1、1,汽輪機原理 Steam Turbine Principle 北京交通大學機電學院 2011年,2,第四章 汽輪機調節(jié)系統(tǒng),汽輪機自動調節(jié)和保護的基本原理 數字電液控制（DEH）系統(tǒng)概述 DEH系統(tǒng)的組成,電力生 產的任務,供給用戶 的電能,數量：功率,質量,電壓：調整勵磁機的電流,頻率：汽輪機控制系統(tǒng),電力系統(tǒng)正常頻率偏差 允許值為0.2Hz(轉速波動12r/min) 系統(tǒng)容量較小（3000MW）時，偏差值可以放寬到0.5Hz(轉速波動30r/min),一、自動調節(jié)的概念,1.自動調節(jié)的任務,第一節(jié) 汽輪機自動調節(jié)和保護的基本原理,轉子上的力矩,蒸汽主力矩,發(fā)電機電磁阻力矩,摩擦阻力矩,相

2、對很小，可以忽略,電網負載與功率平衡時：,n=na,如圖b點達到新平衡，n=nb,電網負載減少，阻力矩特性線變?yōu)镸e1，,如機組進汽量不變,汽輪發(fā)電機組的自調節(jié)特性。,電網負載減少,如機組感知到轉速上升減少進汽量,如圖c點達到新平衡，n=nc,汽輪機自動調節(jié)系統(tǒng)的任務： 當外界電負荷發(fā)生改變時，汽輪機轉速有一個很小的變化時，自動改變進汽量，使發(fā)出的功率與外界電負荷相適應。并保證調節(jié)后的機組轉速的偏差不超過規(guī)定的 范圍。,2.直接調節(jié)和間接調節(jié),直接調節(jié):調節(jié)汽門由調速器本身直接帶動,當外負荷變化，轉子力矩平衡被打破后，感知轉速變化 的裝置叫調速器,間接調節(jié)系統(tǒng),當外界負荷變化時，調節(jié)系統(tǒng)動作結

3、束后，機組并不維持轉速不變，不同的負荷對應不同的穩(wěn)定轉速，只是轉速的變動較小，這種被調量調節(jié)前后不同的調節(jié)是有差調節(jié)。,采用彈性反饋可實現無差調節(jié)，不用于轉速調節(jié)，用于供熱汽輪機的調壓系統(tǒng)，維持壓力不變。,無差調節(jié)：被調量調節(jié)前后保持一致,無差調節(jié)系統(tǒng)示意圖,3.速度調節(jié)和功率調節(jié),速度調節(jié)系統(tǒng):根據汽輪機的轉速來控制調節(jié)汽門的開度,根據汽輪機的轉速和功率來控制調節(jié)汽門的開度，稱為功頻調節(jié)-功頻電液調節(jié),4.基本概念,調節(jié)對象：調節(jié)系統(tǒng)對其作用的那個裝置。 被調量：被系統(tǒng)調節(jié)的物理量。 給定值：被調量應保證達到的值。 擾動：引起被調量變化的各種因素。 反饋：將輸出信號的一部分返回到輸入端。 閉

4、環(huán)與開環(huán)：調節(jié)系統(tǒng)的被調量與輸入量之間存在著反饋的回路叫閉環(huán)，不存在反饋的系統(tǒng)叫開環(huán)。 過渡過程：系統(tǒng)受擾動后動作，輸出量或系統(tǒng)中其它中間參數隨時間變化的過程叫過渡過程。,液壓伺服執(zhí)行機構（Hydraulic Servo-actuator）：具有負反饋的閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng),在單機運行時，能有效地控制汽輪機的轉速，并使機組安全、平穩(wěn)并網 在并網運行時，快速地響應外界的負荷擾動，并從一種工況安全、平穩(wěn)、快速地過渡到另一種工況，不發(fā)生較大的、長周期的負荷擺動，且使調節(jié)后的轉速偏差控制在允許的范圍內 在機組出現甩全負荷或其他嚴重危及機組運行安全的事故時，調節(jié)系統(tǒng)快速動作，切斷汽輪機的蒸汽供給。,機械液壓調節(jié)

