西門子SAMA圖DEH邏輯講解

1、1.汽輪機調(diào)節(jié)器汽輪機調(diào)節(jié)器是DEH的核心部分.它通過控制一個或多個高、中壓調(diào)門的開度來調(diào)整進入汽輪機的蒸汽量,達到調(diào)節(jié)汽輪機轉(zhuǎn)速、負(fù)荷或主汽門前壓力的目的.除此以外,SIEMENS DEH調(diào)節(jié)器還具有限制高壓葉片壓力、高排溫度等保護汽輪機的調(diào)節(jié)功能,并在電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏離時能及時增、減機組出力來調(diào)整電網(wǎng)頻率；機組出現(xiàn)負(fù)荷大擾動甚至發(fā)生甩負(fù)荷后仍能帶廠用電或維持汽輪機定速運行.SIEMENS DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用積木塊設(shè)計,包括以下幾個部分： 速度/負(fù)荷控制 主蒸汽壓力控制 高壓缸排汽溫度控制 高壓缸葉片前基本壓力的極限壓力控制 設(shè)定值的形成 閥位控制轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器、壓力調(diào)節(jié)器和啟動裝置限制器T

2、AB的三路輸出信號通過中央小選模塊,形成有效的允許設(shè)定值去作用高、中壓調(diào)門.為了汽輪機的安全和控制品質(zhì)的優(yōu)化,高、中壓調(diào)門允許進汽設(shè)定值還要進行三次不同的處理和修正,才形成最終的調(diào)門開度指令：1）高壓葉片壓力限制調(diào)節(jié)器和高排溫度限制調(diào)節(jié)器根據(jù)功能的不同,分別通過“小選”和“減法”對高、中壓調(diào)門的允許進汽設(shè)定值進行處理；2）允許進汽設(shè)定值進行調(diào)門特性曲線的線性化修正處理；3）由閥位限制設(shè)定值進行限制.為了實現(xiàn)上述調(diào)節(jié)功能,汽輪機調(diào)節(jié)器DTC與汽輪機開環(huán)系統(tǒng)的汽輪機自啟動程控SGC ST、汽輪機保護系統(tǒng)ETS、機組協(xié)調(diào)控制BLE、熱應(yīng)力評估TSE、閥門自動試驗ATT以及液壓控制回路EHA等系統(tǒng)或模

3、塊存在信息和信號的交互與傳輸.1.1 轉(zhuǎn)速控制汽輪機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括實際轉(zhuǎn)速測量和處理功能頁NT、轉(zhuǎn)速設(shè)定值功能頁NS以及轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)功能頁NPR三大部分,其作用是根據(jù)汽輪機自啟動程控SGC ST設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速,完成汽輪機從啟動到低速暖機、升至額定轉(zhuǎn)速暖機到同期并網(wǎng)的轉(zhuǎn)速控制.在這過程中,為了限制汽輪機的熱應(yīng)力,機組轉(zhuǎn)速的升降速率取決于熱應(yīng)力評估TSE模塊,運行人員無法手動干預(yù).另外,根據(jù)工頻一致原理,機組并網(wǎng)期間也可通過轉(zhuǎn)速控制達到負(fù)荷控制的目的.1.1.1 轉(zhuǎn)速的測量和處理NT汽輪機的大軸上有一個齒輪盤,齒輪盤的凹槽是一個固定數(shù),60齒.齒輪盤隨汽輪機高速旋轉(zhuǎn),每個凹槽轉(zhuǎn)過傳感器時都

4、會使傳感器的感應(yīng)電壓發(fā)生變化,傳感器輸出信號的頻率也因此與汽機轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系.通過這個頻率和齒輪數(shù)就可以方便的計算出汽輪機轉(zhuǎn)速.汽輪機共有六個轉(zhuǎn)速傳感器,每三個一組,分成兩組.第一組的轉(zhuǎn)速測量值通過布置在核心柜左側(cè)BRAUN超速保護裝置的3個轉(zhuǎn)速卡在內(nèi)部做超速保護判斷,同時經(jīng)轉(zhuǎn)速卡轉(zhuǎn)換后每個信號均并接輸出至前兩塊ADDFEM卡件相應(yīng)PI通道, 選擇每路轉(zhuǎn)速信號的高值經(jīng)測量轉(zhuǎn)換后,讀入高速處理器FM458的轉(zhuǎn)速測量和處理功能頁中,即轉(zhuǎn)速信號輸入ADDFEM時做了信號通道的冗余處理.信號進入NT功能頁后首先進行高頻濾波處理,再由一個三選一功能塊按通道1、2、3的優(yōu)先順序選取一個正常通道的信號作為汽

5、輪機的實際轉(zhuǎn)速值（NT）.該三選一功能塊還會對三個通道進行監(jiān)視,與中間轉(zhuǎn)速偏差大于3rpm延時3S后會給出通道故障報警（STNT1/2/3）,且該故障轉(zhuǎn)速將由NT值替代,故障轉(zhuǎn)速恢復(fù)后,仍遵循固有的轉(zhuǎn)速優(yōu)先級順序選取實際轉(zhuǎn)速值.第二組的轉(zhuǎn)速測量值通過布置在核心柜右側(cè)BRAUN超速保護裝置的3個轉(zhuǎn)速卡在內(nèi)部做超速保護判斷,不做轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用.實際轉(zhuǎn)速值NT提供給以下功能頁和自動處理單元：·OM畫面顯示·汽輪機開環(huán)控制系統(tǒng)DTS·汽輪機保護系統(tǒng)DTSZ·汽輪機應(yīng)力計算程序WTG·電液油動機控制裝置EHAS·轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR·轉(zhuǎn)

6、速設(shè)定值功能頁NS·甩負(fù)荷識別功能頁LAW由于大型汽輪發(fā)電機組都是撓性轉(zhuǎn)子,軸系的工作轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)子的固有頻率.當(dāng)機組的轉(zhuǎn)動頻率和轉(zhuǎn)子的固有頻率一致時,機組會因共振引起振動加劇,從而影響機組安全,所以一般在機組啟動過程中都要求以較快的轉(zhuǎn)速通過臨界轉(zhuǎn)速,這就是所謂的過臨界.轉(zhuǎn)速測量和處理NT功能頁提供了對臨界轉(zhuǎn)速的監(jiān)視,根據(jù)該型汽輪機的特點,其臨界轉(zhuǎn)速分為兩個區(qū)域,臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域的開始限值GSPA和結(jié)束限值GSPE分別是：660r/min840r/min和1020r/min2850r/min.功能頁再對實際轉(zhuǎn)速信號進行微分處理,可以獲取轉(zhuǎn)速的變化率,即平常所說的升、降速率.一般要求過臨界的

7、轉(zhuǎn)速不少于100r/min2.在汽機啟動過程中（非汽機跳閘后的惰走過程）,當(dāng)轉(zhuǎn)速落在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)時機組的升速率低于100r/min2,DEH將退出啟動,發(fā)出升速率過小NTGRKL的報警,OM上的ACCL<min指示燈亮.DEH對機組啟動過程中的熱應(yīng)力控制十分嚴(yán)格,從沖轉(zhuǎn)條件到暖機程度的判斷,從升速率的計算到變負(fù)荷速率的限制,熱應(yīng)力評估器TSE都發(fā)揮重要作用.因此機組在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)發(fā)生TSE故障,發(fā)出WTS信號時,DEH也將退出啟動.DEH退出啟動時,會給轉(zhuǎn)速設(shè)定功能頁NS發(fā)出退出啟動信號ANFABR.此時轉(zhuǎn)速設(shè)定值當(dāng)前實際轉(zhuǎn)速60r,從而確保調(diào)門可靠關(guān)閉直至退出臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域后,由運行

