汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)課件

第一章汽輪機調(diào)節(jié)

的基本概念

Chapter1BasicConceptsofTurbineControl

第一章：汽輪機調(diào)節(jié)的基本概念

Chapter1BasicConceptsofTurbineControl

第一節(jié)汽輪機自動調(diào)節(jié)的基本內(nèi)容

Section1BasicContentsofSteamTurbine

汽輪機是大型高轉(zhuǎn)速的原動機，汽輪機調(diào)節(jié)的任務首先是保證汽輪機安全運行，其次滿足用戶的功率需要，保證供電質(zhì)量----電壓和頻率。所以汽輪機都具有相當完善的自動控制系統(tǒng)，它包含以下幾方面的內(nèi)容：

二、自動保護系統(tǒng)：Auto-ProtectingSystem三、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)：Auto-controlSystem四、程序控制系統(tǒng)：Program-controlSystem一、自動檢測系統(tǒng)：Auto-checkingSystem自動檢測系統(tǒng)

汽輪機上裝有各種檢測儀表，以監(jiān)視主要運行參數(shù)。此外還具備自動記錄、報警功能，在計算機的配合下實現(xiàn)預測、事故追記、效率計算等功能。目前自動檢測內(nèi)容包括：自動檢測內(nèi)容

發(fā)電機功率、新蒸汽壓力與溫度、真空度、監(jiān)視段壓力、潤滑油壓、調(diào)節(jié)油壓、轉(zhuǎn)速、油動機行程、轉(zhuǎn)子軸向位移、轉(zhuǎn)子與汽缸的相對膨脹、汽缸與轉(zhuǎn)子的熱應力、汽輪機的振動、主軸撓度、軸承溫度與潤滑油溫度、推力瓦溫度、推力軸承油膜壓力、油箱油位、上下汽缸溫度差。

自動保護系統(tǒng)

為保護機組不受損害而設置該系統(tǒng)，當運行數(shù)超出正常范圍時，它會報警或采取措施。緊急情況下及時動作，自動停機。目前汽輪機自動保護裝置主要有超速保護（多重保護）、低油壓保護、軸向位移保護、脹差保護、低真空保護、振動保護等功能。自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

該系統(tǒng)用于保證汽輪發(fā)電機組供電的質(zhì)量和數(shù)量，滿足用戶需要。為保證頻率，對轉(zhuǎn)速的要求較高，但大機組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)還引入其它參數(shù)作為輸入量。程序控制系統(tǒng)

即汽輪機自啟?？刂葡到y(tǒng)。目前大機組主要根據(jù)機組熱應力來控制其啟停過程的。運用該系統(tǒng)對經(jīng)濟性和可靠性有利。電氣液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)：Electric-HydraulicControlSystem機械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)：Mechanical-HydraulicControlSystem第二節(jié)汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展

DevelopmentofTurbineControlSystem自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)歷了以下階段：模擬電氣液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)：AnalogElectric-HydraulicControlSystem數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)：DigitalElectric-HydraulicControlSystemc機械液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)：Mechanical-HydraulicControlSystem

控制器執(zhí)行器（機械的）（液壓的）此系統(tǒng)通常只具有窄范圍的閉環(huán)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)功能和超速跳閘功能，并且系統(tǒng)的響應速度較低，由于機械間隙引起的遲緩率較大、靜態(tài)特性是固定的，不能根據(jù)要求任意改變，但是由于它的可靠性高且能滿足機組運行的基本要求，所以至今仍200MW以下機組多用它。電氣液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)：Electric-HydraulicControlSystem

控制器1T執(zhí)行器控制器2模擬式電氣液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)：AnalogElectric-HydraulicControlSystem

控制器執(zhí)行器（模擬電路的）（液壓的）

數(shù)字式電氣液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)：DigitalElectric-HydraulicControlSystem