5、 模擬電液調節(jié) 數字電液調節(jié),5.汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的種類,(1)機械液壓調節(jié)系統(tǒng),由杠桿、曲柄等機械機構作信號放大和液壓流量控制閥作功率放大。飛錘感受轉速的變化，并轉變?yōu)榛h(huán)的位移；斷流式錯油門控制油動機活塞腔室的進、排油，當錯油門滑閥偏離居中位置時，分別開啟油動機活塞上、下腔室的進、排油口，使油動機活塞帶動調節(jié)汽門開啟或關閉； 在油動機活塞移動時，又帶動杠桿運動，使錯油門滑閥向著居中位置移動。當油動機活塞的位移復現調速器滑環(huán)位移的變化規(guī)律時，錯油門滑閥回到居中位置，調節(jié)過程結束。,隨著機組容量的增大，開啟調節(jié)汽門驅動力要求的提高，特別是中間再熱機組高壓調節(jié)汽門動態(tài)校正要求的提出，機械液壓調節(jié)的

6、機械結構和液壓控制回路變得十分復雜。機械傳動機構曠動間隙的存在，液壓控制部件易受油液污染的影響，使調節(jié)品質和運行穩(wěn)定、可靠性不很理想。因機組的功率信號無法由機械或液壓機構來感受，故機械液壓調節(jié)系統(tǒng)僅能起到調速系統(tǒng)的作用。另一方面，配汽機構采用較為固定的機械機構，無法實現噴嘴、節(jié)流等多種運行方式的靈活切換。,(2)模擬電液調節(jié)系統(tǒng),是基于模擬電路的連續(xù)控制調節(jié)系統(tǒng)，它將電子技術與液壓控制技術有機地結合在一起，綜合了電子元件檢測靈敏、精度高、線性好、遲緩小、傳輸速度快、調整方便、能實現復雜調節(jié)規(guī)律，以及液壓元件驅動功率大、慣性小的優(yōu)點。檢測、運算采用電子元件，執(zhí)行機構為液壓部件。,(3)數字電液控

7、制系統(tǒng),DEH(Digital Electro-Hydraulic Control System) 是以計算機替代模擬電液調節(jié)系統(tǒng)中控制運算的模擬電路， 發(fā)揮計算機控制運算、邏輯判斷與處理能力強及軟件組態(tài)靈活、方 便的優(yōu)勢，將汽輪機運行的狀態(tài)監(jiān)測、順序控制、調節(jié)和保護融為 一體。特別是液壓系統(tǒng)采用高壓抗燃油(三芳基磷酸脂)后，簡化了 液壓控制回路，提高了油動機的推動力。調節(jié)汽門由各自油動機驅 動，可使機組實現噴嘴、節(jié)流等多種運行方式靈活切換，增強了機 組運行控制的靈活性。由于數字電液調節(jié)系統(tǒng)的硬件采用模塊化結 構，系統(tǒng)擴展靈活，維修調試方便，冗余控制、多層保護和自檢、 自診斷功能使調節(jié)品質、運

8、行可靠性和機組的安全性均較模擬電液 調節(jié)系統(tǒng)有了很大提高。數字電液控制系統(tǒng)是由電子控制器、操作 系統(tǒng)、執(zhí)行機構、保護系統(tǒng)和供油系統(tǒng)組成。,二、調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性,（一）靜態(tài)特性曲線及四方圖,調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性：穩(wěn)定狀態(tài)下，汽輪機的功率和轉速之間的關系。,P1,P2,配汽機構 特性曲線,傳遞特性曲線,調速器特性曲線,調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線,調速器位移,油動機位移,（二）速度變動率（速度不等率）,汽輪機空負荷時所對應的最大轉速和額定負荷時所對應的最小轉速之差，與汽輪機額定轉速之比,速度變動率對機組運行的影響,單機運行：速度變動率決定了外負荷變化時的轉速變化量,并網運行：其轉速與電網頻率對應，電網中所

