速超过3362r/min时,如危急遮断器仍未动作,OPC 超速保护卡动作,发出停机信号。

做此试验时需有运行人员在现场观察转速情况和危急遮断装置的动作情况。

4.11.5.5 复位:

在超速试验画面中,点击“复位”按钮后,可中止正在进行的超速保护试验,恢复试验前的状态。 5 DEH系统操作说明

对汽轮机的控制可通过操作员站实现,本章介绍操作员站的操作以及各功能的实现。

5.1 基本说明

5.1.1 使用说明

5.1.1.1 二次确认

这里说的二次确认是指界面上的很多按钮点击之后弹出需操作人员再次确认的操作。

5.1.1.2 灰色按钮

灰色按钮是不能进行操作的,当条件满足时灰色按钮会变成正常状态,此时才可对该按钮进行正常操作。

5.1.1.3 数据显示

画面依据流程在需要的地方标出测点,动态实时显示该点的数值,比如温度、压力、调门开度等。测点的颜色随状态变化,有报警时会发光闪烁。

5.1.2 操作画面简介

画面为根据生产工艺流程而制的模拟图、操作画面、系统配置图、棒状图、趋势图等。

5.1.2.1 主画面

即系统总图画面,操作员站开机后将自动进入此画面。该画面上提供了整个系统的概况和系统运行时的一些重要参数。

5.1.2.2 并网前控制画面

即转速控制画面,该画面上提供了“挂闸”,设定“转速目标值”和“升速率”、“进行”、“保持”、“启动方式”、“阀位限制”、“自动同期”等汽机升速过程中常用的操作。另外还有拉阀试验(阀位标定)、摩擦检查、超速试验等功能,提供在系统调试阶段时进行相关的操作。

5.1.2.3 并网后控制画面

即功率控制画面,该画面上提供了设定“功率目标值”和“变负荷率”、“功率回路投切”、“主汽压控制”、“主汽压保护”、“一次调频”,“低压抽汽压力设定”,“低压抽汽准备投切”,“低压抽汽回路投切”,“中压抽汽压力设定”,“中压抽汽准备投切”,“中压抽汽回路投切”,“手动快减负荷”,“遥控投切” ,“阀位限制”,“阀门试验”等功率和抽汽控制中常用的操作。

5.1.2.4 ETS画面

即ETS 画面,该画面上提供了各种保护条件的投切,ETS 总保护投切,ETS 首出记忆复位,ETS 动作复位,界面手动停机操作。

5.1.2.5 TSI画面

即TSI 画面,该操作画面提供了汽机安全检测系统的参数监视功能。

5.1.2.6 系统配置画面

即系统配置画面,该操作画面可列表显示DEH 系统及ETS 系统的测点一览表及实时数据及状态,点击具体模块可以查看该模块的通道状态。

5.1.2.7 实时趋势画面

即趋势画面,该操作画面提供了汽轮机运行过程中一些重要参数的实时曲线,包括转速、功率、主汽压、调门指令、调门开度等。曲线时段为10分钟(曲线内容和趋势图时间可根据用户要求修改)。

5.1.2.8 报警画面

即报警画面,该画面用光字牌的形式显示了系统的一些重要参数的实时报警状态,如OPC 动作,ETS 动作,电源失电报警等。

5.2 并网前操作

并网前操作,主要在转速控制画面中完成

5.2.1 阀位标定

机组启动前,应使用阀位标定检测伺服系统是否工作正常。

在“转速控制画面”中点击“进入阀位标定”按钮。在“阀位标定”画面中点击“试验投入”,即可以设定调门开度。阀位标定完成后点击“试验切除”。

5.2.2 远方挂闸

DEH-NTK 具有远方挂闸功能,点击“挂闸”按钮,则挂闸电磁阀将会得电30S ,在此期间,如果机组挂闸条件满足则挂闸电磁阀失电。机组挂闸后,抽汽调门全部打开。

5.2.3 启动方式选择

DEH-NTK 具有三种启动方式:就地启动、高调门手动启动、高调门曲线启动。

5.2.3.1 就地启动

机组首次启动时,应使用就地启动方式。选择就地启动方式前,应确认电动主汽门及其旁路完全关闭。点击“就地启动”按钮,再点击“进行”按钮。就地启动投入后将自动将目标转速设置为2800,高调门同时缓慢打开。