控制器執(zhí)行器（數(shù)字計算機的）（液壓的）第三節(jié)汽輪機調(diào)節(jié)的基本原理

Section3PrincipalofControlSystem2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成3、典型調(diào)節(jié)系統(tǒng)的介紹1、汽輪機調(diào)節(jié)的任務4、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性

我們知道汽輪機是利用蒸汽的熱能來作功的原動機，它帶動發(fā)電機向外界用戶供電。由于用戶的用電量隨時變化，電能又不能大量儲存，所以機組負荷必須隨時根據(jù)外界要求而變化。同時電壓、頻率還不能有大的波動，所有這些都要靠調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實現(xiàn)。在汽輪機中將學到，功率的大小取決于進汽量和蒸汽作功能力的大小。出于經(jīng)濟考慮，通常采用控制進汽量的方法來調(diào)整功率，電壓由勵磁電流調(diào)整，頻率單值取決于轉(zhuǎn)速。保證供電的質(zhì)和量就是汽輪機調(diào)節(jié)的任務，這離不開調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它就象大腦，支配汽輪機維持轉(zhuǎn)速不變、所帶負荷與用戶要求相一致。那么是如何實現(xiàn)的呢？汽機調(diào)節(jié)的任務TaskofGoverning

維持轉(zhuǎn)速的原理見力矩方程和力矩平衡圖。

負荷的改變是通過改變進汽量來實現(xiàn)的，具體過程見下圖：汽機調(diào)節(jié)的任務TaskofGoverning感受機構傳動放大機構配汽機構反饋機構調(diào)節(jié)對象調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成ComposeofControlSystem

目前我國發(fā)電用汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)有兩種形式：機械液壓式（或全液壓式）和數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它們都是間接的有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成

圖中調(diào)節(jié)對象指汽輪發(fā)電機組，配汽機構指調(diào)節(jié)閥，感受機構和傳動放大機構類型較多，相對復雜些。這在以后逐步介紹。

典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹：IntroductionofTypicalHydraulicControlSystem

典型系統(tǒng)工作原理見掛圖或膠片。感受機構：（Sensor）有三種類型：機械、液壓、電子（工作原理以后講）。液調(diào)用前兩種，電調(diào)用后者。前二者工作原理如下：

1、高速彈性調(diào)速器：見實物。

2、徑向泵和旋轉(zhuǎn)阻尼：見掛圖。

傳動放大機構：位于感、配之間的部分。信號的傳遞和放大過程見200MW機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)錄像。

執(zhí)行機構（配汽機構）：包括傳動機構和調(diào)節(jié)閥

調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性：Static-property1、定義：穩(wěn)態(tài)時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出量與輸入量之間的關系稱為靜態(tài)特性。

2、靜態(tài)特性曲線的求?。?/p>

3、（局部）速度變動率、：是的特例：

當負荷從零變到P0的時候，就是了。3、1速度變動率對機組的影響：

3、1、1并網(wǎng)時的負荷分配特性：3、1、2一次調(diào)頻：3、1、3甩負荷時的速度變動：單機緩慢將負荷減到零，轉(zhuǎn)速從而甩負荷時，最高轉(zhuǎn)速將超過此值，為不使保安器動作，一般應小于6%。

3、1、4不同工況時的穩(wěn)定運行：靜態(tài)特性線的合理形狀：講清為何兩端陡、中間緩；局部速度變動率及應用舉例。

4、遲緩率：

4、1定義：

4、2遲緩率對機組運行的影響單機轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)波動。并列功率在范圍內(nèi)晃動。

4、3減小遲緩方法：提高每個元件靈敏度。同步器：為解決由于機組功率和轉(zhuǎn)速一一對應的關系而帶來的無法同時滿足負荷和頻率要求的矛盾，設立了同步器。電調(diào)機組由計算機代替。

1、同步器作用：單機運行時：轉(zhuǎn)速給定并列運行時：功率給定

2、二次調(diào)頻：在電網(wǎng)周波不符合要求時，操作電網(wǎng)中某些機組的同步器（或通過計算機發(fā)出指令），增加或減少它們的功率使電網(wǎng)周波恢復正常。這一過程稱二次調(diào)頻。