9、有發(fā)電機組輸出功率的總和與所有負載消耗功率的總和平衡時，電網頻率保持穩(wěn)定。并網機組的轉速是由電網中所有機組共同調節(jié)的。,當外負荷變化時，電網所有機組的總功率與電負荷失衡，引起電網頻率變化，要求并網機組迅速按各自靜態(tài)特性曲線改變功率，使電網變化等于總負荷變化，減少電網頻率的變化量-一次調頻。,在參加一次調頻的各機組間,電網總負荷變化量如何分配？,P1,n1,n2,P2,在外負荷變化引起電網頻率變化時，參加一次調頻的機組按照各自速度變動率自動分配總負荷變化量。,速度變動率小的機組，承擔負荷變化大，一次調頻能力強。,速度變動率大的機組，承擔負荷變化小，一次調頻能力弱。,不同機組對速度變動率的要求,一

10、般 的范圍為3%6%,也不能過小,極端情況 機組功率在零負荷和滿負荷間晃動，不能穩(wěn)定運行。,帶基本負荷機組,較大，一般為4%6%，,也不能過大, 遲緩率,P2,P1,調節(jié)系統(tǒng)的升速過程和減速過程各有一根靜態(tài)曲線，不相重合，形成一條帶狀，它表示該調節(jié)系統(tǒng)阻力的大小-遲緩率。,n1,n2表示在機組同一功率下的最高和最低轉速,n0是汽輪機的額定轉速,液壓調節(jié)系統(tǒng),功頻電液調節(jié)系統(tǒng),汽輪機單機運行，遲緩率引起機組轉速自振,汽輪機并列運行，遲緩率引起機組的功率的晃動,P0,同步器與二次調頻,一次調頻結束后電網頻率不合格怎么辦？,一次調頻只能減緩電網 頻率的變化但不能保證 頻率在合格范圍內,電網頻率變化時

11、 ，并列運行機組按照速度變動率自動分配負荷,電網頻率不變時，如何改變機組負荷？,n,P1,n1,平移靜態(tài)特性曲線維持轉速不變,什么過程 ？,什么過程？,電網頻率不正常時，通過平移某些機組的靜態(tài)特性曲線，增加或減小這些機組功率，以恢復電網的正常頻率-二次調頻,P2,藍色箭頭表示什么過程？,棕色箭頭表示什么過程？,汽輪機單機運行時，可以確保機組在任何負荷下保持轉速不變。,汽輪機并列運行時，可以進行負荷在各機組間的 重新分配，此時機組轉速不變,或在電網頻率超出 合格范圍時進行二次調頻。,作用,n1,外負荷不變，網內機組如何改變所帶負荷，例如某機組需停機檢修，怎么辦？,凡是能夠平移調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線

12、的裝置稱為同步器,一次調頻與二次調頻的異同點：,相同點：都是由于電網總功率與總負載平衡被打破，都會引起電網頻率變化,一次調頻 外負荷變化,二次調頻 外負荷不變，主動改變某些機組 的功率,評：并網機組對外負荷變化引起的電網頻率 變化的自動響應,評：電網對頻率的主動調節(jié),一次調頻 目的是 減少電網頻率變化量，但不能保證頻率在合格范圍內,二次調頻 目的是把電網頻率調整到合格范圍,一次調頻：,快速性,二次調頻：,精確性,迅速改變電網中參加一次調頻機組的功率減少電網頻率的變化,調整電網頻率到合格范圍,（五）汽輪機運行對調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性的要求,靜態(tài)特性曲線并非直線,合理的特性曲線的形狀,連續(xù)，平滑，單調，

13、無突變點,連續(xù)向功率增加方向傾斜向下,不允許有水平段,（1）并列容易,（2）低負荷時負荷變動較小,（3）滿負荷時不會過載,零負荷、低負荷及 滿負荷處較陡,中間區(qū)域較平坦,使整體速度變動率在合格范圍內，且保持一定的一次調頻能力中間段的最小局部速度變動率不得小于整體速度變化率的40,（六）同步器的調節(jié)范圍,要求以外，,預留足夠的調節(jié)范圍,同步器的調節(jié)范圍,一般為靜態(tài)特性曲線空負荷對應的轉速范圍為(-5%+7%)n0,即(28503210) r/min,三、調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性,（一）動態(tài)特性基本概念,（二）對調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的要求,1.穩(wěn)定性,汽輪機運行中，當受到擾動激勵離開原來的穩(wěn)定工況后，能很快地