5.2.3.2高调门手动启动

通过点击“高调门手动启动”按钮,再点击进入转速设定,设置目标转速和升速率,再点击“进

行”按钮,机组即运行于高调门手动启动方式。

5.2.3.3高调门曲线启动

通过点击“高调门曲线启动”按钮,再点击进入曲线选择,参照汽缸温度选择相应升速曲线(曲线1对应冷态;曲线2对应温态,曲线3对应热态,曲线4对应极热态),再点击“进行”按钮,机组即运行于高调门曲线启动方式。

注意:使用高调门曲线启动前,升速曲线应设置正确。

5.2.4 摩擦检查

通过点击“摩检投入”按钮,再点击“进行”按钮,机组即投入摩擦检查。摩擦检查结束后应点击“摩检投入”按钮,退出摩擦检查。

5.2.5 超速试验

5.2.5.1 103%超速试验

通过点击“进入超速试验”按钮,进入超速试验画面,点击“103%超速”按钮,即进入103%超速试验,转速目标值自动设为3095。试验结束后,点击复位按钮退出试验。

5.2.5.2 110%超速试验

将ETS 中超速保护投切开关置切除位置。点击“进入超速试验”按钮,进入超速试验画面,点击“110%超速”按钮,再点击“进行”按钮,即进入110%超速试验,转速目标值自动设为3305。试验结束后,系统退出试验。

5.2.5.3 机械超速试验

将ETS 中“DEH 来超速停机(110%)”投切开关置切除位置。点击“进入超速试验”按钮,进入超速试验画面,点击“机械超速”按钮,再点击“进行”按钮,即进入机械超速试验,转速目标值自动设为3365。试验结束后,系统退出试验。

5.2.6 自动同期

“请求DEH 由同期控制”为真,且转速在2950~3050时,通过点击“同期投入”按钮。机组并网后自动退出同期状态。

5.2.7 阀位限制

通过点击“进入阀位限制”按钮,进入阀位限制画面。可以设置机组运行中调门最大最小开度。

5.3 并网后操作

并网后操作,主要在功率控制画面中完成。

5.3.1 负荷控制

5.3.1.1阀位控制

通过点击“进入功率控制”进入功率控制画面。并网后,机组即运行在“阀位闭环”控制方式。在该方式下,操作员可以设定:负荷目标值、升负荷率、负荷高限、负荷低限(所有设置均为百分数,100%对应额定负荷)。

5.3.1.2 功率控制

通过点击“进入功率控制”进入功率控制画面。功率闭环投入条件允许时,点击“功率回路投入”

按钮,即进入“功率闭环投入”状态,此时操作员可以根据需要更改负荷目标值、升负荷率、负荷高限、负荷低限(所有设置的单位均为MW )。

5.3.2 主汽压保护

通过点击“进入主汽压保护”,进入主汽压保护画面。操作员可以设置主汽压力高限、主汽压力低限,点击“主汽压保护投入”按钮,即可将主汽压保护投入。当机前压力超出限值时,将导致主汽压力高(低)保护动作。

5.3.3 主汽压控制

通过点击“进入主汽压控制”,进入主汽压控制画面。主汽压力控制投入允许时,点击“主汽压力投入”按钮,机组即进入主汽压力闭环控制。

5.3.4 快减负荷

通过点击“进入快减负荷”,进入快减负荷画面。

如将自动快减负荷投切开关置投入位,且“自动快减负荷”信号为真时,快减负荷1将动作。将“手动快减负荷1”按钮按下,快减负荷1将动作。将“手动快减复位”按钮按下,则复位手动快减负荷。

5.3.5 一次调频

通过点击“调频投入”按钮,即可投入一次调频运行。

5.3.6 中抽控制(适用于可调整抽汽机组)

通过点击“进入中抽控制”按钮,可以打开中抽控制画面。 点击“中抽准备投入”按钮,进入中抽准备状态,将中抽压力设定值设置略高于热网压力,再点击“确认”按钮,中抽门将逐渐关小。当实际压力接近设定值时,点击“中压抽汽投入”按钮,将中抽投入。