8、人員在OM上復(fù)置“轉(zhuǎn)速設(shè)定值復(fù)位子環(huán)”后,發(fā)出SWFQ信號,DEH才會將退出啟動信號ANFABR復(fù)位,并允許DEH再次設(shè)高目標(biāo)轉(zhuǎn)速沖轉(zhuǎn).實際投運過程中,該步將在汽機順控第21步實現(xiàn),無需操作員人為干預(yù).為模擬電網(wǎng)頻率擾動,在轉(zhuǎn)速測量和處理功能頁中附加了一個頻率變化仿真模塊STFCH.當(dāng)模擬電網(wǎng)頻率擾動的命令開始,仿真模塊在一定的范圍內(nèi)根據(jù)實際需要的變化率、幅值和持續(xù)時間給出一個模擬的頻率變化量,并加到轉(zhuǎn)速的實際值中.由于電網(wǎng)頻率始終是處于一個小幅波動的過程中,實際做一次調(diào)頻試驗時不推薦使用該功能塊,而是在延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值與實際轉(zhuǎn)速偏差PSF40后另加一切換回路,切換網(wǎng)頻偏差至人為給定數(shù)值.1.1

9、.2 轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS轉(zhuǎn)速設(shè)定值的形成分為兩大部分.第一部分是目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定.目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS是不同工況下汽輪機需要達到的轉(zhuǎn)速設(shè)定值.將目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS經(jīng)過速率限制后生成的轉(zhuǎn)速指令成為延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV.其中延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值是有效的轉(zhuǎn)速設(shè)定值,它用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器NPR進行轉(zhuǎn)速控制.NS和NSV都在OM上顯示.目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS形成回路由設(shè)定值調(diào)整和存貯器功能塊SWS6F以及相應(yīng)的控制邏輯回路構(gòu)成.功能塊SWS6F在不同的設(shè)置指令S作用下存儲相應(yīng)的設(shè)定值SV并輸出,直至另一個指令發(fā)出.設(shè)置指令的優(yōu)先級是按自下而上排序.八種不同工況下的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定值見表一.表一:序號工況轉(zhuǎn)速設(shè)定值說明1超速試驗投入PSSE(取消)3

10、400超速試驗時將轉(zhuǎn)速設(shè)定值上限也放大2過臨界時升速率小或TSE故障,退出啟動ANFABR;TAB小于50TABGNF;汽輪機跳閘SS;NT60在轉(zhuǎn)速跟蹤方式NSNF下,設(shè)定值永遠小于實際值,NPR的輸出為負(fù),保證調(diào)門可靠關(guān)閉.3臨界區(qū)域外TSE故障;同期并網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速調(diào)整;NSV跟蹤延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值4超速試驗結(jié)束RSSE;機組并網(wǎng)后,實際功率PEL大于最小功率PMIN延時1min;甩負(fù)荷;30005升至同步轉(zhuǎn)速指令NSYNC3009指令由汽輪機自啟動程控STEP25發(fā)出.目標(biāo)轉(zhuǎn)速略高于額定轉(zhuǎn)速,保證發(fā)電機正向并網(wǎng)6升至暖機轉(zhuǎn)速指令NSWART360汽輪機自啟動程控STEP217DEH控制負(fù)荷時,

11、NPR調(diào)節(jié)器在負(fù)荷控制LBPR與轉(zhuǎn)速控制LBNP間切換產(chǎn)生設(shè)置指令SBSVNS根據(jù)功頻一致原理計算出SVNS,目的在于保證切換時無擾8排除上述工況,可手動設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速由運行人員在OM設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速注：1、優(yōu)先級自上而下逐漸降低；2、TSE故障后,汽輪機的啟動失去了應(yīng)力監(jiān)視,因此啟動需要中斷或退出；3、同步并網(wǎng)期間,由于電網(wǎng)頻率是隨機變動的,因此轉(zhuǎn)速設(shè)定值在NSOG和NSUG間切換,延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV則按一定速率在兩個定值之間變動.4、正常運行時,SVNS3000r/min,切至轉(zhuǎn)速控制方式瞬間SVNSNTPEL×K.其中KSTATNR*NNOM/PNOM=0.15;STATNR:汽機

12、轉(zhuǎn)速不等率5;NNOM汽機額定轉(zhuǎn)速3000r;PNOM:汽機額定功率1000MW.5、在機組啟動過程中（未并網(wǎng)）,如果延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV與實際轉(zhuǎn)速偏差大于30r,OM會發(fā)出DEV TOO HIGH和STOP警告,停止延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV的變化,直至實際轉(zhuǎn)速上升至偏差大信號消失, 延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV再根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速按照一定的速率變動.根據(jù)不同工況生成的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS經(jīng)過電氣側(cè)同步轉(zhuǎn)速升/降后送至一個設(shè)定值調(diào)節(jié)器SWF0F.設(shè)定值調(diào)節(jié)器SWF0F會對輸入的設(shè)定值按一定的速率限制后再輸出形成所謂的延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV,并將它送至轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR功能頁、甩負(fù)荷判別LAW功能頁以及OM上顯示

13、.延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值是真正用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的有效設(shè)定值.設(shè)定值調(diào)節(jié)器SWF0F有三種工作方式：1）正常限速隨動方式.在此方式下,SWF0F的輸出值根據(jù)設(shè)好的速率逐漸增加或減少至輸入值,SWF0F會監(jiān)視輸入/輸出值之間的偏差,最終動態(tài)偏差為0.設(shè)定值變化的速率取決于不同的工況：A、正常情況下的升、降速率是由溫度裕度子模塊WTF計算出來的,升速率OFBN和降速率UFBN通過大小選模塊控制在600r/min2以內(nèi). B、同期并網(wǎng)時,需要緩慢的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以便同期裝置能及時捕捉到同期點,因此此時的變速率預(yù)置值180r/min2.C、超速試驗時,升速率為預(yù)置值600r/min2.2）SWF0F快速跟蹤方式.在該方式

14、下,SWF0F不再對輸入值進行限速,輸入值直通成為輸出值.在以下工況下,SWF0F處于快速跟蹤方式：A、轉(zhuǎn)速跟蹤方式NSNFB、在長甩負(fù)荷LAW發(fā)生5S脈沖內(nèi)且發(fā)電機出口開關(guān)和500KV開關(guān)在后延時3S內(nèi)C、設(shè)置指令SBD、機組帶負(fù)荷運行,NPR處于轉(zhuǎn)速控制方式發(fā)生甩負(fù)荷LALBNR 其中轉(zhuǎn)速跟蹤方式NSNF是保證汽輪機安全運行的重要手段,在機組啟動過臨界時發(fā)現(xiàn)升速率太小或TSE故障,或TAB<50%,或汽輪機跳閘后都將轉(zhuǎn)速設(shè)定值跟蹤實際轉(zhuǎn)速60,從而確保NPR的輸出為負(fù),調(diào)門可靠的關(guān)閉,并將NSNF信號儲存,直到汽輪機再次發(fā)出升至暖機轉(zhuǎn)速指令,或升至同期轉(zhuǎn)速指令,或汽機轉(zhuǎn)速落在臨界區(qū)域

15、外時由操作員手動或汽機順控STEP21復(fù)置“轉(zhuǎn)速設(shè)定值復(fù)位子環(huán)”后發(fā)出SWFQ指令才可將轉(zhuǎn)速跟蹤指令復(fù)歸.由于汽輪機臨界轉(zhuǎn)速區(qū)范圍很寬,汽機跳閘后轉(zhuǎn)速很快落在2850r以下,在這短時間內(nèi),操作員難以做出跳閘原因的正確判斷,所以汽機跳閘后很難再次立即恢復(fù)沖轉(zhuǎn),需要轉(zhuǎn)速惰走到390rpm以下,避開臨界轉(zhuǎn)速區(qū),機組才能再次沖轉(zhuǎn)升速.3）SWF0F保持方式.此時SWF0F保持前一時刻NSV,并不受輸入信號變化的影響.在以下工況下,SWF0F處于保持方式：A、啟動過程中,延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV和實際轉(zhuǎn)速NT的偏差大于30r.B、負(fù)荷設(shè)定值功能頁PS來的停止轉(zhuǎn)速設(shè)定值變化STPNS指令.開環(huán)控制系統(tǒng)DTS來