14、過渡到新的穩(wěn)定工況，或擾動消失后能回復到原來的穩(wěn)定工況，這樣的調節(jié)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。調節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判別，可由系統(tǒng)的傳遞函數按自動控制理論中系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據來分析、計算。對于實際的調節(jié)系統(tǒng)，除滿足穩(wěn)定性基本要求外，還應留有一定的穩(wěn)定性裕度。,2.動態(tài)超調量,對于汽輪機調節(jié)系統(tǒng)，被調量轉速的動態(tài)超調量：,最大飛升轉速的相對量,3.靜態(tài)偏差值,轉速調節(jié)系統(tǒng)中，有差調節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)偏差值,為在機組甩全負荷工況下，轉子的轉速飛升不致使超速保 安器動作，甩負荷后的最高飛升轉速應低于超速保安器整 定的動作轉速(110%112%)n0)， 取7%9%,4.過渡過程調整時間T,擾動作用于調節(jié)系統(tǒng)后，從響應擾動開始到

15、被調量達到 基本穩(wěn)定所經歷的時間稱為過渡過程調整時間。,為一個給定的轉速微小偏差，,5.震蕩次數,在汽輪機調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性分析中，通常將允許偏差 取為靜態(tài)偏差值的5，即 。過渡過程調整 時間盡可能短，一般為數秒或數十秒，最長不應超過1min。,在調整時間T內被調量的震蕩次數。明顯的振蕩不應超 過23次。,（三）影響動態(tài)特性的一些主要因素,為經時間T后的轉速相對值.,甩負荷時的動態(tài)最大飛升轉速,其中,表示了轉子的轉動慣量與額定轉矩的相對大小。轉子的慣性愈大，甩負荷后的最大飛升轉速就愈小。隨著機組容量的增大，機組轉矩增加較轉子慣性增大來得快，故大型機組的轉子時間常數小于小型機組，一般中間再熱機組的

16、轉子時間常數約為58s。,1.調節(jié)對象對動態(tài)特性的影響,(1)轉子飛升時間常數Ta,(2)蒸汽容積時間常數Tv,表示中間容積內蒸汽的做功能力與機組額定功率的比值,Tv愈大，表明中間容積內蒸汽的做功能力愈強，機組甩負荷后，即使調節(jié)汽門全部關閉，各中間容積內的蒸汽繼續(xù)膨脹做功，也會使機組轉速額外飛升。,中間容積,導汽管及調節(jié)汽室(約0.20.25s),設計時應盡可能減小蒸汽中間容積,設中壓調節(jié)汽門和中壓主汽門,再熱管道與再熱器,(約9s左右),2.調節(jié)系統(tǒng)對動態(tài)特性的影響,(1)速度變動率,(2)油動機時間常數Tm,油動機的時間常數是錯油門油口最大開度時，油動機活塞 走完關閉全行程所需的時間，表明

17、油動機的動態(tài)關閉性能。,(3)遲緩率,油動機的時間常數愈大，油動機的關閉速度滯后于轉速飛升就愈大，進而導致動態(tài)飛升增加、過渡過程的振蕩次數增多。,調節(jié)系統(tǒng)的遲緩率對穩(wěn)定性和甩負荷動態(tài)特性均產生不利 影響。遲緩率存在時，只有當轉速飛升量超過遲緩值后方 能使油動機動作，不僅使動態(tài)飛升轉速增加，而且使動態(tài) 偏差增大，從而過渡過程的振蕩次數增多和調整時間延 長，嚴重可能產生自持振蕩。另一方面，遲緩的存在，也 是調節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定晃動等動態(tài)故障的重要原因 。,（四）汽輪機的保護裝置,超速保護控制系統(tǒng)（OPC）,負荷部分下降，快關中壓調節(jié) 閥功能（CIV）,負荷下跌預測（LDA）,超速保護控制（OPC）,超速