5.3.7 活动试验

5.3.7.1 调门活动试验

通过点击“进入活动试验”按钮,打开活动试验画面。 选择活动试验调门,再点击“试验开始”按钮,该调门试验结束后,点击“试验结束按钮”。当试验结束后,点击“试验复位”按钮。

5.3.8 遥控控制

通过点击“遥控投入”按钮,即可接受外部遥控增减负荷命令

5.3.9 孤网控制

在孤网控制画面,将“孤网功能”投切开关投入。当孤网条件满足时,机组自动进入孤网运行;如果需要调整负荷,可以通过修改“孤网负荷目标值给定”修改负荷目标值。如果需要退出孤网功能,则需将“孤网功能”投切开关切除(注意,此时DEH 的孤网功能失效)。

5.4 其它画面操作

5.4.1 ETS控制

通过点击运行画面下部的“ETS ”按钮,进入ETS 保护系统投切监视画面。各个保护可以根据实际情况需要投入。当某个保护动作条件成立时,则ETS 保护将动作,相应首出原因指示灯亮。

5.4.2 TSI控制

通过点击运行画面下部的“TSI ”按钮,进TSI 参数画面。本画面直观显示了当前机组各项重要参数

的状态。

5.4.3 其它画面

5.4.3.1“系统配置”画面主要用以观察所有测点状态。

5.4.3.2 “趋势”画面主要用以观察10分钟内重要参数曲线。

5.4.3.3 “报警画面”画面主要用以观察是否有重要参数报警。

5.4.3.4 点击画面右下角“弹出按钮”,弹出参数画面

6. 汽轮机紧急跳闸保护系统(ETS)

ETS 系统与DEH 系统在一个控制柜内,由一对独立控制器及相应I/O卡件构成。

ETS 汽轮机紧急跳闸保护系统,用来监视对机组安全有重大影响的某些参数,以便在这些参数超过安全限值时,通过该系统去关闭汽轮机的全部进汽阀门,实现紧急停机。

ETS 系统具有各种保护投切,自动跳闸保护,首出原因记忆等功能。

当某项ETS 保护投入且停机条件满足时,ETS 可发出汽机跳闸信号,使AST 电磁阀动作(带电),立即关闭自动主汽门、调节汽门,实现紧急停机。主要停机项目:

汽轮机超速

轴向位移超限

轴承润滑油压低

轴承回油温度高

轴瓦温度高

手动停机

发电机故障

振动超限

注意,在实际运行中应根据汽机运行保护说明和实际情况进行各种保护条件的投切。

ETS 操作主要在ETS 保护系统投切监视画面完成。

进入ETS 画面后,在画面上部显示了重要参数的状态,操作人员可以直观的监视送入ETS 系统的各参数状态,如润滑油压低停机信号,主汽门转速,振动等。ETS 画面下部为各ETS 投切控制及监视区。

6.1 保护投切控制

6.1.1 润滑油压低保护

三个润滑油压停机开关量经三取二处理后为“真” ,且ETS 总保护和润滑油压低保护投入时,发出润滑油压低保护停机指令。

6.1.2 发变组故障保护

电气请求停机开关量为“真”,且ETS 总保护和发变组故障保护投入时,发出发变组故障保护停机指令。

6.1.3 汽机超速保护

三个转速信号分别判断是否超过停机值(3300r/min),三个超速停机状态信号经过三取二为“真”,且ETS 总保护和汽机超速保护投入时,发出汽机超速保护停机指令。

6.1.4 轴承回油温度保护

四个轴承回油温度中任一回油温度高于停机值,且ETS 总保护和轴承回油温度保护投切开关投入时,发出轴承回油温度高保护停机指令。(如果通道传感器断线,则不发停机信号)。

6.1.5 推力瓦回油温度保护

正推力瓦回油温度或负推力瓦回油温度高于停机值,且ETS 总保护和推力瓦回油温度保护投入时,发出推力瓦回油温度高停机指令。(如果通道传感器断线,则不发停机信号)。

6.1.6 轴向位移保护

轴向位移超出停机值,且ETS 总保护和轴向位移保护投入时,发出轴向位移越限停机指令。

6.1.7 推力瓦温度高保护

十个推力瓦温度中的任一推力瓦温度高于停机值,且ETS 总保护和推力瓦温保护投入时,发出推力瓦温高停机指令。(如果通道传感器断线,则不发停机信号)。

6.1.8 径向瓦温度高保护投入

四个径向瓦温中的任一温度高于停机值,且ETS 总保护和径向瓦温度高保护投入时,发出径向瓦温度高停机指令。(如果通道传感器断线,则不发停机信号)