16、的自動停機AUST(轉(zhuǎn)速大于2850r時高速處理器FM458內(nèi)部故障報警或汽機順控STEP35未檢測到發(fā)電機并網(wǎng)信號)或TSE故障WTS信號都將使STPNS指令有效.典型的汽輪機啟動過程中,目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS、延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV和實際轉(zhuǎn)速的變化情況如圖1-1.圖1-1 汽輪機啟動過程中的設(shè)定轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速汽輪機自啟動程控走步到第21步,發(fā)出NSWART有效指令,將目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS設(shè)定為低速暖機轉(zhuǎn)速870r/min.延時轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV按照600r/min2的速率逐漸升高,同時調(diào)門逐漸開啟,汽機轉(zhuǎn)速跟隨NSV一起升高.經(jīng)過約1h暖機,程控第23步判斷暖機條件滿足,由操作員手動操作REL NOMIN

17、AL SPEED子環(huán)釋放轉(zhuǎn)速設(shè)定值至同期并網(wǎng)轉(zhuǎn)速后,程控走步到第25步,將目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS設(shè)定為同期轉(zhuǎn)速3009r/min,NSV按照600r/min2的速率逐步升高,調(diào)門逐漸開大,汽機轉(zhuǎn)速跟隨NSV一起升高.程控走步到第31步,向DCS發(fā)送允許發(fā)電機并網(wǎng)信號,根據(jù)電氣側(cè)同期并網(wǎng)需要由電氣同步轉(zhuǎn)速升/降信號將目標(biāo)轉(zhuǎn)速NSV按照180r/min2的速率切至NSOG或NSUG,根據(jù)電氣同步轉(zhuǎn)速升/降信號的脈沖寬度和脈沖個數(shù)調(diào)整汽機轉(zhuǎn)速至并網(wǎng)要求轉(zhuǎn)速.并網(wǎng)同步結(jié)束后,目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS保持為電氣側(cè)同步調(diào)整后的同期并網(wǎng)轉(zhuǎn)速NS,直到汽機并網(wǎng)帶初始負(fù)荷到最小負(fù)荷PMIN以上,目標(biāo)轉(zhuǎn)速NS切為額定轉(zhuǎn)速值3000r/

18、min.機組并網(wǎng)后的實際轉(zhuǎn)速取決于電網(wǎng)頻率.1.1.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路分析根據(jù)汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性可知,汽機的出力和轉(zhuǎn)速是相互對應(yīng)的.功率越大,轉(zhuǎn)速越低,反之功率越小,轉(zhuǎn)速越高.汽輪機的功率和轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線就是靜態(tài)特性曲線,其中特性曲線的斜率就是就是轉(zhuǎn)速不等率.西門子汽輪機的轉(zhuǎn)速不等率是5.2,即156r的轉(zhuǎn)速偏差對應(yīng)額定功率（1040MW）的變動.因此實際功率和轉(zhuǎn)速偏差的對應(yīng)關(guān)系就是n=PEL×0.15.正是由于這種嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系,所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和負(fù)荷調(diào)節(jié)的機理是一致的,因此兩者的調(diào)節(jié)器可以采用同一個PI調(diào)節(jié)器.只需根據(jù)工況需要,進行一些回路的切換,即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷控制的切換.它在

19、下列工況下調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速或負(fù)荷：·汽輪機啟動·與電網(wǎng)并網(wǎng)·汽輪機帶負(fù)荷·甩負(fù)荷·汽輪機停機圖1-2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路原理圖轉(zhuǎn)速控制的原理如上圖1-2.在機組啟動過程中,延時轉(zhuǎn)速設(shè)定NSV和實際轉(zhuǎn)速NT的偏差再乘上轉(zhuǎn)速不等率的倒數(shù)K4即（NSVNT）×K4作為PI調(diào)節(jié)器前饋的輸入,PI輸出經(jīng)過限幅處理后,加上調(diào)節(jié)器外部的轉(zhuǎn)速比例直接作用部分（NSVNT）×KDN成為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出YNPR.YNPR送至OSB處理,最終形成閥位指令.這就是轉(zhuǎn)速控制的基本原理.實際在控制器計算時,習(xí)慣將PI調(diào)節(jié)器的輸入偏差值轉(zhuǎn)換成額定量程的百

20、分?jǐn)?shù)進行計算,即轉(zhuǎn)速偏差另除以額定轉(zhuǎn)速,功率偏差另除以額定功率.1.2 負(fù)荷控制負(fù)荷控制與轉(zhuǎn)速控制采用同一個調(diào)節(jié)器.負(fù)荷控制回路中包括四個部分,分別是實際負(fù)荷處理PEL、目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定PS、最大負(fù)荷設(shè)定值PSMX和負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR.正常情況下,作為被控量的負(fù)荷設(shè)定值與控制量實際負(fù)荷之間的偏差是負(fù)荷調(diào)節(jié)器的主要處理對象.但由于工頻一致的因素,因此負(fù)荷控制也可以通過轉(zhuǎn)速偏差來實現(xiàn)控制,機組對電網(wǎng)頻率偏差響應(yīng)的一次調(diào)頻回路就是將頻差轉(zhuǎn)為負(fù)荷偏差疊加到負(fù)荷調(diào)節(jié)器的前饋中,作為一次調(diào)頻消除靜態(tài)偏差的部分,達到調(diào)頻目的.為了實現(xiàn)不同控制方式下的無擾切換,在轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器中設(shè)置了較多的切換和跟蹤回路.1.2

21、.1 負(fù)荷實際值PEL的處理發(fā)電機實際負(fù)荷值PEL1,PEL2,PEL3由電氣側(cè)功率傳感器直接讀入汽輪機調(diào)節(jié)器.在正常的運行中,選用三個負(fù)荷實際值中的中間值作為實際負(fù)荷PEL,并輸出到下列的模塊和自動設(shè)備中：·運行和監(jiān)控系統(tǒng)OM·機組協(xié)調(diào)級BLE·汽輪機開環(huán)控制系統(tǒng)DTS·透平應(yīng)力評估WTG·轉(zhuǎn)速設(shè)定值NS·負(fù)荷設(shè)定值PS·轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR·甩負(fù)荷識別LAW模塊會監(jiān)視三個實際負(fù)荷值PEL1,PEL2,PEL3是否失效或偏差過大,并將失效信息STPEL1/2/3輸出到OM系統(tǒng).一個實際值失效或偏差過大,選用剩下

22、兩個值的大值輸出；兩個實際值值失效,選用未失效實際值；三個實際值均失效,選用替代值SV.1.2.1 負(fù)荷設(shè)定值PS負(fù)荷設(shè)定值的形成回路與轉(zhuǎn)速設(shè)定值的形成回路基本相同,目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值PS先轉(zhuǎn)為延時的負(fù)荷設(shè)定值PSV,再生成有效的負(fù)荷設(shè)定值PSW.其中目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值是在設(shè)定值調(diào)整和存貯器功能塊SWS6F中形成,根據(jù)不同的工況確定不同的目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值.目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值經(jīng)過負(fù)荷變動率的限制后輸出成為延時負(fù)荷設(shè)定值PSV,PSV再經(jīng)過一些處理就生成有效負(fù)荷設(shè)定值PSW.目標(biāo)負(fù)荷形成回路由設(shè)定值調(diào)整和存貯器功能塊SWS6F以及相應(yīng)的控制邏輯回路構(gòu)成.功能塊SWS6F在不同的設(shè)置指令S作用下存儲相應(yīng)的設(shè)定值S