注意：二次調(diào)頻與一次調(diào)頻不同。整個電網(wǎng)負荷不變，被操作同步器的機組增加或減少的功率和，被其他機組經(jīng)一次調(diào)頻減少或增加的功率和抵消。3、同步器的工作原理：（見掛圖）強調(diào)一點：轉(zhuǎn)速不變，用同步器改變了z---n的對應關系，從而使n---P（靜態(tài)特性）關系改變。4、同步器的工作范圍：一般為-5%----+7%。保證機組在高周波低參數(shù)時能帶滿負荷、在低周波高參數(shù)時可以空負荷。課內(nèi)小結：Summary第一節(jié)汽輪機自動調(diào)節(jié)的基本內(nèi)容自動檢測系統(tǒng)、自動保護系統(tǒng)、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)第二節(jié)汽輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展機械液壓式、電氣液壓式、模擬電氣液壓式、數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)第三節(jié)汽輪機調(diào)節(jié)的基本原理汽輪機調(diào)節(jié)的任務、典型液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性、同步器課后思考題1、自動檢測系統(tǒng)的檢測內(nèi)容有哪些？2、自動保護系統(tǒng)有哪些保護功能？3、汽輪機調(diào)節(jié)的任務是什么？4、什么是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性？特性曲線如何獲得？5、調(diào)節(jié)系統(tǒng)是如何改變負荷并維持頻率基本不變的？6、什么是（局部）速度變動率？對機組有什么影響？7、什么是遲緩率？對機組運行有何影響？如何減?。?、說明同步器的工作原理、作用、工作范圍；什么是一、二次調(diào)頻？課后作業(yè)1、某額定功率為200MW的機組，其速度變動率為5%，現(xiàn)帶180MW負荷運行，在電網(wǎng)頻率不變的條件下，用同步器將其特性線向下平移15轉(zhuǎn)/分鐘，問平移后機組所帶負荷有多大？2、課后思考題中的第4、6、7、8題。

參考書：Reference1、電廠汽輪機第六章1--6節(jié)朱新華張延峰等電力出版社2、鐵嶺電廠培訓教材張延峰等3、汽輪機調(diào)節(jié)葉榮學電力出版社4、阜新電廠培訓教材遼寧科技出版社第二章功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

Power-FrequencyEHControlSystem課前復習1、自動檢測系統(tǒng)的檢測內(nèi)容有哪些？2、自動保護系統(tǒng)有哪些保護功能？3、汽輪機調(diào)節(jié)的任務是什么？4、什么是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性？特性曲線如何獲得？5、調(diào)節(jié)系統(tǒng)是如何改變負荷并維持頻率基本不變的？6、什么是（局部）速度變動率？對機組有什么影響？7、什么是遲緩率？對機組運行有何影響？如何減小？8、說明同步器的工作原理、作用、工作范圍；什么是一、二次調(diào)頻？第三節(jié)汽輪機調(diào)節(jié)的基本原理

Section3PrincipleofControlSystem對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求：（TheDemandtoTheControlSystem)

1、靜態(tài)特性的要求：動態(tài)性能指標影響動態(tài)性能的主要因素2、動態(tài)特性的要求：

1）隨功率增加而轉(zhuǎn)速下降的可調(diào)傾斜特性。形狀合理。

2）當主汽閥全開、蒸汽參數(shù)額定時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應能維持空負荷時運行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速擺動不明顯

3）在每一負荷下，負荷擺動小于2%N。。

4）調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動率=4.5--5.5%，遲緩率<0.3--0.5%(液壓）<0.1%（電液）