18、保護控制（OPC） 轉速超過103%n0，飛升至110%n0前，通過超速控制器邏輯系統(tǒng)輸出控制信號，打開OPC電磁閥，關閉高壓調節(jié)汽門(GV)和中壓調節(jié)汽門(IV)，控制轉速升高，該功能不引起停機。,第一層保護：,第二層保護：,汽輪機電氣危急遮斷控制系統(tǒng)（ETS）,危急遮斷系統(tǒng)監(jiān)視汽機的某些運行參數，當這些參數超過 其運行限制值時，該系統(tǒng)就通過打開AST電磁閥，使所有 汽門關閉，使汽輪機停機。,保護項目有：,汽輪機超速,軸向位移大,軸承油壓過低,低真空,抗燃油壓力低,軸承振動大,接受所有外部遮斷信號的遙控接口,轉速達到110%n0,以上保護系統(tǒng)采用高壓抗燃油作為安全油,最后防線：,機械超速保護

19、與手動遮斷,它使用潤滑油作為安全油，隔膜閥提供了高壓抗燃油系統(tǒng)的危急遮斷部分和潤滑油系統(tǒng)的接口。,n=（110112）%n0時，飛錘飛出，打在扳機上，危急遮斷滑閥右移，機械超速油泄壓，隔膜閥打開，AST泄油，所有汽門關閉。 如飛錘拒絕動作，可操作手動遮斷與復位杠桿至遮斷位置實施就地操作，使機組停機。 潤滑油管理通過節(jié)流孔向該系統(tǒng)供油：當機械超速總管油泄壓時，不會影響潤滑油。 要重新開機時，必須掛閘復位。,飛錘動作后，當轉速降低至復位轉速，飛錘復位，若重新 建立脫扣安全油壓，必須手動或遠程使碰勾復位。手推螺 桿或遙控可復位，滑閥左移，隔膜閥下移，AST油壓建立。,手動復位與遠程遙控復位,試驗,包

20、括：超速試驗 手動試驗和充油試驗,超速試驗：,校驗飛錘動作轉速的設定值，保證機械超速保 護系統(tǒng)正確動作。,要求：,運行半年至少進行一次； 機組在啟動初期，每次大修以后以及前箱檢修結束后都應做。,目的：,方法：,機組從電網解列，DEH控制器升速。,當n=（110111%）n0時， 飛錘動作，各汽門關閉 合格 飛錘不動作 手動停機，調整飛錘彈簧 的預緊力，重新做試驗。,冷態(tài)啟動定速后不能立即做超速試驗，啟機后帶上10%額定負荷，四小時暖機后做，試驗時間小于15分鐘。,手動試驗和充油試驗,目的：機組不升速的條件下試驗超速遮斷機構以及危 急遮斷滑閥的工作是否正常。,手動試驗和充油試驗共同要點：手拉超速

21、試驗杠桿到“試驗”位置，試驗滑閥此時可切斷遮斷總管中脫扣油去危急遮斷滑閥的主通道，試驗期間泄油量小，不至使脫扣油壓降低太多，不會使隔膜閥開啟引起危急遮斷油路的泄壓，不會停機，試驗作完后，必須進行復位，當試驗和復位工作完成后，方可放開試驗杠桿。,第二節(jié) 汽輪機功頻電液調節(jié),機械或液壓機構：無法感受功率信號，僅能起到調速系統(tǒng)的作用,引入功率信號，更好實現動態(tài)過調，消除功率滯后，消除內擾,檢測、運算采用電子元件,執(zhí)行機構為液壓部件,電液伺服閥,(俗稱電液轉換器),檢測靈敏、精度高、線性好、遲緩 小、傳輸速度快、運算比較綜合能 力強、調整方便、能實現復雜調節(jié)規(guī)律,驅動功率大、慣性小,一 為什么要采用汽

22、輪機功頻電液調節(jié)系統(tǒng),功頻電液調節(jié)系統(tǒng)的基本工作原理,以功率給定值 代替額定功率,以轉速給定值 代替額定轉速,將功率與轉速用電壓表示,動態(tài)校正系數,以電壓表示的頻率偏差值,以電壓表示的功率偏差值,PID調節(jié)器(比例一積分一微分調節(jié)器)是為實現 和 的線性關系和改善調節(jié)系統(tǒng)性能而設置的。,功頻電液調節(jié)系統(tǒng)原理方框圖,轉速調節(jié)過程,啟動(并網前) ，功率給定值 與功率值 等于零，只轉速調節(jié)回路起作 用，升速時，操作給定器給定新的轉速給定值， ，此偏差信號 經頻差放大器放大K倍，輸入PID調節(jié)器，產生調節(jié)信號，通過功率放大， 電液轉換器轉換為油動機動作，操縱調節(jié)汽門開度變大，汽輪機升速，直 至轉速