23、V并輸出,直至另一個指令發(fā)出.設(shè)置指令的優(yōu)先級是按自下而上排序.八種不同工況下的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定值見表二.表二序號工況負(fù)荷設(shè)定值說明1TSE故障WTSPSVTSE故障,機組升降負(fù)荷的熱應(yīng)力無法控制,因此保持當(dāng)前設(shè)定值,負(fù)荷不變動.2汽輪機自啟動程控發(fā)出的最小負(fù)荷指令PSMINPSMIN自啟動程控STEP15設(shè)定,設(shè)定值為150MW,目的是避免避免汽輪機無負(fù)荷或低負(fù)荷運行產(chǎn)生高壓缸鼓風(fēng)危險.3DEH控制負(fù)荷時,NPR調(diào)節(jié)器在轉(zhuǎn)速控制LBNP與負(fù)荷控制LBPR間切換產(chǎn)生設(shè)置指令SBSVPS根據(jù)功頻一致原理計算出SVPS,目的在于保證切換時無擾4DEH外部設(shè)定（CCS過來）PSX協(xié)調(diào)投入時,DEH接受C

24、CS發(fā)出的負(fù)荷指令5停機程控發(fā)出STILLPSUG停機程控只有跳機后才會發(fā)出,此功能實際上是無效6初壓方式下PSVPELDEH切至初壓方式運行時,PS跟蹤實際負(fù)荷7目標(biāo)負(fù)荷超限PSB - 1當(dāng)延時負(fù)荷設(shè)定值PSV比最大負(fù)荷設(shè)定值PSB大2時8排除上述工況,可手動設(shè)定由運行人員在OM設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷注：1、TSE故障,或負(fù)荷限制有效BEGRIE（即PSV大于PSB時）,或DEH處于非限壓方式,或機組未并網(wǎng)時,DEH閉鎖外部負(fù)荷外部設(shè)定PSXAB； 2、DEH在初壓方式下,且壓力調(diào)節(jié)器有效FDPRIE時,負(fù)荷設(shè)定值開始跟蹤實際負(fù)荷,以便初壓和限壓切換時無擾；3、正常運行時,SVPSPELPSF,從負(fù)荷

25、控制切至轉(zhuǎn)速控制時,SVPS0.4、表中的優(yōu)先等級是自上而下逐漸降低.根據(jù)不同工況生成的目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值PS送至一個設(shè)定值調(diào)節(jié)器SWF0F.設(shè)定值調(diào)節(jié)器SWF0F會對輸入的設(shè)定值按一定的速率限制后再輸出形成所謂的延時負(fù)荷設(shè)定值PSV,并在OM上顯示.設(shè)定值調(diào)節(jié)器SWF0F有三種工作方式：1）正常限速隨動方式.在此方式下,SWF0F的輸出值根據(jù)設(shè)好的速率逐漸增加或減少至輸入值,SWF0F會監(jiān)視輸入/輸出值之間的偏差,最終動態(tài)偏差為0.負(fù)荷變化率上下限取決于熱應(yīng)力,運行人員手動設(shè)定時,該設(shè)定值由熱應(yīng)力WTF功能頁與手動設(shè)定負(fù)荷變化率取小,從而避免機組升降負(fù)荷過程中熱應(yīng)力超標(biāo).若由運行人員設(shè)定,需在O

26、M上的將“負(fù)荷變化率投切子環(huán)”置ON位.2）SWF0F快速跟蹤方式.在該方式下,SWF0F的輸出值快速跟蹤.根據(jù)優(yōu)先級的不同,PSV的快速跟蹤的值有所區(qū)別： A、機組處于非負(fù)荷控制方式時LB0,PSV0,與原理圖上跟蹤壓力偏差FDXW的修正值有所出入.此時為保證無擾切換,起跟蹤作用的是NPR中的SVPS.B、轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器在機組帶負(fù)荷運行時,在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和負(fù)荷調(diào)節(jié)器間切換發(fā)出設(shè)置命令SB時,PSVSVPS.C、目標(biāo)負(fù)荷超限后,PSVPSB1.D、初壓方式下,壓力調(diào)節(jié)器有效時,PSVPEL,跟蹤實際負(fù)荷3）SWF0F保持方式.此時SWF0F保持前一時刻PSV,并不受輸入信號變化的影響.在以下工

27、況下,SWF0F處于保持方式：A、升負(fù)荷過程中PSVLH,壓力偏差過大,限壓動作GDERB、TSE故障WTSC、自動停機AUST延時負(fù)荷設(shè)定值PSV疊加壓力偏差修正(該壓力偏差分修正實際未應(yīng)用),與最大允許負(fù)荷設(shè)定值PSB取小后再減去在限壓切初壓模式切換失敗下的附加偏置即生成有效負(fù)荷設(shè)定值PSW.若超出負(fù)荷限制,負(fù)荷限制有效BEGRIE信號發(fā)出,閉鎖外部負(fù)荷設(shè)定.1.2.2 負(fù)荷調(diào)節(jié)回路分析負(fù)荷調(diào)節(jié)回路是一個帶前饋的調(diào)節(jié)系統(tǒng).前饋有兩個：一是負(fù)荷前饋,有效負(fù)荷設(shè)定值PSW乘以前饋增益KPS后,直接加到調(diào)節(jié)器的出口,目的是提高變負(fù)荷調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度,加快對電網(wǎng)負(fù)荷需求的響應(yīng).二是一次調(diào)頻前饋,該前

28、饋由常規(guī)受上下限幅的一次調(diào)頻分量和一次調(diào)頻超馳部分取大值而得.一次調(diào)頻超馳部分在機組并網(wǎng)時始終有效,目的是出現(xiàn)頻率大幅偏差后不論一次調(diào)頻投入與否汽機均超馳調(diào)節(jié)動作,以消除電網(wǎng)頻率偏差.有效負(fù)荷設(shè)定值PSW與實際負(fù)荷PEL的偏差再加上一次調(diào)頻分量PSF580作為調(diào)節(jié)器的輸入,經(jīng)過調(diào)節(jié)器PI運算、雙向限幅后輸出與負(fù)荷和頻率限制前饋疊加生成負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR的最終輸出指令YNPR.YNPR直接被送至進汽設(shè)定值形成OSB功能頁中的主小選（MIN）功能頁的輸入端汽輪機開環(huán)控制系統(tǒng)DTS.圖13 負(fù)荷調(diào)節(jié)回路原理圖1.2.3 帶負(fù)荷運行時不同控制方式間的無擾切換在前面轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路分析一節(jié)中已講過,由于汽輪機

29、的靜態(tài)特性決定了功率和頻率（轉(zhuǎn)速）存在線性關(guān)系,轉(zhuǎn)速和負(fù)荷實際上是一個被調(diào)量,因此轉(zhuǎn)速和負(fù)荷控制可以共用一個PI結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)器.也正由于上述原因,在機組帶負(fù)荷后,機組負(fù)荷可由運行人員決定是通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器,還是通過負(fù)荷調(diào)節(jié)器進行負(fù)荷調(diào)節(jié).另外,DEH也會檢測機組的運行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)機組甩負(fù)荷、發(fā)電機與電網(wǎng)解列等工況時會將負(fù)荷調(diào)節(jié)自動切至轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器.1）并網(wǎng)瞬間分析汽輪機自啟動程控允許走步的一個條件就是轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器處于負(fù)荷控制方式,即沖轉(zhuǎn)前LBPR1,因此機組同期并列完成后,當(dāng)電網(wǎng)主開關(guān)一閉合LSE,機組即刻進入負(fù)荷調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用的負(fù)荷控制階段.此時NPR中的主要信號狀態(tài)如下：·機組在負(fù)荷

