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1、Mark-V 控制系統(tǒng)電子超速保護(hù)李永樹(shù)喇二發(fā)電廠技術(shù)辦2000 年 12 月 20 日Mark-V 控制系統(tǒng)電子超速保護(hù)李永樹(shù) （喇二發(fā)電廠技術(shù)辦） 【摘 要】【關(guān)鍵詞】燃?xì)廨啓C(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)是為了保證燃?xì)廨啓C(jī)在超速的危險(xiǎn)情況下切斷燃料供應(yīng)，防止機(jī)毀人亡事故的 發(fā)生，所以，超速保護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)非常重要的系統(tǒng)。燃?xì)廨啓C(jī)除了廠家提供的機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)（如超速 螺栓機(jī)構(gòu)）以外，還有就是由控制系統(tǒng)提供的電子超速保護(hù)系統(tǒng)。下面以Mark-V控制系統(tǒng)為例，對(duì)Mark-V 控制系統(tǒng)的電子超速保護(hù)系統(tǒng)作一簡(jiǎn)介。電子超速保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成Mark-V 控制系統(tǒng)為不多于兩個(gè)軸的燃?xì)馔钙教峁┝藘商椎匚幌嗤碾娮映俦Ｗo(hù)系

2、統(tǒng)：主超速和緊急 超速保護(hù)系統(tǒng)。這兩個(gè)電子超速保護(hù)系統(tǒng)是作為由透平賣主提供的機(jī)械超速保護(hù)系統(tǒng)（如機(jī)械超速螺栓機(jī) 構(gòu)）之外的保護(hù)系統(tǒng)。主超速檢測(cè)和跳閘啟動(dòng)是利用主透平軸速度傳感器的信號(hào)，通過(guò)在控制處理器CSP中的超速檢測(cè)BBL 程序而完成的，控制常數(shù)定義程序的跳閘設(shè)定點(diǎn)。磁性速度探測(cè)器脈沖通過(guò)I/O卡進(jìn)行濾波和標(biāo)定。當(dāng)所 標(biāo)定的透平速度信號(hào)超過(guò)一個(gè)控制常數(shù)設(shè)定點(diǎn)，CSP超速程序啟動(dòng)一個(gè)透平跳閘信號(hào)。設(shè)計(jì)用于代替機(jī)械超速機(jī)構(gòu)的緊急超速保護(hù)，是通過(guò)在P模塊中的保護(hù)處理器來(lái)完成。緊急超速保 護(hù)是完全獨(dú)立于主超速保護(hù)之外的。透平超速保護(hù)速度探測(cè)器通常連接到P模塊的PTBA端子板上，如果 透平超速保護(hù)速度

3、探測(cè)器不使用，主軸速度探測(cè)器能夠并聯(lián)到緊急超速探測(cè)器的輸入點(diǎn)上。Mark-V的速度檢測(cè)速度檢測(cè)是通過(guò)磁性速度探測(cè)器來(lái)感應(yīng)的，磁性速度探測(cè)器安裝靠近一個(gè)安裝在透平軸上的多齒輪， 當(dāng)多齒輪通過(guò)環(huán)繞在速度探測(cè)器周圍的磁場(chǎng)時(shí)，磁性速度探測(cè)器產(chǎn)生電壓脈沖。軸速度探測(cè)器的脈沖的頻 率多少是依靠在反饋輪上齒的數(shù)量，也就是軸的RPM。大多數(shù)的重型燃?xì)廨啓C(jī)所使用的磁性速度傳感器帶 有一個(gè)60齒的速度感應(yīng)輪。在這種情況下，每圈60個(gè)脈沖，所以速度信號(hào)的頻率等于軸的RPM（lHz=lRPM）。 許多的蒸汽輪機(jī)所使用的磁速度傳感器帶有一個(gè)160齒的速度感應(yīng)輪，這樣2.667Hz=lRPM。Mark-V的I/O 卡標(biāo)定

4、主速度反饋信號(hào)為一個(gè)額定軸速的百分?jǐn)?shù)， 額定軸速度是透平設(shè)計(jì)進(jìn)行運(yùn)行的速度，不一定是最 高但可能是最大軸速度。Mark-V能夠接受有效頻率范圍在220000 Hz標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)源或可選的有源速度探測(cè)器。靈敏度為2Hz, 對(duì)60個(gè)齒的輪是2rpm，電壓脈沖峰到峰值為0.033V，這個(gè)電壓值在無(wú)其他外部探測(cè)設(shè)備的情況下可認(rèn)為 透平的速度值為零。 Mark-V 控制盤要求連到它的 I/O 端子板上的速度信號(hào)不能有偏置量，如果一個(gè)速度 信號(hào)有直流偏置量，信號(hào)必須進(jìn)行調(diào)整，將直流偏置量去掉。速度反饋信號(hào)一般被標(biāo)定為額定設(shè)計(jì)速度的百分?jǐn)?shù)，這個(gè)額定速度不一定是正常運(yùn)行速度。例如，額 定設(shè)計(jì)速度與它的正常運(yùn)行速度不