6.1.9 操作台紧急停机双按钮

操作台紧急停机两按钮同时按下后将直接发出停机指令,无需任何保护投入,即可发出停机指令。

6.1.10 界面紧急停机按钮

界面紧急停机按钮位于ETS 画面右下部,当该按钮按下,且ETS 总保护投入时,发出停机指令。

6.2 首出控制

DEH-NTK 的ETS 具有“首出”功能,即可以记忆下最先造成ETS 停机的信号,为用户分析停机原因提供依据。

6.3 ETS运行

用户应根据说明书和实际机组情况决定是否投入某项ETS 保护功能。

当ETS 动作时,“ETS 保护动作”指示灯为红色,同时AST 电磁阀将动作(得电),机组所有调门和主汽门关闭。当ETS 系统检测到主汽门关闭后,将自动复位AST 电磁阀(失电),此时ETS 保护依然动作。当所有造成ETS 条件均不满足时,操作人员可以点击“ETS 复位”按钮复位ETS ,否则ETS 将保持动作状态。

当某项造成ETS 动作的条件满足时,操作员无法复位ETS 。

注意:必须保证送入ETS 系统的DC220V 电源工作正常,且机柜内DC220V 断路器置投入状态。

注:当ETS 不包含在DEH-NTK 系统中时,由用户设计成套,制造厂只提供保护值。

7 DEH系统的安装

DEH 装置在现场的正确安装,细致调试,是该装置顺利投运的重要环节,该装置在现场安装调试包括以下几个步骤。

● 到货开箱

● 设备安装

● 系统接地

● 电源供电

● 现场信号连接

● 现场调试

7.1 到货开箱

控制系统到现场的开箱验收应在开阔的具有一定承载能力的平台上进行,机柜及操作员站、工程师站中有许多设备不能经受剧烈振动,必须小心轻放,机柜吊装请用吊环。

供货范围

1 DEH控制柜 1套

2 操作员站 1套

3 工程师站 1套

4 彩色喷墨打印机 1台

5 随机资料 1套

7.2 设备安装

7.2.1 安装环境

有专门的电子设备间及控制室,无电磁干扰。

环境温度、湿度满足要求。

空气中的粉尘量应满足国家标准。

具有防火保护。

7.2.2 机柜安装

机柜需要安装在槽钢上,槽钢上敷一层绝缘橡胶,使机柜与槽钢之间绝缘。控制机柜之间用螺栓连接。

7.2.3 操作员站的安装

操作员站放在控制室的工作台上,供运行人员操作。

7.2.4 工程师站的安装

工程师站及打印机放在专门的工程师站房间内。

7.2.5 DEH系统的安装要求

7.2.5.1 DEH系统的安装

传感器安装要求符合以下要求:

7.2.5.2 测速头安装

安装要求:

DEH 要求三路转速传感器,直接取自汽机机头的测速探头.

(1)齿轮与测速头间隙δ=0.9±0.1mm

(2)支架与测速应固牢,与测速齿轮外圆正交。齿轮上齿光滑不能有毛刺,否则波形不好,影响正常工作。

7.2.5.3 接线要求

(1)就地端子盒到DEH 机柜的模拟量信号连线需要带屏蔽层的电缆。屏蔽层对地绝缘,在DEH 端子排处,屏蔽层与负端相接;在就地端子盒则不接,但要包好固定。测速头引出线至就地端子盒,使用屏蔽电缆,信号线的屏蔽层可接线盒的空端子上,但不接地。