5）有同步器可平移靜態(tài)特性線，范圍-5---+7%6）各部套結構簡單，性能良好，調(diào)整方便，安全可靠。

7）主汽閥關閉時間：1秒（10萬以下）0.5秒。

8）供熱機組，熱電負荷相互干擾不大于15--20%，調(diào)壓器正常，壓力變動率10--20%，有供熱流量增加，蒸汽壓力下降的可調(diào)傾斜特性。從一個穩(wěn)定狀態(tài)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的過程特性。其性能指標包括：

1、穩(wěn)定性（必須的）：機組運行時遇到擾動，能夠很快過渡到新的穩(wěn)定工況。

2、超調(diào)量：機組最大飛升轉(zhuǎn)速與穩(wěn)定值之差。最大飛升轉(zhuǎn)速應低于危急遮斷器動作轉(zhuǎn)速。

3、過渡過程時間：從外擾引起調(diào)節(jié)開始到被調(diào)量滿足要求為止的最短時間。<=1分鐘

4、振蕩次數(shù)：小于2---3次。影響因素：

1、調(diào)節(jié)對象：轉(zhuǎn)子飛升時間常數(shù)和中間容積時間常數(shù)。飛升時間常數(shù)越小、中間容積時間常數(shù)越大，動態(tài)特性越差，穩(wěn)定性不好。

2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)：油動機時間常數(shù)、變動率、遲緩率。油動機時間常數(shù)小、變動率大、遲緩率小，則穩(wěn)定性好。第四節(jié)：中間再熱式汽輪機調(diào)節(jié)特點

ControlPropertyofReheatTurbine中間再熱帶來的問題：ProblemBecauseofReheat1、中低壓缸功率滯后：

2、設置中壓調(diào)節(jié)閥及其動作規(guī)律；

3、機組只能采用單元制，必須設旁路系統(tǒng)。單元機組的控制運行方式：TheRunningWayofUnits

1、鍋爐跟隨的控制方式：2、汽輪機跟隨的控制方式：（定壓運行）3、汽輪機跟隨的控制方式：（滑壓運行）4、機爐協(xié)調(diào)控制方式：功率調(diào)節(jié)器B主汽壓調(diào)節(jié)器1、鍋爐跟隨的控制方式：

利用鍋爐蓄熱，主汽壓力變化較大。流量鍋爐主信號壓力功率指令

燃料控制閥調(diào)節(jié)閥

2、汽機跟隨的控制方式：（常壓）

主汽壓波動小，但功率遲緩，只適宜直流爐帶基本負荷運行。

功率調(diào)節(jié)器B主汽壓調(diào)節(jié)器

3、汽機跟隨的控制方式：（滑壓）調(diào)節(jié)閥開度不變，功率變?nèi)剂狭孔儯捎们胺答伩刂苹蚋倪M方法，功率增加，先開大調(diào)節(jié)閥利用蓄熱，后提高燃料量。

功率調(diào)節(jié)器B

4、機爐協(xié)調(diào)控制方式：（常壓）特點：將部分鍋爐蓄熱用于汽輪機迅速發(fā)出功率，另一方面同時改變鍋爐出力，以適應發(fā)電機功率輸出。同時將功率指令和主汽壓力偏差信號均輸入鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)來控制燃燒率，迅速改變鍋爐負荷，使機組功率與要求一致，并維持主汽壓波動不大。

鍋爐控制B汽機控制功率指令發(fā)電機功率功率偏差調(diào)節(jié)閥燃料控制閥鍋爐主指令主汽壓給定主汽壓力機爐綜合控制器第二章功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

Power-FrequencyEHControlSystem較早時期的調(diào)節(jié)系統(tǒng)只是根據(jù)轉(zhuǎn)速變化進行閥門開度的調(diào)節(jié)，而不是直接調(diào)節(jié)產(chǎn)生的功率。這就帶來一個問題：對于單元機組，當蒸汽參數(shù)變化時，相同的閥門開度所對應的功率并不同，況且中間容積影響了中低壓缸的功率響應速度，這使得機組對負荷的適應性差，實際功率可能與要求不同。為解決這以問題引入功率信號。第一節(jié)功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理