5、同的透平是6 型重型單軸燃?xì)廨啓C(jī)，它通過(guò)一個(gè)齒輪箱作為一臺(tái)發(fā)電機(jī) 的主動(dòng)力的設(shè)備，為了運(yùn)行在一個(gè)同期速度，輸入到齒輪箱的速度必須在5196RPM，但6型重型單軸燃?xì)?輪機(jī)的額定設(shè)計(jì)速度是5100RPM。所以，所標(biāo)定的主速度反饋信號(hào)和所標(biāo)定的緊急速度反饋信號(hào)可能與高 速軸速度的百分?jǐn)?shù)不一定值相同。電子主超速保護(hù)主透平速度探測(cè)器分別連接到每個(gè)控制器6號(hào)位置的用于脈沖速率輸入的QTBA I/O卡上，這樣，每 個(gè)控制器都擁有它自己的獨(dú)立的軸速度探測(cè)器。來(lái)自每個(gè)主軸速度探測(cè)器的頻率信號(hào)通過(guò)在每個(gè)控制處理 器的TCQA卡的I/O構(gòu)成軟件轉(zhuǎn)換成正常運(yùn)行轉(zhuǎn)速的一個(gè)百分?jǐn)?shù)?！罢＿\(yùn)行速度”的定義是在I/O構(gòu)成器

6、 的TCQA卡“脈沖速率定義”屏幕上進(jìn)行的。（TCQA卡，屏幕17/21）為輸入的“最大脈沖速率”（100%額定值）所定義的頻率是輸入頻率等于正常運(yùn)行透平速度。這個(gè)值 必須以頻率來(lái)表達(dá)而不是RPM；這個(gè)輸入頻率多少依賴于輸入設(shè)備的類型和在速度感應(yīng)輪上的齒的數(shù)量。 每個(gè)處理器用計(jì)數(shù)法來(lái)標(biāo)定的速度反饋信號(hào)傳送到其它的控制處理器，而且也傳到通訊處理器C，然后，每 個(gè)控制器通過(guò)選擇三個(gè)值中的一個(gè)中間值進(jìn)行“表決”，并將所表決出的值用于CSP的程序執(zhí)行?！翱刂茢?shù) 據(jù)庫(kù)”（CDB）中高速透平軸速度的“點(diǎn)名稱”幾乎總是“TNH”，而且它的值也總是被表達(dá)成正常運(yùn)行速度 的百分?jǐn)?shù)?！癟NH”的表決值用在每個(gè)控制

7、處理器的CSP的超速探測(cè)BBL程序中，如果所表決的“TNH”值超過(guò) 來(lái)自控制常數(shù)列表文件中的主超速跳閘設(shè)定值（通常是TNKHOS并以正常運(yùn)行速度的百分?jǐn)?shù)來(lái)表達(dá)），處理 器將表決發(fā)出一個(gè)跳閘信號(hào)并通過(guò)跳閘繼電器跳閘透平。相對(duì)于所有的控制常數(shù)，透平主超速值控制常數(shù) 是由透平賣主確定的，沒(méi)用工廠的同意不應(yīng)該被修改。電子緊急超速保護(hù)緊急超速保護(hù)是由Mark-V控制盤提供的用于代替機(jī)械超速機(jī)構(gòu)（如一個(gè)超速螺栓），即使當(dāng)一個(gè)超 速螺栓被使用時(shí)，高速軸緊急超速保護(hù)功能必須有一個(gè)速度反饋信號(hào)，因?yàn)樗鼘⒁恢逼鹱饔谩Ｈ绻退佥S 緊急速度保護(hù)是不需要的，可通過(guò)設(shè)定I/O構(gòu)成常數(shù)超速設(shè)定值和將硬跳線設(shè)置為零而停用它。

