機(jī)組DEH控制系統(tǒng)高壓調(diào)門(mén)抖動(dòng)分析及處理

1、600MW機(jī)組DEH控制系統(tǒng)高壓調(diào)門(mén)抖動(dòng)分析及處理發(fā)表時(shí)間:2003-10-9作者：李晉摘要：    揚(yáng)州第二發(fā)電廠一期工程安裝了2臺(tái)600MW機(jī)組，其中汽輪發(fā)電機(jī)組是西屋公司的亞臨界一次中間再熱機(jī)組。汽機(jī)控制系統(tǒng)為DEH MOD 型。2套DEH控制系統(tǒng)分別隨機(jī)組在1999年10月和2000年6月投運(yùn)。在系統(tǒng)安裝、調(diào)試、維護(hù)過(guò)程中，汽機(jī)高壓調(diào)門(mén)(高調(diào)門(mén))出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，后采取了有針對(duì)性的處理措施，問(wèn)題得以解決，保證了汽機(jī)的安全運(yùn)行。1  調(diào)門(mén)控制回路    揚(yáng)州第二發(fā)電廠DEH系統(tǒng)的調(diào)門(mén)控制回路采用了典型的西屋設(shè)計(jì)(圖1)。在

2、手動(dòng)柜中共有10塊MVP卡件，2塊用于主汽門(mén)控制，4塊用于高調(diào)門(mén)控制，4塊用于中調(diào)門(mén)控制，此外還有2塊MPP卡件用于MVP和“8635”總線的通訊。    調(diào)門(mén)控制回路各部件介紹如下：    (1)“INFO CENTER”是1個(gè)由多個(gè)接插件構(gòu)成的連接底板，布置在手動(dòng)柜內(nèi)，通過(guò)硬接線方式可以將手動(dòng)或自動(dòng)的控制指令傳送到MPP/MVP執(zhí)行。    (2)“8635”實(shí)際上是連接MDX卡件(CPU)與MPP卡件的通訊卡件，采用的是RS422通訊串口，其中主要包含了MVP卡件地址、字節(jié)長(zhǎng)度、開(kāi)度指令、修正、奇偶

3、校驗(yàn)等通訊內(nèi)容，通過(guò)“8635”總線將DPU的控制信號(hào)送到MVP/MPP卡件去執(zhí)行，并將閥位開(kāi)度等信號(hào)送回到DPU。    (3)手動(dòng)盤(pán)“MANUAL PANEL”布置在集控室內(nèi)，為緊急情況下操作員手動(dòng)控制汽輪機(jī)提供了接口。    (4)MPP卡(BACKPLANE ACCESS CARD)作為RS422串口的另一端，將自動(dòng)控制指令進(jìn)行適當(dāng)處理后送到對(duì)應(yīng)的MVP卡，或?qū)⑹謩?dòng)控制信號(hào)通過(guò)相關(guān)的硬接線送到MVP卡。    (5)MVP(SERVO VALVE POSITION CONTROLLER)卡件負(fù)責(zé)接

4、收指令信號(hào)，在內(nèi)部的PI回路中進(jìn)行處理，根據(jù)實(shí)際開(kāi)度和閥門(mén)指令對(duì)調(diào)門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將調(diào)門(mén)開(kāi)度信號(hào)反饋到數(shù)據(jù)總線上。    (6)MOOG閥和LVDT分別起到執(zhí)行調(diào)門(mén)控制指令和反饋調(diào)門(mén)開(kāi)度的作用。MOOG閥有2組線圈，正常工作時(shí)同時(shí)接收控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。LVDT是線位移差動(dòng)變壓器，一次線圈由MVP卡件輸出的5V電壓驅(qū)動(dòng)，為了防止干擾，疊加了1000Hz的正弦波交流信號(hào)，2組次級(jí)線圈感應(yīng)電壓的差壓反映閥門(mén)的開(kāi)度信號(hào)，其數(shù)值送到MVP的相關(guān)電路進(jìn)行處理。2  故障現(xiàn)象及其處理2.1  高壓調(diào)門(mén)開(kāi)度突變及其處理2.1.1  現(xiàn)象 &#