DEH 所用的三个测速头要分别用三根屏蔽电缆,以免相互干扰。

7.2.5.4 LVDT传感器安装

LVDT 安装要求牢靠,铁芯活动自如。

LVDT 安装好后,要保证阀门全关时机械零位正确。

LVDT 的电缆要采用高频屏蔽电缆,每路LVDT 一根屏蔽电缆,屏蔽层在DEH 处接地。

为保证各路LVDT 调制信号不相互干扰,必须保证一路LVDT 的三根线是用的同一根屏蔽电缆。电缆屏蔽层在DEH 机柜内PE 铜排单点接地,不允许有其它接地点

7.2.5.5 其它传感器及检测元件的安装

传感器的安装根据制造厂商的标准安装。

热电偶及热电阻安装时,注意与金属壳体绝缘。热电偶要用相应的补偿导线将信号引到DEH 机柜端子上。

7.3 系统接地

系统需要一个完善、适当的接地系统,良好的接地系统可有效地抑制外界干扰,减少设备停机时间,保护设备、人身安全。

7.3.1 接地电极系统

当进入DEH-NTK 系统的信号、供电电源或DEH-NTK 系统设备本身出现问题时,有效的接地系统可以迅速将过载电流导入大地。接地系统能够为DEH-NTK 提供屏蔽层,消除电子噪声干扰,并为整个控制系统提供公共信号参考点。当接地系统发生问题时,会造成人员的触电伤害及设备的损坏,因此,良好的接地可对人员和设备提供安全保护。

正确接地是数字控制系统可成功操作的关键。

该项目的DEH-NTK 控制系统需要两种接地:保护地、屏蔽地。

7.3.2 保护地

是为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造成人身伤害而采取的保护措施。DEH 系统所有的操作员机柜、现场控制站机柜、打印机、等均应接保护地。保护地应接至厂区电气专业接地网,接地电阻小于2Ω。

7.3.3 屏蔽地.

它可以把信号传输时所受到的干扰屏蔽掉,以提高信号质量。DEH-NTK 系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地。屏蔽地的接地方式有两种:

当厂区电气专业接地网接地电阻≤2Ω时,则可直接接至厂区电气接地网。

当厂区电气专业接地网接地电阻较大时,应独立设置接地系统,接地电阻≤2Ω。DEH 机柜的屏蔽地和保护地均采用单独的连接电缆各自接到电厂的电气主接地上。

7.4 电源分配系统

7.4.1 可靠性 安全性

电源分配系统首先要考虑的是安全性,应保证人身和设备的安全。在满足安全性后,应增加系统的可靠性,包括正确估算电源负载、电源绝缘、线型,以消除干扰,保护系统免受断电、摆动或超载等损害,并可进行预计的系统扩展。

7.4.2 电源安装

系统的供电电源要求必须是三线制220VAC 电源(火线、中线、地线),电源在连接和传送等过程中都必须为三线制,导线颜色必须能区分。

所有的机柜都设计有连接交流电源的端子块,显示器、计算机和打印机都有正常接地的交流电源插座,该地线和机柜保护地必须相通。

7.5 外部信号连接

7.5.1 模拟量信号电缆

电缆应采用双绞线屏蔽电缆,这种电缆对抑制电磁耦合有特效,所有屏蔽层在电气上必须与其它的屏蔽层绝缘。在机柜中使屏蔽层接地,机柜中的垂直公共汇流排即适合于现场信号屏蔽层在此连接后共同接地。

7.5.2 热电偶输入信号

热电偶输入信号电缆要求是专用的或有延伸部分的电缆中的导线金属与热电偶应是相同或相近的,这样可减少不相同金属在连接时所产生的电势差. 在热电偶信号的传输过程中,在导线上不能有断点、开关或连接点. 所有热电偶信号必须屏蔽,屏蔽层间必须绝缘。

7.5.3 热电阻输入信号

与热电阻连接的各股导线的电阻必须相等,从现场到机柜处电缆的阻值必须满足热电阻输入模件的限制要求。

7.5.4 数字量信号的连接

不要将直流和交流现场接点混装于同一电缆。如果电缆中只有直流信号,电缆可选用对绞总屏,也可选用只有总屏蔽线的电缆。

7.6 检测与调试

装置在现场投运以前,对系统各部分进行全面的检测与调试是必要的,尤其是经过长途运输及在电厂安装和外部接线之后。因此对本章提出的各项测试和调试内容应严格逐项进行。

7.6.1 接线检查

在DEH 长途运输过程及在电厂安装过程中,DEH 控制柜内的接线及电缆可能会产生一些松动,因此在信号检测和调试之前,进行接线检查是必须的。

该装置的连线分成四种方式:

7.6.1.1 机柜与机柜之间或机柜内部连线,根据厂家提供的内部连线图,逐个检查,紧固有松动的端子。

7.6.1.2 电缆检查:所有电缆应完好无破损,电缆内信号线两端应导通,且线与线之间以及线与电缆屏

蔽层之间应绝缘良好,否则应更换电缆。检查所有电缆的空余芯和屏蔽层是否按接地要求在控制屏内接地,接地是否良好。空余芯和屏蔽层的另一端应与地绝缘。

7.6.1.3 检查各电缆连接是否正确。

7.6.1.4 根据机柜接线端子图,检查所有外部信号接线是否正确。

7.6.1.5 检查机柜内原有接线是否松动,并根据端子号将松动的线紧固。

7.6.2 变送器及外部信号检测

控制系统的控制和监视参数,均是经变送器检测后,送入装置的,变送器工作正常与否,直接影响到系统运行的可靠性. 因此投运前,应严格按信号清单上所注的测量范围检查标定变送器。

这里所述的外部检测,主要是检查现场开关量信号的状态与实际现象是否吻合。按现场的实际情况,模拟一定的状态验证输入/输出信号。

7.6.3 电源、地线检测

装置上电前,必须对电源、地线的安装连接作全面仔细的检测。选用合适的工具是测得有效数据的关键,所需设备有:

万用表:用于测量电压和电流。

接地电阻测试仪:用于测量接地电极对地电阻。

连线测试仪:用于表明连线是否正确。

电源监视器: 用于记录AC/DC的电压、电流。

7.6.3.1 接地电极检测

在装置上电前或一年一次应对接地电极的阻抗进行测试。接地电极阻抗的测试方法有多种。为了测试电极的阻抗,应使用一个接地电阻测试仪,接地电阻的阻抗应小于2欧。如不满足要求,检查地线连接及接地电极与地网的连接。

7.6.3.2 电源测量

电源测量包括电流测试、电压测试、阻抗测试。

电流测试:用安培表测量并记录有关的电流有效值,包括到电源分配盘、机柜等电源的火线、地线、零线的电流。

电压测试:用万用表测量电源输入处的L-N 、L-G 、N-G 电压。

阻抗测试:测量设备接地线或零线的输入阻抗,越小则对设备、对人身安全越有保障。

7.7 故障分析及处理

以下提供一些现场信号的故障原因分析及处理方法:

7.7.1 转速通道故障:

短暂的单通道故障将不会影响系统的正常运行,但若是长时间故障或转速系统故障,则应由热工人员进行维修处理,首先用示波器检查故障通道转速是否正常,若不正常则应检查测速发讯头接线是否正确,安装是否符合要求。若转速信号正常而出现转速通道故障,则有可能是测速模件本身有故障。

7.7.2 功率、主汽压力等参数与实际情况不符:

一是检查相应变送器信号是否正常,输出信号范围是否与设计值相符,如条件允许,对变送器可重

新检验;二是检验变送器接线是否正确、可靠;三是检验模拟量输入处理模件。

7.7.3 阀门控制卡与LVDT :

这些与现场执行机构的接口,来往信号复杂,阀门控制卡工作的准确性决定了控制的可靠性。

伺服放大器没有伺服驱动信号:如果阀门控制卡的驱动电流信号正确,检查输出至伺服阀的电缆,如果电缆没问题,请更换伺服阀。

LVDT 初级没有激励信号:如果阀门控制卡的激励信号正确,检查输出至LVDT 电缆,如果电缆没问题,请更换LVDT 。

LVDT 次级没有响应输出:改变阀门控制卡的输出电流,LVDT 两个次级间的压差应有变化,如果没有变化,检查连接电缆,如果电缆没问题,更换LVDT 。

8 DEH系统的调整与试验

液压保安系统的调整与试验参见调节系统说明书

8.1 DEH系统静态下调试

8.1.1 DEH系统拉阀试验

油系统调试合格后, 通过阀位控制器对油动机进行最小, 最大位置标定,然后通过DEH 系统拉阀试验功能对油动机阀位进行阀位标定。

8.1.2 ETS系统试验

该项试验指当前汽轮机保护信号发出后,电磁保护装置动作,主汽门、调节汽阀、低压旋转隔板(适用于可调整抽汽机组) 、补汽阀(适用于补汽机组) 等保护阀门关闭。

8.2 DEH系统运行状态下调试

当DEH 系统静止状态下的调试工作全部结束后,汽轮机具备启动条件后即可按启动规程启动机组。当机组转速稳定以后,便可进行运行状态下的调试。在发电机电气试验合格后机组即可并网带负荷。