23、等于新的給定值，即 。PID調節(jié)器的積分環(huán)節(jié)使轉速 調節(jié)回路成為一個無差定值調節(jié)系統(tǒng)。改變轉速給定值相當于平移靜態(tài)特 性曲線。,時，出現功率偏差，調節(jié)回路工作，功率重新回到給定值。功率調節(jié)回路也是無差系統(tǒng)，具有良好的抗內擾功能，能夠自動保持機組功率為額定值。,功-頻調節(jié)過程,并網調頻運行，功率與轉速回路都投入，平衡條件為 假如，初始狀態(tài) ，則 如當電網頻率上升，轉速測量輸入系統(tǒng)信號變?yōu)?，電網頻差不為零，調節(jié)系統(tǒng)動作，穩(wěn)定后新的功率,表示頻差對應的功率改變量。,調頻結束后，機組功率和電網頻率都變化，如想使電網頻率回到初始值，只需把功率給定值變?yōu)?，調節(jié)系統(tǒng)動作，使頻率回到初始值?？梢姼淖児β式o

24、定值相等于平移靜態(tài)特性曲線。,，因此,甩負荷調節(jié)過程,甩負荷時通過繼電器切除功率給定的輸出，使功率給定值 ，只有轉速回路起作用，甩全負荷的穩(wěn)態(tài)值等于額定轉速，甩負荷過程中的轉速最大動態(tài)偏差值小 。切除功率給定相當于把靜態(tài)特性線在額定轉速下由滿負荷位置 移到空負荷位置。,P381功頻電液系統(tǒng)原理圖是在系統(tǒng)原理方框圖所示系統(tǒng)的基礎上增加了一些功能而形成的,（1）啟動回路 控制機組啟動，把機組從盤車轉速帶到額定轉速。包括轉速給定器、升速率限制器、測速信號（大范圍測速）、加法器、啟動PID調節(jié)器等。升速率限制器使運行人員可以按不同啟動方式給出不同升速率,（2）主蒸汽壓力回路 當因故障造成蒸汽壓力降低，

25、降低的數量大于給定的壓力偏差值時，通過低值選擇器使主蒸汽回路替代主回路工作，按照鍋爐能夠供應的蒸汽量調節(jié)汽輪機功率，當故障排除主汽壓力恢復正常，低值選擇器選擇主回路。,（3）頻差放大器提供三種靜態(tài)特性 一種是過原點的直線，它在并網和并列后參加一次調頻用；第二種是由功率限幅，限制功率的最大和最小值，或兩者均限制；第三種供帶基本負荷，在原點附近有一死區(qū)，頻率波動值只有超過死區(qū)范圍時才參加調頻。,（4）測量回路采用雙通道，以提高可靠性。,第二節(jié) 數字電液控制（DEH）系統(tǒng)概述,DEH系統(tǒng)是Digital-Electric-Hydraulic Control System的簡寫。目前普遍采用的是以DC

26、S（Distributed Control System，分散控制系統(tǒng)）為基礎的DEH系統(tǒng)，它具有對汽輪機發(fā)電機的啟動、升速、并網、負荷增/減進行監(jiān)視、操作、控制、保護等功能，以及數字處理和CRT顯示功能。其信號傳遞大致如下： DEH控制器 電液伺服執(zhí)行機構 油動機 調節(jié)閥、主汽門,第三節(jié) 數字電液控制（DEH）系統(tǒng)概述,DEH 簡圖,DEH 工程師站和控制柜,DEH界面,DEH 簡圖,DEH工程師站和控制柜,DEH 控制柜,DEH 控制界面,DEH由電子控制器和EH供油系統(tǒng)組成,一、電子控制器 Electronic Controller,1.電子控制器的作用,由混合式控制系統(tǒng)，由數字系統(tǒng)和模