8、在TMR或 簡(jiǎn)單型的應(yīng)用中，必須有三個(gè)高速軸速度反饋信號(hào)用于緊急超速保護(hù)。如果沒(méi)使用三個(gè)獨(dú)立的緊急超速速 度探測(cè)器，主軸速度反饋信號(hào)可以并接到緊急速度反饋信號(hào)的輸入端。在R、S、T的每個(gè)TCEA卡上的控制處理器，只有當(dāng)I/O構(gòu)成超速設(shè)定值和硬件跳線設(shè)定值必須通過(guò) 的情況下才能達(dá)到“準(zhǔn)備運(yùn)行”狀態(tài)（在LCC卡屏幕上的頭兩個(gè)字母瞬間顯示“A7”）。高速軸緊急超速設(shè) 定值（而且也是TCEA卡高速軸緊急超速硬件跳線設(shè)定值）是由透平賣主確定的而且未經(jīng)同意不應(yīng)被修改。 它可用顯示在I/O構(gòu)成器屏幕上的公式計(jì)算出來(lái)。來(lái)自感測(cè)設(shè)備的速度反饋頻率被標(biāo)定成與額定設(shè)計(jì)速度信號(hào)成比例的數(shù)字值，為標(biāo)定的高速軸緊急 速度

9、反饋信號(hào)的 CDB 點(diǎn)名稱一般為 TNH_OS 并表示成額定設(shè)計(jì)速度的百分?jǐn)?shù)（不一定要與正常運(yùn)行速度相 同）。在每個(gè)TCEA卡上的微處理器將TNH_OS與超速設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較，當(dāng)TNH_OS超過(guò)設(shè)定值時(shí)，通過(guò)使在 TCTx 卡上的 ETRs 失電而啟動(dòng)透平跳閘。低速軸緊急超速檢測(cè)和跳閘以同樣的方式完成，所標(biāo)定的低速軸 緊急速度反饋信號(hào)的CDB點(diǎn)名稱是TNL_OS。如果一套設(shè)備沒(méi)有低速軸，那末低速軸緊急超速設(shè)定點(diǎn)（軟件 和硬件）必須設(shè)置為零。在 P 模塊中導(dǎo)致緊急超速跳閘的條件如下：高速軸超速跳閘如果高速軸標(biāo)定的速度反饋值超過(guò)設(shè)定點(diǎn)，將產(chǎn)生一個(gè)高速軸跳閘信號(hào)。這個(gè)跳閘信號(hào)將被鎖住，直 到一個(gè)主復(fù)位

10、命令發(fā)出后才復(fù)位。在進(jìn)行不同的設(shè)定點(diǎn)試驗(yàn)時(shí)，要用一個(gè)設(shè)計(jì)值代替。高速軸降速率過(guò)大如果高速軸標(biāo)定的速度反饋信號(hào)減小每秒大于 100%，一個(gè)高速軸過(guò)高速率跳閘信號(hào)將產(chǎn)生。這個(gè)快 速的速率變化表明傳感器有故障或接線有問(wèn)題。這個(gè)跳閘信號(hào)將被鎖住，直到一個(gè)主復(fù)位命令發(fā)出后才復(fù) 位。緊急超速保護(hù)設(shè)定點(diǎn)是由I/O構(gòu)成軟件設(shè)定值和在P模塊中的TECA卡上的硬件跳線設(shè)定值構(gòu)成的。 如果這兩個(gè)設(shè)置不同，一個(gè)診斷報(bào)警將發(fā)出，控制盤的啟動(dòng)不完全成功。Mark-V 簡(jiǎn)單型的應(yīng)用Mark-V簡(jiǎn)單型控制盤只有一個(gè)控制處理器R,但在P模塊中仍將有三個(gè)保護(hù)處理器X、Y、Z。簡(jiǎn)單 型控制盤將要求至少每個(gè)軸一個(gè)速度傳感器輸入到R,每個(gè)軸有三個(gè)獨(dú)立的速度傳感器到P （每個(gè)保護(hù)處 理器一個(gè)），簡(jiǎn)單型控制盤有能力接受每個(gè)軸第二個(gè)冗余速度傳感器輸入到R。如果提供的話，冗余速度傳 感器要求對(duì)CSP進(jìn)行相應(yīng)修改，為的是兩個(gè)速度反饋信號(hào)選擇一個(gè)比較高的用于CSP，也就是用于主超速 BBL 程序。喇二發(fā)電廠#1 機(jī)組 Mark-V 控制系統(tǒng)電子超速保護(hù)由于喇二發(fā)電廠#1機(jī)組控制系統(tǒng)是由Mark-II改造成Mark-V的控制系統(tǒng)，而且Mark-V控制系統(tǒng)為 簡(jiǎn)單型的，所以，它的緊急超速探頭的數(shù)量不是在“五”中規(guī)定的三個(gè)。一號(hào)機(jī)組一共有三個(gè)高速軸速度 信號(hào)探測(cè)器，兩個(gè)輸入到R控制器中，作為速度控制信號(hào)和