5、160;  (1)1號(hào)機(jī)組2號(hào)高調(diào)門(mén)開(kāi)度突變，機(jī)組負(fù)荷從508MW突變到495MW，而后開(kāi)度又瞬間恢復(fù)；隨后2號(hào)高調(diào)門(mén)開(kāi)度發(fā)生多次大幅度躍變，而其它參數(shù)正常。    (2)同日，2號(hào)高調(diào)門(mén)開(kāi)度由43.8突變?yōu)?0.7，并且在CRT上的閥門(mén)框棒狀圖變紅報(bào)警，就地檢查發(fā)現(xiàn)，2號(hào)高調(diào)門(mén)已開(kāi)至100。    (3)2號(hào)高調(diào)門(mén)就地突然開(kāi)啟，然后又迅速關(guān)到與其它調(diào)門(mén)一致(37)，CRT上的閥門(mén)框棒狀圖變紅報(bào)警隨調(diào)門(mén)開(kāi)度恢復(fù)而消失。    (4)l號(hào)機(jī)組2號(hào)高調(diào)門(mén)由11突變到60，機(jī)組負(fù)荷從300MW突變到3

6、60MW，引起鍋爐主汽壓和汽包水位變化。2.1.2  檢查和處理    (1)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)2號(hào)高調(diào)門(mén)控制回路的各處接線進(jìn)行了檢查，均無(wú)明顯異常，對(duì)卡件進(jìn)行多次復(fù)位均無(wú)效。    (2)結(jié)合停機(jī)對(duì)此故障進(jìn)行檢查和處理。此前初步分析為MVP卡件故障，于是更換了MVP卡。汽機(jī)復(fù)位后準(zhǔn)備調(diào)試MVP卡，在調(diào)試中觀察CRT畫(huà)面，發(fā)現(xiàn)2號(hào)高調(diào)門(mén)零位正常，但滿度最大只能達(dá)到50，而在DPU的接線端子處測(cè)量LVDT二次線圈電壓(DC)分別為3.4V和1.6V(對(duì)應(yīng)實(shí)際開(kāi)度為100)。為了確定故障原因，又將原來(lái)的MVP卡換上，情況與前相同。&

7、#160;   (3)將2號(hào)高調(diào)門(mén)與4號(hào)高調(diào)門(mén)的MVP卡連接插頭對(duì)調(diào)，同樣的故障現(xiàn)象又出現(xiàn)在4號(hào)高調(diào)門(mén)上。至此即確認(rèn)柜內(nèi)預(yù)制電纜有問(wèn)題。    (4)對(duì)手動(dòng)柜內(nèi)預(yù)制電纜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)LVDT二次線圈確有1根線接觸不好。于是重新在手動(dòng)柜內(nèi)敷設(shè)1根連接導(dǎo)線，對(duì)MVP卡進(jìn)行了調(diào)試，使2號(hào)高調(diào)門(mén)的抖動(dòng)故障得到徹底處理。2.2  高壓調(diào)門(mén)抖動(dòng)及其處理2.2.1  現(xiàn)象    (1)在1機(jī)組投運(yùn)后，3號(hào)高調(diào)門(mén)經(jīng)常出現(xiàn)抖動(dòng)的現(xiàn)象，導(dǎo)致閥門(mén)管理方式由順序閥跳為單閥方式，引起機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)。其間檢查了控制回路的各段

8、連接電纜，對(duì)MVP卡進(jìn)行了更換、調(diào)整，但未能消除抖動(dòng)現(xiàn)象。    (2)利用機(jī)組小修，對(duì)4只高調(diào)門(mén)中間接線盒到MOOG閥端子盒的電纜進(jìn)行了更換，同時(shí)還更換了3號(hào)高調(diào)門(mén)中間接線盒到DPU機(jī)柜的電纜。在小修結(jié)束進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試時(shí)3號(hào)高調(diào)門(mén)仍然抖動(dòng)，幅度在3左右，而1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)高調(diào)門(mén)穩(wěn)定。    (3)為進(jìn)一步分析問(wèn)題，嘗試將3號(hào)高調(diào)門(mén)的MOOG閥線圈解除1機(jī)組，結(jié)果3號(hào)高調(diào)門(mén)的抖動(dòng)現(xiàn)象基本消除。    (4)在正常運(yùn)行約2天后，2號(hào)高調(diào)門(mén)開(kāi)始抖動(dòng)，幅度在2左右。對(duì)2號(hào)高調(diào)門(mén)的接線進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。解除2號(hào)