Section1PrincipleofPFEHCS

功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理圖見教材圖2-1。主要包括電調(diào)和液壓放大兩部分。（注意負荷變化、參數(shù)變化、功率滯后補償分別如何實現(xiàn)）系統(tǒng)框圖如下：給定UgEH油動機蒸汽容積HP測功UNUnPIRH-IP、LP擾動測速轉(zhuǎn)子+負荷-第二節(jié)功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性

Section2StaticPropertyofPFEHCS穩(wěn)態(tài)時△n與△N的關系稱為靜態(tài)特性。對功頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由于：

Ug+UN+Un=0當給定值Ug不變、另二者變化時，必有：

Ug+（UN+△UN

）+（Un+△Un）=0即△UN+△Un=0設測功、測速單元的轉(zhuǎn)換系數(shù)分別為KN

、Kn則△UN=KN△N；△Un=Kn△n∴△N=-Kn/KN△n=K△n

可見：K為與蒸汽參數(shù)無關的常數(shù)，所以功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性線為一直線。第三節(jié)功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反調(diào)現(xiàn)象

Section3Anti-governingofPFEHCS由于技術上的原因，作為反饋件的功率調(diào)節(jié)器只能以發(fā)電機功率代替汽輪機功率。正常調(diào)節(jié)時，功率偏小則輸出一個信號，開大調(diào)節(jié)門，使進汽量增加達到功率平衡。然而當甩負荷時，發(fā)電機與電網(wǎng)解列，功率為零，我們希望快速關門，防止超速，但該裝置仍然輸出開大調(diào)節(jié)門的信號。此謂反調(diào)。對機組穩(wěn)定不利?？朔凑{(diào)的方法有：系統(tǒng)中引入轉(zhuǎn)速微分信號；測功元件串聯(lián)一滯后環(huán)節(jié)；引入負功率微分信號；甩負荷時同時切除功率給定信號。課內(nèi)小結Summary課后思考1、對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求是什么？2、動態(tài)特性指標有哪些？影響因素是什么？3、中間再熱為什么會導致中低壓缸功率滯后？4、單元制機組的運行控制方式有哪幾種？各有何特點？畫出框圖。（本題作業(yè)）5、畫出功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方框圖，并說明為什么會出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象，如何克服？（本題作業(yè)）參考資料：Reference1、電廠汽輪機第六章朱新華張延峰等電力出版社2、汽輪機原理及運行第六章沈士一等電力出版社3、熱工過程自動調(diào)節(jié)

第三章汽輪機數(shù)字

電夜調(diào)節(jié)系統(tǒng)

Digitalelectrichydrauliccontrolsystem課前復習1、對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求是什么？2、動態(tài)特性指標有哪些？影響因素是什么？3、中間再熱為什么會導致中低壓缸功率滯后？4、單元制機組的運行控制方式有哪幾種？各有何特點？畫出框圖。5、說明功頻電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)為什么會出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象，如何克服？第三章數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

Digital-Electric-HydraulicControlSystem

第一章中介紹了，調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)歷的四個階段，但無論何種系統(tǒng)，其執(zhí)行部分仍采用液動。力量大，動作快，體積小，比較可靠。DEH系統(tǒng)是Digital-Electric-HydraulicControlSystem的簡寫，它與液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)有本質(zhì)的不同。而且潤滑油與調(diào)節(jié)系統(tǒng)用油分離，前者仍用透平油，后者已經(jīng)由高壓EH油代替。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(diào)節(jié)閥、主汽門第一節(jié)DEH系統(tǒng)的組成

Section1ComposeofDEH

DEH由電子控制器和EH供油系統(tǒng)組成。1、作用一、電子控制器：ElectronicController2、組成二、EH系統(tǒng)部分：ThePartofEHSystem1、EH供油系統(tǒng)2、電液伺服執(zhí)行機構3、危急遮斷系統(tǒng)主汽門調(diào)節(jié)汽門電子控制器的作用