30、調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行LBPR（C1）1·機組不在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行LBNP（C2）0·機組處于負(fù)荷操作方式LB1,即機組并網(wǎng)同時（發(fā)電機出口開關(guān)和電網(wǎng)開關(guān)都處于合閘位）DEH在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行LBPR1·負(fù)荷操作方式下沒有發(fā)生負(fù)荷中斷,C101正是由于C101,將轉(zhuǎn)速/負(fù)荷PI調(diào)節(jié)器的輸入偏差從轉(zhuǎn)速偏差回路切至調(diào)頻回路,同時將有效負(fù)荷設(shè)定PSW回路接通,使PI調(diào)節(jié)器的輸入偏差為PSWPEL,調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)為負(fù)荷控制.此時的目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定值PSPSMIN15%PNOM,機組逐漸把負(fù)荷升至目標(biāo)負(fù)荷.在升至最小負(fù)荷設(shè)定值期間,轉(zhuǎn)速設(shè)定值為同期轉(zhuǎn)速NS,該值經(jīng)

31、電氣側(cè)在并網(wǎng)前同期轉(zhuǎn)速升/降調(diào)整至并網(wǎng)轉(zhuǎn)速,正常并網(wǎng)時為正向并網(wǎng),即具體并網(wǎng)轉(zhuǎn)速值為略大于額定轉(zhuǎn)速3000r,.直到機組負(fù)荷大于最小負(fù)荷設(shè)定值后,目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)為3000r/min.2）運行人員在OM從負(fù)荷控制LBPR切至轉(zhuǎn)速控制LBNR的分析轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器有效（NPRIE1）,運行人員在OM上通過負(fù)荷運行方式“LOAD OP MODE”預(yù)選塊,可以選擇不同的機組帶負(fù)荷運行方式,選擇1是轉(zhuǎn)速控制方式LBNRB1,選擇2是負(fù)荷控制方式LBPNB1.機組并網(wǎng)后,正常都是在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行（LBPR1）.出現(xiàn)某些情況,需要轉(zhuǎn)換成在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行（LBNP1）時,NPR中的主要信號

32、狀態(tài)如下：·機組不在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行LBPR（C1）0·機組在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行LBNP（C2）1·機組退出負(fù)荷控制,LB0（主要原因是C10）·C100（主要原因是LB0）上述開關(guān)信號狀態(tài)的轉(zhuǎn)變,最主要由于C10開關(guān)信號從“1”置為“0”后,轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器的輸入端切回轉(zhuǎn)速控制回路.只是此時的PI調(diào)節(jié)器的輸入端不同于轉(zhuǎn)速控制時的轉(zhuǎn)速偏差,而是先把轉(zhuǎn)速偏差乘以不等率轉(zhuǎn)換成負(fù)荷設(shè)定值后再減去實際負(fù)荷成為負(fù)荷偏差：（NSVNT）×K4PEL,從而達到負(fù)荷控制的目的.此時的控制原理如圖1-4.圖1-4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行（L

33、BNP1）的原理圖為了實現(xiàn)兩種負(fù)荷控制方式間的無擾切換,NPR中引入了SVNS和SVPS.正常運行時,SVNS3000r/min,SVPSPELPSF,切至轉(zhuǎn)速控制方式后SVNSNTPEL×K,SVPS0.其中NT為切換瞬間的機組實際轉(zhuǎn)速； PEL為切換瞬間的機組實際出力；K為轉(zhuǎn)速不等率,K0.15；PSF為一次調(diào)頻分量圖1-5 從負(fù)荷控制LBPR切至轉(zhuǎn)速控制LBNR瞬間的回路圖圖1-5描述的就是切換開始,設(shè)置命令SB發(fā)出后瞬間,控制回路為實現(xiàn)無擾切換所采取的措施.此時DEH發(fā)出脈沖信號,設(shè)置命令SB置為1,因此在轉(zhuǎn)速設(shè)定值功能頁中,目標(biāo)轉(zhuǎn)速NSSVNS,且速率限制塊此時處于快速跟蹤

34、狀態(tài),無延時的把NS值輸出成為NSV.而從上圖可知,在切換瞬間,SVPSNTPEL×K,所以NSVNSSVPSNTPEL×K.此時PI控制器的輸入偏差為：（NSVNT）×K4PEL （NTPEL×KNT）×KPEL0.而SB1的時候,轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器處于快速跟蹤狀態(tài),調(diào)節(jié)器的輸出SVYPIK×（K4×）YPIK×K4×0YPI切換前后,控制器的輸出沒有改變,所以切換是無擾的.等到切換的脈沖消失,SVNS恢復(fù)成正常值,SVNS3000 r/min,但NSV保持了切換瞬間將功率折算成頻差的轉(zhuǎn)速設(shè)定值,直到運行

35、人員再次輸入目標(biāo)轉(zhuǎn)速值.操作員設(shè)高轉(zhuǎn)速設(shè)定值,升負(fù)荷,反之降負(fù)荷.3）運行人員在OM從轉(zhuǎn)速控制LBNR切至負(fù)荷控制LBPR的分析運行人員在OM上發(fā)出切換至負(fù)荷控制的切換命令時,LBPRB1,NPR中的主要信號如下：·機組在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行LBPR（C1）1·機組不在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行LBNP（C2）0·機組負(fù)荷控制,LB1·C101上述開關(guān)信號狀態(tài)的轉(zhuǎn)變,使機組恢復(fù)到負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行（LBPP1）.運行人員通過手動設(shè)定目標(biāo)負(fù)荷來調(diào)整機組出力.此時的調(diào)節(jié)器的回路如圖1-6.圖1-6 從轉(zhuǎn)速控制LBNR切回負(fù)荷控制LBPR時的控制

36、原理圖由于機組在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器帶負(fù)荷運行時,一次調(diào)頻的作用是被切除的,而轉(zhuǎn)回負(fù)荷調(diào)節(jié)器帶負(fù)荷運行時,一次調(diào)頻限制回路立即投入,為了消除切換瞬間的負(fù)荷設(shè)定值的擾動,因此負(fù)荷設(shè)定值在切換瞬間需要扣除一次調(diào)頻分量.因此SVPS此時等于PELPSF.切換瞬間發(fā)出設(shè)置命令SB1,在目標(biāo)負(fù)荷設(shè)定功能頁中,PSV快速跟蹤PS,PSVPSSVPSPELPSF,并保存在設(shè)定值貯存器功能頁中.而C101,使得PI調(diào)節(jié)器的輸入端從轉(zhuǎn)速偏差切回負(fù)荷偏差.此時PI調(diào)節(jié)器的輸入端的偏差：SVPSPELPSF(PELPSFPEL)PSF0SB1,使得PI調(diào)節(jié)器處于快速跟蹤狀態(tài)：SVYPIK×YPI所以切換時是無擾動的

37、.1.2.4 一次調(diào)頻回路分析隨著大容量機組在電網(wǎng)中比例不斷增加和用戶對電能質(zhì)量要求的提高,電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性問題越來越被重視.并網(wǎng)機組的故障跳閘,會對電網(wǎng)頻率產(chǎn)生較大的沖擊,電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)以及自動發(fā)電控制（AGC）調(diào)節(jié)的滯后性將無法滿足電網(wǎng)穩(wěn)定運行的要求.入網(wǎng)機組一次調(diào)頻功能的有效投入,則可以彌補這一不足.因此目前并網(wǎng)機組基本上都要求投入一次調(diào)頻.SIEMENS型汽輪機DEH的一次調(diào)頻提供了一次調(diào)頻組件和一次調(diào)頻限制組件,前者用于滿足機組對電網(wǎng)頻率偏差的彌補,后者則在于保護汽輪機,限制調(diào)頻的幅度；前者由運行人員通過OM進行投切,后者是始終有效的.一次調(diào)頻由運行人員手動投切,并且只有機組處于負(fù)荷控制