27、擬系統(tǒng)組成。 數字系統(tǒng)完成輸入信息的處理、檢查、設定值的計算處理和控制運算。其輸出通過模擬系統(tǒng)來設置模擬量的閥位訊號。由閥位訊號經電液伺服執(zhí)行機構來控制主汽門和調節(jié)汽門。,u,A/D,D/A,數字 系統(tǒng),模擬 系統(tǒng),電液轉換,（閥位信號）,執(zhí)行器,控制器,主汽門 調節(jié)汽門,電子控制器的組成,電子控制器由 硬件數字系統(tǒng)模擬系統(tǒng) 組成.,（1）硬件,DEH控制柜,01：基本控制模擬量、開關量、輸入輸出,02：閥門控制柜,03（04）：汽機自動控制（壽命）柜,05：UPS電源柜,操作站,顯示盤,操作盤,A.,B.,2.組成,DEH控制柜,基本控制調試終端,圖象站,PC機：管理CRT和打印機,CRT、

28、打印機,C.,ATC調試終端,D.,（2）數字系統(tǒng),硬件,基本控制計算機,ATC控制計算機,數據采集、通訊、操作系統(tǒng),雙機容錯,輸入輸出接口,基本管理部分,基本控制部分,ATC部分,軟件,（3）模擬系統(tǒng),(A)數模轉換器：將數字系統(tǒng)產生的閥門控制數字信號轉換成模 擬量信號，再送至閥門伺服回路。,(B)手操設備系統(tǒng)：當DEH的計算機系統(tǒng)發(fā)生故障時，運行人員可 通過手操系統(tǒng)來實現對機組的控制，因此計算機可進行“在線” 檢修和維護，不影響機組的正常運行。,手操系統(tǒng)主要接受以下信號：,操作臺來的閥位操作信號。當運行人員按操作盤上加（減）負荷 （轉速）時，就有一個信號手操可逆計數器，使它向增大（減?。?

29、方向記數。記數器輸出的記數值通過數模轉換器向閥門伺服回路 送去一個模擬信號，使閥門開大（關?。?,主汽門壓力控制器來減負荷信號：在模擬系統(tǒng)中也有一 個主汽門壓力控制器，它是在DEH系統(tǒng)切換到手操時實現對 主汽門壓力控制的。當主汽門壓力模擬量信號低于某一給 定值時，它就向可逆計數器發(fā)出減負荷信號，使之向減小 方向記數以便關小調節(jié)閥門，直至主汽門壓力恢復到給定 值或調節(jié)門開度達到全量程的29%為止。,跳閘減負荷信號：一是出現電氣主開關跳閘時，就有一 減負荷信號送到手操可逆計數器，使之向減小方向記數以 關閉調節(jié)閥。,返回信號（RUNBACK）：同數字系統(tǒng)一樣，在模擬系統(tǒng)中 也有模擬的返回功能，在必要

30、時，為保護機組而實行快速 減負荷。手操可逆計數器一旦接受返回信號就能向減小方 向記數使調節(jié)門關小。,數字系統(tǒng)來的輸出跟蹤信號：當DEH處于自動方式時， 數字系統(tǒng)的輸出通過數模轉換器得到一個模擬量的閥門開 度要求信號，在送往閥門伺服回路的同時，也送到手操可 逆計數器，使手操系統(tǒng)輸出的閥門開度要求信號跟蹤數字 系統(tǒng)的輸出，DEH系統(tǒng)在自動切換到手動時是無擾動的。,(C)閥門伺服回路的電氣接口：汽機的主汽門和調節(jié)閥門都是由液壓來開啟或關閉的，而閥門伺服回路所接受的是數模轉換器輸出的模擬電氣信號。因此，在伺服回路中必須有： 將閥門開度的模擬電氣信號轉換成液壓信號的電液轉換裝置。 將閥門開度的機械位移信