電子控制器是混合式控制系統(tǒng)，由數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)組成。數(shù)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(jīng)電液伺服執(zhí)行機構來控制主汽門和調(diào)節(jié)汽門。數(shù)字系統(tǒng)模擬系統(tǒng)A/DD/Au控制器執(zhí)行器電液轉(zhuǎn)換（閥位信號）電子控制器的組成電子控制器由以下部分組成：1、硬件2、數(shù)字系統(tǒng)3、模擬系統(tǒng)電子控制器的硬件：DEH控制柜00：計算機柜、執(zhí)行診斷監(jiān)控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電源柜操作站圖象站調(diào)試終端操作盤顯示盤PC機：管理CRT和打印機CRT、打印機基本控制調(diào)試終端ATC調(diào)試終端電子控制器的數(shù)字系統(tǒng)硬件軟件基本控制計算機ATC控制計算機雙機容錯數(shù)據(jù)采集、通訊、操作系統(tǒng)輸入輸出接口基本管理部分基本控制部分ATC部分電子控制器的模擬系統(tǒng)Ⅰ、數(shù)模轉(zhuǎn)換器：將數(shù)字系統(tǒng)產(chǎn)生的閥門控制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬量信號，再送至閥門伺服回路。Ⅱ、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(xiàn)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：

①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(zhuǎn)速）時，就有一個信號手操可逆計數(shù)器，使它向增大（減?。┓较蛴洈?shù)。

記數(shù)器輸出的記數(shù)值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器向閥門伺服回路送去一個模擬信號，使閥門開大（關?。谥髌T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(xiàn)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(shù)器發(fā)出減負荷信號，使之向減小方向記數(shù)以便關小調(diào)節(jié)閥門，直至主汽門壓力恢復到給定值或調(diào)節(jié)門開度達到全量程的29%為止。③跳閘減負荷信號：一是出現(xiàn)電氣主開關跳閘時，就有一減負荷信號送到手操可逆計數(shù)器，使之向減小方向記數(shù)以關閉調(diào)節(jié)閥。模擬系統(tǒng)之手操設備系統(tǒng)模擬系統(tǒng)之手操設備系統(tǒng)④返回信號（RUNBACK）：同數(shù)字系統(tǒng)一樣，在模擬系統(tǒng)中也有模擬的返回功能，在必要時，為保護機組而實行快速減負荷。手操可逆計數(shù)器一旦接受返回信號就能向減小方向記數(shù)使調(diào)節(jié)門關小。⑤數(shù)字系統(tǒng)來的輸出跟蹤信號：當DEH處于自動方式時，數(shù)字系統(tǒng)的輸出通過數(shù)模轉(zhuǎn)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(shù)器，使手操系統(tǒng)輸出的閥門開度要求信號跟蹤數(shù)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。模擬系統(tǒng)之閥門伺服回路的電氣接口閥門伺服回路的電氣接口：汽機的主汽門和調(diào)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(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電氣信號。因此，在伺服回路中必須有：

①將閥門開度的模擬電氣信號轉(zhuǎn)換成液壓信號的電液轉(zhuǎn)換裝置。②將閥門開度的機械位移信號轉(zhuǎn)換成電氣信號的裝置。③為實現(xiàn)某些保護功能，伺服系統(tǒng)中必須有能實現(xiàn)閥門快速關閉的裝置。

模擬系統(tǒng)之閥門伺服回路的電氣接口

數(shù)模轉(zhuǎn)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(jīng)伺服放大后送入伺服閥，該伺服閥起到電液轉(zhuǎn)換器的功能。它根據(jù)輸入信號的極性去開啟或關閉調(diào)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(jù)油動機活塞的移動位置（閥門開度）產(chǎn)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。超速保護控制器（OPC）：由三部分組成：

中壓調(diào)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）。EH系統(tǒng)部分----EH供油系統(tǒng)