38、方式下（LB1）才有效.當(dāng)退出負(fù)荷控制方式時,一次調(diào)頻會自動失效.由于實際中的頻率是很難穩(wěn)定的,為了避免一次調(diào)頻不斷動作,因此對一次調(diào)頻做了死區(qū),死區(qū)一般是兩轉(zhuǎn).但轉(zhuǎn)速偏離額定轉(zhuǎn)速（NNOM3000r/min）兩轉(zhuǎn)以上,轉(zhuǎn)速的偏差值（NSVNT）乘上不等率,將頻差信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)需要調(diào)整的負(fù)荷量以調(diào)節(jié)器前饋的方式疊加到負(fù)荷偏差中,并通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例前饋部件KDN直接作用于PI調(diào)節(jié)器輸出.當(dāng)電網(wǎng)頻率下降,并網(wǎng)的汽輪發(fā)電機組實際轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速,所以根據(jù)頻差計算出的一次調(diào)頻負(fù)荷分量是一個正的數(shù)值,即意味著機組需要加負(fù)荷.反之頻率升高,調(diào)頻風(fēng)量為負(fù)值,說明供大小于求,需要減少機組出力.圖1-7 一

39、次調(diào)頻特性曲線2）一次調(diào)頻限制及超馳一次調(diào)頻限制的目的是在電網(wǎng)出現(xiàn)大頻率偏差時,限制DEH的調(diào)頻的幅度,從而保護汽輪機.因此一次調(diào)頻限制的死區(qū)大于一次調(diào)頻的死區(qū),所以在機組正常調(diào)頻時,頻率限制不會啟動.只有頻率偏差過大時,超出了一次調(diào)頻限制的死區(qū),頻率限制開始發(fā)揮功能.此時頻差信號成為一個固定值,以此來限制一次調(diào)頻過調(diào)的問題.西門子機型設(shè)計邏輯帶有一次調(diào)頻超馳功能,在并網(wǎng)情況下,即使一次調(diào)頻不投入,網(wǎng)頻偏差超過0.5HZ時,該超馳環(huán)節(jié)動作,超馳調(diào)節(jié)汽機進汽量.1.3 機組甩負(fù)荷時的汽輪機控制由于發(fā)電機發(fā)出的電能是通過電網(wǎng)輸送給用戶.因此在機組正常運行時,如果發(fā)電機出口開關(guān)或升壓站的電網(wǎng)開關(guān)突然

40、跳閘,或電網(wǎng)輸電突然中斷,都將引起汽輪發(fā)電機組甩負(fù)荷.由于此時汽輪機的輸入能量遠大于其輸出能量,兩者能量的不平衡必將引起汽輪機轉(zhuǎn)速飛升.為了防止汽輪機超速,所有的DEH都設(shè)有防超速的安保系統(tǒng).傳統(tǒng)的以西屋機為代表的DEH系統(tǒng)一般都設(shè)有OPC回路,待汽輪機轉(zhuǎn)速升至3090r/min引起OPC動作后,調(diào)門的EH油壓泄去,調(diào)門快速關(guān)閉,從而達到防止汽輪機超速的目的.而西門子型DEH則采用與此完全不同的方式,它通過對機組甩負(fù)荷的識別,快關(guān)調(diào)門后,將機組從負(fù)荷控制切為轉(zhuǎn)速控制,既預(yù)防了汽輪機超速,又能在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后,維持汽輪機空負(fù)荷或帶廠用電運行.1.3.1甩負(fù)荷識別LAW甩負(fù)荷識別功能頁LAW把甩負(fù)荷分

41、為兩種方式,第一種方式是瞬時負(fù)荷中斷KU（所謂的短甩負(fù)荷）,機組的功率信號出現(xiàn)瞬時降低的負(fù)荷量超過甩負(fù)荷識別極限值GPLSP（瞬間降低功率值約為額定功率的40）,即可認(rèn)為機組發(fā)生瞬時負(fù)荷中斷KU.第二種方式是長甩負(fù)荷LAW,同時滿足以下四個條件觸發(fā)短甩負(fù)荷KU且延時2S后觸發(fā)5S定寬脈沖長甩負(fù)荷LAW信號：A、在發(fā)電機出口開關(guān)和主變高壓側(cè)開關(guān)閉合后延時3S內(nèi)B、實際負(fù)荷低于兩倍廠用電負(fù)荷的限值GP2EBC、實際負(fù)荷高于逆功率值GPNEGD、有效負(fù)荷設(shè)定值PSW實際負(fù)荷PEL的差值大于兩倍廠用電負(fù)荷的限值GP2EB瞬時負(fù)荷中斷信號KU為150ms定寬脈沖,該信號發(fā)出后,會快速關(guān)閉調(diào)門（KU并不直

42、接用于調(diào)門快關(guān),調(diào)門快關(guān)是由調(diào)門閥位和閥位指令偏差過大觸發(fā)的,有關(guān)調(diào)門的快關(guān)功能見閥門管理一節(jié)）,減少汽輪機的輸入能量,盡量降低汽輪機轉(zhuǎn)速可能的飛升量.但為了避免在短時間內(nèi)多次發(fā)生KU中斷,導(dǎo)致調(diào)門頻繁開關(guān),KU信號觸發(fā)后發(fā)7S定寬脈沖閉鎖RS觸發(fā)器復(fù)位端為1.長甩負(fù)荷LAW觸發(fā)后會切換機組運行方式為轉(zhuǎn)速控制器帶負(fù)荷運行,按照負(fù)荷-轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系,由操作員設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)速從而達到控制功率的目的.1.3.2 甩負(fù)荷后的DEH控制分析1）瞬時負(fù)荷中斷ku后的分析無論因何種原因（包括發(fā)電機出口開關(guān)或升壓站電網(wǎng)開關(guān)跳閘）導(dǎo)致機組瞬時負(fù)荷中斷,轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR功能頁中的C10開關(guān)量都將置0,即C100

43、,導(dǎo)致NPR處于轉(zhuǎn)速控制回路.此時的控制原理如圖1-8.圖1-8 負(fù)荷瞬時中斷后的控制原理此時PI的輸入端偏差：轉(zhuǎn)速設(shè)定值NTPEL.根據(jù)甩負(fù)荷前的控制方式,轉(zhuǎn)速設(shè)定值回路略有不同,如果當(dāng)時帶負(fù)荷運行（LB1）,C180,則轉(zhuǎn)速設(shè)定值NSV.NSV根據(jù)當(dāng)時的機組功率又有所不同,若實際功率小于最小負(fù)荷時,NSV3009r/min（同期轉(zhuǎn)速）；若大于最小負(fù)荷,NSV3000r/min.甩負(fù)荷前,如果機組不在帶負(fù)荷運行方式（LB0）,C181,則轉(zhuǎn)速設(shè)定值回路切至NNOM.總之,瞬時負(fù)荷中斷后,轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速控制回路起作用,轉(zhuǎn)速設(shè)定值為額定轉(zhuǎn)速NNOM或同期轉(zhuǎn)速NSYNC.由于甩負(fù)荷,實際轉(zhuǎn)

44、速肯定會有所上升,而且不可能出現(xiàn)逆功率,因此PI調(diào)節(jié)器的輸入偏差為負(fù)值,PI調(diào)節(jié)器在負(fù)偏差的作用下,輸出快速減到零.而調(diào)門的閥位控制回路會作用使其快速關(guān)閉.在調(diào)節(jié)和硬件回路雙管作用下,確保機組甩負(fù)荷后調(diào)門能迅速關(guān)閉,機組轉(zhuǎn)速不超速.在負(fù)荷瞬時中斷KU發(fā)出后,在甩負(fù)荷識別時間內(nèi),NPR回路不會發(fā)生任何切換,也不觸發(fā)設(shè)置命令（SB0）,因此在甩負(fù)荷識別LAW發(fā)出前若KU信號消失,則C101,NPR的控制回路切回原工況.所有的回路和設(shè)定值都不變.2）甩負(fù)荷LAW后的分析甩負(fù)荷信號LAW是電網(wǎng)脫扣,機組帶以轉(zhuǎn)速控制器帶負(fù)荷運行的方式帶廠用電運行.甩負(fù)荷前期的DEH處理就是負(fù)荷瞬時中斷后所做的處理.唯一