8.2.1 启动

按程序暖管暖机后,启动高、低压油系统供油。启动机组到定速。在升速过程中当主油泵出口油压稍高于高压电动油泵出口油压时,逐渐关小高压电动油泵出口阀门,直到即将关闭时,停高压电动油泵。

新机组第一次启动时建议采用现场手动启动,到最小控制转速时,DEH 系统控制机组到定速。在主汽门及调节汽阀严密性试验合格后可采用操作员手动或自动启动。启动方式在LCD 画面上选择。在启动过程中可对升速过程进行“保持”、“进行”的升速方式切换。

机组并网前,控制系统工作在转速控制运行方式,此时,压力、功率调节器处于跟踪状态。

系统升速可有三种方式:就地启动、高调门手动启动、高调门曲线启动。三种启动方式互为闭锁,即在某一状态下,机组只能由其中一种方式启动。

就地启动时,自动主汽门、高压调门全开,电动主汽门关闭,靠手动开旁通门升速。待转速到2800转时,切换到高调门手动启动,此时高调门开始关,中调门仍全开。再打开电动主汽门。

高调门手动启动时,电动主汽门、自动主汽门全开,低压调门全开,高调门全关。由操作员输入目

标值及升速率,DEH 靠调节高调门的开度控制转速;操作员也可通过微调按钮微调转速和速率。

高调门曲线启动与高调门手动启动相似,不同处为目标值与升速率不需人工输入,操作员仅需根据当前热状态选择某条曲线启动即可;操作员也可通过微调按钮微调转速和速率。

转速控制回路能保证机组自动地迅速冲过临界转速区。

汽机并网后,根据需要通过主蒸汽调节汽门控制汽机功率或蒸汽压力。

DEH 系统具有与自动同期装置的接口,借助于自动同期装置,进行发电机自动同步调节,使汽轮机转速与电网频率相适应,从而实现发电机的自动同步并网,或由操作人员在同期指示器的帮助下同步并网。DEH 接收自动同期装置送来的同期增减信号对转速的目标值进行增减(收到增减上升沿一次,目标值增减一转) ,以使机组输出的频率、相位等参数与电网一致,达到并网的要求。

8.2.2 运行时主要参数的考核和整定

在定速运行时必须对一些参数进行观察确定是否为设计值。

8.2.3 ETS系统试验

试验的目的在于热工保护回路出现保护信号后, 证实液压回路工作的可靠性。电磁保护装置动作,主汽门、调节汽阀、低压旋转隔板(适用于可调整抽汽机组) 、补汽阀(适用于补汽机组) 等保护阀门关闭。信号可以在模拟状态下进行。

8.2.4 并网带负荷

空负荷试验结束后, 可进行并网带负荷, 按运行规程并网带负荷。负荷控制可以在操作界面中进行目标负荷和速率设置。负荷控制方式可以投入功率控制,或阀位控制方式,功率控制是以真实功率反馈,阀位控制方式是以控制阀位指令作为反馈,在阀位控制方式时,其目标功率设定与实际功率会有一定误差。两种负荷方式可以在线切换。在小机组上阀位控制方式足以满足运行需要。

控制器缺省方式为阀位控制方式。若功率反馈信号正常,可以投入功率控制。在功率信号故障时自动转为阀位控制方式,在功率控制和阀位控制方式时都可参与一次调频或切除一次调频。

8.2.5 投抽汽(适用于可调整抽汽机组)

做好投抽汽前准备,机组带上一定负荷(30%额定负荷),输入所需抽汽压力值,投入抽汽准备,当抽汽压力达到设定时即可投入抽汽控制,此时打开抽汽管道阀门即可送汽。

注:双抽与单抽机组的投抽汽过程一样

9.DEH-NTK 系统运行注意事项

见汽轮机调节系统说明书。


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