9、高調(diào)門(mén)的1組MOOG線圈，抖動(dòng)現(xiàn)象消失。其它調(diào)門(mén)未出現(xiàn)抖動(dòng)。    (5)在運(yùn)行數(shù)天后，又出現(xiàn)4號(hào)高調(diào)門(mén)抖動(dòng)，抖動(dòng)幅度在3左右，在升降負(fù)荷過(guò)程中，抖動(dòng)會(huì)短暫消失，嘗試解除4號(hào)高調(diào)門(mén)的l組MOOG線圈，抖動(dòng)現(xiàn)象消失。    (6)同樣在運(yùn)行2天后，發(fā)現(xiàn)1號(hào)高調(diào)門(mén)也開(kāi)始抖動(dòng)，抖動(dòng)幅度在3左右，在升降負(fù)荷過(guò)程中，抖動(dòng)會(huì)短暫消失。隨后，解除1號(hào)高調(diào)門(mén)的1組MOOG線圈，抖動(dòng)現(xiàn)象消失。2.2.2  處理過(guò)程    首先，對(duì)各個(gè)調(diào)門(mén)的LVDT和MOOG閥的參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量，數(shù)據(jù)均在正常范圍內(nèi)，同時(shí)檢查了各處連

10、接電纜，未有明顯異常。按照該系統(tǒng)單點(diǎn)接地的原則，對(duì)原來(lái)不規(guī)范的接地點(diǎn)進(jìn)行了整改，但抖動(dòng)現(xiàn)象依然存在。依次解除每只調(diào)門(mén)的1組MOOG線圈，保留單線圈控制，調(diào)門(mén)抖動(dòng)現(xiàn)象消除。3  高壓調(diào)門(mén)抖動(dòng)原因及分析    結(jié)合上文從控制回路的角度分析，高調(diào)門(mén)抖動(dòng)的原因大致有以下幾種。    (1)控制回路中接線、連接電纜故障(如機(jī)柜內(nèi)部的預(yù)制電纜斷開(kāi)故障)，引起信號(hào)抖動(dòng)，致使調(diào)門(mén)抖動(dòng)。此類故障現(xiàn)象比較明顯，容易判斷。    (2)外部干擾串入控制回路，導(dǎo)致控制回路輸出信號(hào)不穩(wěn)定，如外界電磁波引起的頻率干擾。例如

11、：2002年11月對(duì)4號(hào)高調(diào)門(mén)作處理時(shí)，已經(jīng)將4號(hào)高調(diào)門(mén)的EH進(jìn)油門(mén)隔死，但CRT上的4號(hào)高調(diào)門(mén)開(kāi)度反饋卻出現(xiàn)10左右突跳的異常情況，實(shí)際上此時(shí)就地調(diào)門(mén)并未動(dòng)作。檢查電纜、接線均未有明顯故障。分析原因，認(rèn)為由于LVDT的一次線圈信號(hào)的工作頻率是1kHz，如果干擾信號(hào)與工作頻率之間形成諧振，就會(huì)造成LVDT反饋到MVP卡件的信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致卡件輸出波動(dòng)。所以要采用更有效的屏蔽、接地等抗干擾的措施。    (3)由圖2可知，MOOG閥的2組線圈是冗余配置的，其中任意1組故障后，另外1組仍然能夠維持工作。而從MVP卡件的線路圖中分析，這2組線圈在輸出回路中是并聯(lián)關(guān)系。M

12、VP卡的驅(qū)動(dòng)輸出接近于電流源，原來(lái)須分別負(fù)載2組線圈上的工作電流，當(dāng)解除其中1組后使電流源負(fù)載減輕50，因此相對(duì)原來(lái)2組線圈而言工作更加穩(wěn)定，對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力得到加強(qiáng)，但這樣做降低了回路的可靠性?，F(xiàn)場(chǎng)的這種干擾對(duì)于每個(gè)調(diào)門(mén)控制回路上的作用基本相同。當(dāng)解除全部MOOG閥的冗余線圈后，加強(qiáng)對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力，調(diào)門(mén)才能夠穩(wěn)定工作。    上述處理方法犧牲了回路的冗余程度，從某種意義上降低了可靠性。但是因?yàn)樵璂EH系統(tǒng)的硬件無(wú)法有效抑制現(xiàn)場(chǎng)疊加的隨機(jī)干擾，故用犧牲冗余度來(lái)克服干擾引起的調(diào)門(mén)抖動(dòng)也是為保證汽機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行不得已的選擇。對(duì)此，應(yīng)用抗干擾能力更強(qiáng)的伺服閥驅(qū)動(dòng)卡替代現(xiàn)在的MVP卡，同時(shí)滿足抗干擾和冗余輸出的要求。    (4)MVP卡件的增益以及其它參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、MVP卡件調(diào)整不當(dāng)、MOOG閥線圈的極性等也