45、的區(qū)別在于,甩負(fù)荷LAW認(rèn)為負(fù)荷已中斷不可能恢復(fù),因此在甩負(fù)荷識別時間2S過后,發(fā)出甩負(fù)荷信號LAW后,NPR調(diào)節(jié)器會發(fā)生切換,發(fā)出設(shè)置命令（SB1）,NPR成為在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用下的帶負(fù)荷運行（LBNR1）.此時NPR調(diào)節(jié)器控制根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差換算得出的目標(biāo)負(fù)荷與實際負(fù)荷的偏差.換言之,在電網(wǎng)故障消除后,DEH不會自動恢復(fù)到事故前工況,只能維持機組在LAW后的狀態(tài).若機組未與電網(wǎng)解列,運行人員可以通過設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速來改變機組出力.設(shè)高目標(biāo)轉(zhuǎn)速,升負(fù)荷,否則降出力. 在機組與電網(wǎng)并上網(wǎng)以后可以在OM切換帶負(fù)荷運行方式,將DEH切至在負(fù)荷調(diào)節(jié)器作用下帶負(fù)荷運行（LBPR1）,重新設(shè)置目標(biāo)負(fù)荷來恢復(fù)機組出

46、力.1.4 主蒸汽壓力控制1.4.1 主汽壓力實際值PFD主蒸汽壓力的左右側(cè)兩組六個實際值PFD1-6直接讀入汽輪機調(diào)節(jié)器,在正常運行中,每組信號三取中,然后兩組三取中信號再經(jīng)過取小得出主汽壓力實際值PFD輸出到主蒸汽壓力設(shè)定值子模塊FDS、主蒸汽壓力調(diào)節(jié)器子模塊FDPR和機組協(xié)調(diào)器BLE,并顯示在OM上.模塊會監(jiān)視每組三個主蒸汽壓力實際值是否失效或偏差過大,并將失效信息輸出到OM系統(tǒng).一個實際值失效或偏差過大,選用剩下兩個值的大值輸出；兩個實際值值失效,選用未失效實際值；三個實際值均失效,選用替代值SV.1.4.2 主汽壓力設(shè)定值FDS正常情況下,主汽壓力設(shè)定值FDS來自機組協(xié)調(diào)BLE的滑壓

47、曲線,并在DEH的OM上.如果壓力設(shè)定值信號傳遞有故障,那么FDSFG0,C10,使最后從DCS的協(xié)調(diào)傳遞過來的主汽壓力設(shè)定值被保存,同時在OM上顯示主汽壓力設(shè)定值故障信息STFDSX.主汽壓力設(shè)定值FDS經(jīng)過設(shè)定值調(diào)節(jié)器的速率限制后形成延時的主汽壓力設(shè)定值FDSV,FDSV也顯示在OM.主汽壓力設(shè)定值變化的速率由參數(shù)FDSVG決定.延時主汽壓力設(shè)定值FDSV減去主汽壓力實際值就成為主汽壓力控制偏差FDXW,并輸出到限制壓力/初始壓力切換子模塊GDVD和負(fù)荷設(shè)定值子模塊PS中.延時主汽壓力設(shè)定值FDSV疊加上限壓方式設(shè)定值偏差DGD成為修正過的延時主汽壓力設(shè)定值FDSVK,應(yīng)用于主汽壓力調(diào)節(jié)器

48、子模塊FDPR.1.4.3 主汽壓力調(diào)節(jié)器FDPR主汽壓力調(diào)節(jié)器是一個PI型調(diào)節(jié)器,其輸入偏差是修正的延時主汽設(shè)定值減去實際壓力即FDSVKPFD.PI的輸出指令經(jīng)過高、低幅限制后,輸出YFDPR到設(shè)定值形成OSB功能頁.調(diào)節(jié)器輸出的上限是校正過的主汽壓力PFDK的函數(shù).下限則取決于發(fā)電機出口開關(guān)和電網(wǎng)開關(guān)的合閘信號GLSE.機組并網(wǎng)前,GLSE0,限制值是YFDPG1；并網(wǎng)后,轉(zhuǎn)換到限值2 YFDPG2.主汽壓力調(diào)節(jié)器無效時,調(diào)節(jié)器快速跟蹤.跟蹤值SVYRK×（PFDFDSVX）,YR是OSB功能頁的中央小選功能頁輸出值.這使主汽壓力調(diào)節(jié)器有效的斷開作用.但主汽壓力一旦低于允許值之

49、下,控制偏差就是負(fù)的.主汽壓力調(diào)節(jié)器立刻有效,并適當(dāng)關(guān)閉調(diào)門,使壓力不再下降.1.4.4 限壓/初壓模式及兩者間的切換分析取決于電廠機組的運行模式,主汽壓力調(diào)節(jié)器可以選用壓力限制控制方式或初始壓力控制方式.在壓力限制模式中,汽機側(cè)調(diào)整機組負(fù)荷,鍋爐跟隨調(diào)節(jié)主汽壓力.此時壓力調(diào)節(jié)器是無效的,它快速跟蹤進汽設(shè)定值OSB的輸出YR,隨時處于備用狀態(tài),一旦主汽壓力和壓力設(shè)定值偏差過大時,壓力調(diào)節(jié)器即可投入作用,關(guān)小調(diào)門,維持機前壓力.而在初壓模式中,鍋爐側(cè)調(diào)節(jié)機組負(fù)荷,汽輪機跟隨調(diào)節(jié)主汽壓力.此時壓力調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用.限壓/初壓方式可以通過OM系統(tǒng)手動執(zhí)行.1）限壓方式（GDE）DEH側(cè)投入限壓方式條件

50、包括:1.機組退出負(fù)荷控制（LB0）;2.運行人員在OM上手動切換;3.執(zhí)行汽輪機停機的程控指令;4.DCS側(cè)限壓方式請求.其中DCS側(cè)限壓方式請求包括:a.DEH來汽機在限壓方式,此項為DEH側(cè)投限壓方式后選擇DCS側(cè)預(yù)選塊在限壓方式;b.高旁未全關(guān),且高旁不在B方式;c.鍋爐主控投自動.限壓方式下有效的調(diào)節(jié)器是負(fù)荷調(diào)節(jié)器,壓力調(diào)節(jié)器處于跟蹤方式.壓力調(diào)節(jié)器輸出Y：Y=YP+YIYP:調(diào)節(jié)器比例部分,YP=XD*FDPRKP;XD:控制偏差,XD=X-W;X:主汽壓力實際值PFD;W:主汽壓力設(shè)定值,GDE=1時,W=FDSV+DGDDGD:壓力偏置,內(nèi)置值為-10bar;YI:積分部分,

51、S=1,YI=SV+DY;不在初壓模式,且主汽壓力控制器小選未選中,此時S=1DY:設(shè)定值偏置,DY=XD*XDK,上/下限幅,上限D(zhuǎn)U=0.08,下限D(zhuǎn)L=0.002, 0.08=16*XD,即XD=0.005,即主汽壓力PFD比壓力設(shè)定值FDSV小8.65bar以內(nèi)達上限D(zhuǎn)U,小10.03375bar以上達下限D(zhuǎn)L.由上式可見,DGD是在限壓方式下,為了保證主汽壓力調(diào)節(jié)器不啟作用而在主汽壓力設(shè)定值上附加的偏置值. 若主汽壓力實際值與主汽壓力設(shè)定值偏差超過附加偏置值-DGD,主汽壓力調(diào)節(jié)器積分部分設(shè)定值偏置達下限D(zhuǎn)L 0.002,此時為防止主汽壓力下跌過大,主汽壓力調(diào)節(jié)器將啟作用,直到調(diào)節(jié)主