31、號轉換成電氣信號的裝置。 為實現某些保護功能，伺服系統(tǒng)中必須有能實現閥門快速關閉的裝置。,數模轉換器來的閥門開度要求信號和閥位反饋信號比 較后，其偏差經伺服放大后送入伺服閥，該伺服閥起到電 液轉換器的功能。它根據輸入信號的極性去開啟或關閉調 節(jié)閥門（主汽門）。在油動機上裝有一個位移差動變送器 （LVDT），它根據油動機活塞的移動位置（閥門開度）產 生一個閥位電氣信號作為閥位反饋信號送至伺服系統(tǒng)的輸 入端.,(D)超速保護控制器（OPC）：由三部分組成： 中壓調節(jié)閥門快關作用（甩部分負荷保護）CIV； 負荷下跌預測功能LDA（甩全負荷保護）； 超速控制功能（超速保護）。,提供高壓抗燃油，驅動伺服

32、執(zhí)行機構。, EH系統(tǒng)部分-執(zhí)行機構,配汽機構包括兩臺高壓主汽門、六臺高壓調節(jié)汽門和兩 臺再熱主汽門、二臺再熱調節(jié)汽門。各個蒸汽閥位置是由 各自的伺服執(zhí)行機構控制的。 在執(zhí)行機構中，油缸和彈簧組成油動機，高壓抗燃油可 使油缸打開蒸汽閥門，而彈簧用來關閉蒸汽閥門。 開關型執(zhí)行機構：中壓主汽門。 控制型執(zhí)行機構：高壓主汽門、高、中壓調節(jié)汽門。,二、EH系統(tǒng)部分-EH供油系統(tǒng), EH系統(tǒng)部分-危急遮斷系統(tǒng),1、自動停機危急遮斷系統(tǒng)（AST）：包括危急跳閘ETS、 機械超速和手動停機（110-113%）。 ETS監(jiān)視的指標：轉速、推力軸承磨損、潤滑油壓低、 EH油壓低、低真空、DEH失電、 MFT、發(fā)

33、電機主保護、機組振動。 任一指標超限，均發(fā)出警報以至停機。 2、OPC系統(tǒng)； 3、危急遮斷控制塊及電磁閥：四個AST、二個OPC電磁閥， 正常時帶電關閉。另有2個單向閥。 4、試驗組件：裝在前軸承座邊上，監(jiān)視EH油壓和試驗各壓 力開關。,一、運行方式：Operation Type,DEH可在下列任何一種方式下運行，相鄰兩狀態(tài)方式間 可無擾動切換。,二級手動 一級手動 操作員自動 ATC,、二級手動：最低級，僅作備用，系統(tǒng)全部由常規(guī)的模 擬部件組成。 、一級手動：開環(huán)運行方式。操作員在操作盤上按鍵控 制閥門開度，各按鈕之間有邏輯互鎖，此方式作為自 動方式的備用。,第四節(jié) DEH系統(tǒng)功能(Func

34、tion of DEH),、操作員自動方式：是最基本的運行方式，用這種方式 可實現汽輪機轉速和負荷的閉環(huán)控制，并具有各種保護 功能。該方式設有完全相同的A和B雙機系統(tǒng)，兩機容錯， 具有跟蹤和自動切換功能，也可以強迫切換。在該方式 下，目標轉速和目標負荷及其速率，均由操作員自定。,、ATC運行方式：基于操作員之上。目標轉速、負荷、 升速率和升負荷率均來自內部計算設備或外部設備。,二、系統(tǒng)功能 The Systems Function,、汽輪機自動程序控制（ATC）,、汽輪機的負荷自動調節(jié),、汽輪機的自動保護功能,、機組和DEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能,.汽輪機的自動程序控制,操作員通過一個單獨按鈕就能使機組從盤車轉速升到同步轉速，同時盡可能降低啟停過程的熱應力，使啟動機組和機組加負荷所需的時間最少。DEH調節(jié)系統(tǒng)的自動程序控制，是通過狀態(tài)監(jiān)測，計算轉子熱應力，并在機組應力允許范圍內，優(yōu)化啟停過程。用最大的速率和最短的時間實現機組啟動過程的全部自動化。 ATC允許機組有冷態(tài)和熱態(tài)啟動兩種方式。冷態(tài)啟動從盤車、升速、并網到帶負荷。其間各操作、閥門切換全由計算機控制。 在非啟停過程中，還可以實現ATC監(jiān)督。,.汽輪機的負荷自動調節(jié)功能,在負荷控制階段，有以下功能： 1、有轉速控制回路和負荷控制回路。 2、根據要求，可