52、汽壓力恢復(fù)至與壓力設(shè)定值偏差小于-DGD,負(fù)荷調(diào)節(jié)器重新啟作用,在這種狀態(tài)下限壓/初壓方式不會自動切換.為了避免因壓力偏差過大導(dǎo)致主汽壓力調(diào)節(jié)器啟作用,在限壓/初壓方式切換GDVD功能頁中還設(shè)有壓力偏差監(jiān)視回路.一旦實際壓力PFD和延時主汽壓力設(shè)定值FDSV之間的差值FDXW小于壓力限值GWGDER（內(nèi)置值為-8bar）,DEH在OM發(fā)出“達到限值壓力”（Limit Press Reached）報警,同時報警GDER信號送至負(fù)荷設(shè)定PS功能頁中,閉鎖負(fù)荷設(shè)定值的上升,避免主汽壓力繼續(xù)下降.2）初壓方式（VDE）DEH側(cè)投入初壓方式條件包括:1.運行人員在OM上手動切換;2.汽輪機順控第34步,

53、高旁全關(guān)后,自動投入初壓方式;3.DCS側(cè)初壓方式請求.其中DCS側(cè)初壓方式請求包括:a.鍋爐主控在手動方式且高旁全關(guān);b.鍋爐RUN BACK且高旁全關(guān);c.DEH來汽機在初壓方式且高旁全關(guān),此項為DEH側(cè)投初壓方式,預(yù)選DCS側(cè)預(yù)選塊在初壓方式,同時切除鍋爐主控自動;4.高旁不在B方式且此時在高旁全關(guān)5S脈沖內(nèi).限壓切換至初壓時,壓力調(diào)節(jié)器回路由DGD偏置切換至0,設(shè)定值偏置DY達下限D(zhuǎn)L,而同時負(fù)荷調(diào)節(jié)器附加DVD20.8MW的正偏置.DVD被送至轉(zhuǎn)速/負(fù)荷調(diào)節(jié)器NPR的負(fù)荷設(shè)定值形成回路中.負(fù)荷調(diào)節(jié)器的輸入偏差：PSWDVDPEL.由于DVD偏差的存在,負(fù)荷調(diào)節(jié)器的輸出上升,直至達到Y(jié)

54、U上限, YUYR+PIRDY-N410-KPS2Y.中央小選模塊選中壓力調(diào)節(jié)器的輸出,壓力調(diào)節(jié)器有效.OSB中發(fā)出壓力調(diào)節(jié)器有效信號FDPRIE,并送至負(fù)荷設(shè)定值PS功能頁,負(fù)荷設(shè)定值開始跟蹤實際負(fù)荷.1.5 保護高壓葉片的限制調(diào)節(jié)器汽輪機的高壓葉片作用在高溫高壓環(huán)境中,除承受巨大的離心力外,還要承受熱應(yīng)力.因此SIEMENS DEH的調(diào)節(jié)器中專門設(shè)置了保護高壓葉片的高壓葉片溫度限制調(diào)節(jié)器和高壓葉片壓力限制調(diào)節(jié)器.在高壓葉片區(qū)域的溫度或壓力測點監(jiān)視到汽輪機可能存在風(fēng)險時,調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用,開始調(diào)整高、中壓調(diào)門的開度來改變高壓缸的進汽量或進汽壓力,從而保證葉片安全.這兩個調(diào)節(jié)器由汽輪機自啟動程控

55、在第三步中投入.1.5.1 高排溫度限制調(diào)節(jié)器HATR在機組啟動、甩負(fù)荷或其它異常工況下,由于高壓缸進汽量的減少,導(dǎo)致高壓缸未幾級葉片在高速旋轉(zhuǎn)下摩擦產(chǎn)生的高溫得不到有效的冷卻,葉片可能產(chǎn)生超出許用范圍的熱應(yīng)力和差脹,為此DEH專門設(shè)置了高排溫度限制調(diào)節(jié)器,通過限制中調(diào)門的開度來增加高壓缸的進汽量,從而避免高壓缸長葉片區(qū)域的蒸汽溫度超過最大許可值.高排溫度限制調(diào)節(jié)器是一個PI調(diào)節(jié)器.DEH用高壓缸（12級后）的蒸汽溫度MAA50CT015/016/017表示長葉片溫度；用高壓內(nèi)缸壁溫MAA50CT011/012/013代表高壓轉(zhuǎn)子溫度,轉(zhuǎn)子溫度和葉片溫度的溫差再乘以1作為調(diào)節(jié)器的輸入偏差.調(diào)節(jié)

56、器的輸出值經(jīng)雙向限幅,調(diào)節(jié)器的輸出YHATR始終大于零,送至進汽設(shè)定值形成功能頁OSB.當(dāng)葉片溫度升高,偏差增大,限制調(diào)節(jié)器的輸出YHATR為正.OSB在送給中壓調(diào)門的指令中減去YHATR,從而關(guān)小中壓調(diào)門,達到增加高壓缸進汽的目的.而且OM 上的HP EXT TEMP CTRL ACTHATRIE燈亮.高壓葉片和轉(zhuǎn)子的溫差為負(fù)時,由于調(diào)節(jié)器輸出限幅的作用,YHATR0,不對中調(diào)門進行限制.在以下情況下,高排溫度限制調(diào)節(jié)器處于跟蹤狀態(tài),保持當(dāng)前值.·限壓方式下（GDE）,主汽壓力調(diào)節(jié)器有效FDPRIE·汽輪機啟動裝置有效TABIE,即TAB起作用時·高排溫度限制調(diào)

57、節(jié)器無效YHATR值等于零,或者運行人員在OM手動退出調(diào)節(jié)器的投入子環(huán)都將使高排溫度限制調(diào)節(jié)器無效.此時OM上的HP EXT TEMP CTRL ACTHATRIE燈不亮,YHATR值強制為0.葉片溫度與轉(zhuǎn)子溫度的差值還用于高排溫度保護：>-15,報警,關(guān)高調(diào)門切高壓缸,開高排通風(fēng)閥；>-10,警告；>0,ETS動作,汽輪機跳閘.高壓缸切除后,只有機組負(fù)荷大于100MW且高壓葉片溫度小于515兩個條件都滿足,自動投入SGC OPEN HPTURB的程控,恢復(fù)高壓缸進汽運行.圖1-9 高壓轉(zhuǎn)子溫度與高壓葉片溫度的限制曲線1.5.2 高壓葉片壓力限制調(diào)節(jié)器HBDR機組帶旁路啟動時,在沖轉(zhuǎn)初期隨著高調(diào)門打開,蒸汽進入汽機與高壓轉(zhuǎn)子接觸.初期由于蒸汽溫度高于汽機金屬部件溫度,因此蒸汽遇冷凝結(jié)會產(chǎn)生強烈的熱交換.而飽和蒸汽溫度取決于蒸汽壓力.因此當(dāng)高壓缸排汽壓力比較高時,其相應(yīng)的飽和蒸汽溫度也高就會導(dǎo)致受監(jiān)視的部件中產(chǎn)生不允許的溫度梯度（溫差）.為此需要對高壓葉片壓力進行限制,限制汽機啟動初期（沖轉(zhuǎn)、暖機前）的高調(diào)門閥位.高壓葉片壓力限制調(diào)節(jié)器也是PI結(jié)構(gòu),它是高壓汽缸部件平均溫度和許用溫差的函數(shù),隨著溫度的升高,它的介入逐漸減少.高壓葉片壓力限制調(diào)節(jié)器工作時,將對高調(diào)門的指令進行限制,汽機升速所需的動力只能依靠中調(diào)門的開啟獲得.而高壓蒸