提供高壓抗燃油，驅(qū)動伺服執(zhí)行機構。具體內(nèi)容將在以后介紹。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(diào)節(jié)汽門和兩臺再熱主汽門、二臺再熱調(diào)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(diào)節(jié)汽門。EH系統(tǒng)部分-----危急遮斷系統(tǒng)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(zhuǎn)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)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。OPC系統(tǒng)；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。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。第二節(jié)DEH系統(tǒng)功能

FunctionofDEH一、運行方式：OperationTypeDEH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ATC1、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。2、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。

3、操作員自動方式：是最基本的運行方式，用這種方式可實現(xiàn)汽輪機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速和目標負荷及其速率，均由操作員自定。

4、ATC運行方式：基于操作員之上。目標轉(zhuǎn)速、負荷、升速率和升負荷率均來自內(nèi)部計算設備或外部設備。二、系統(tǒng)功能

TheSystem’sFunction1、汽輪機自動程序控制（ATC）2、汽輪機的負荷自動調(diào)節(jié)3、汽輪機的自動保護功能4、機組和DEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能汽輪機的自動程序控制(ATC)

操作員通過一個單獨按鈕就能使機組從盤車轉(zhuǎn)速升到同步轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動程序控制，是通過狀態(tài)監(jiān)測，計算轉(zhuǎn)子熱應力，并在機組應力允許范圍內(nèi)，優(yōu)化啟停過程。用最大的速率和最短的時間實現(xiàn)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(wǎng)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(xiàn)ATC監(jiān)督。汽輪機的負荷自動調(diào)節(jié)功能在負荷控制階段，有以下功能：1、有轉(zhuǎn)速控制回路和負荷控制回路。2、根據(jù)要求，可選擇參與一次調(diào)頻或帶基本負荷。3、負荷上下限和升降負荷率有運行人員調(diào)整設置。4、迅速、自動沖過臨界轉(zhuǎn)速。5、有調(diào)節(jié)級壓力反饋和電功率反饋回路，可在負荷大于10%時由運行人員選擇是否投入。6、適應冷、熱、溫態(tài)啟動。7、可選擇定壓運行或滑壓運行方式。定壓時有閥門管理功能：單閥、順序閥。保證獲得最大效率。汽輪機的負荷自動調(diào)節(jié)功能8、適應電廠的爐跟機、機跟爐、機爐協(xié)調(diào)等運行方式。9、有與自動同期裝置的接口，能接受從CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、電廠調(diào)度裝置和運行人員操作盤來的目標負荷指令，自動控制汽輪機出力。10、對控制系統(tǒng)所有的重要模擬量進行3選2處理，對重要開關量進行2選，對操作員輸入命令按預定的規(guī)則進行檢查。11、閥門試驗：操作人員通過按鈕自動對高中壓缸主汽門、調(diào)節(jié)門進行全行程閥門試驗。汽輪機的自動保護功能DEH的保護系統(tǒng)有如下三種保護功能：1、超速保護（OPC）2、危急遮斷控制（ETS）3、機械超速保護和手動脫扣自動保護功能----危急遮斷控制（ETS）該保護是在ETS系統(tǒng)檢測到機組超速達到110%n0或其它安全指標達到安全界限后，通過AST電磁閥關閉所有的主汽門和調(diào)節(jié)汽門，實行緊急停機。自動保護功能----超速保護（OPC）甩全負荷超速保護：因油開關跳閘，迅速關閉調(diào)門，延遲一段時間后再開啟調(diào)門，維持汽機空轉(zhuǎn)，保證汽機迅速再并網(wǎng)。甩部分負荷保護：當電網(wǎng)中某一相發(fā)生接地故障，引起發(fā)電機功率突降，從而使汽機實發(fā)功率與發(fā)電機功率不匹配，為維持電網(wǎng)穩(wěn)定，保護電網(wǎng)系統(tǒng)，迅速將中壓調(diào)門快關一下，然后再開啟，維持正常運行。超速保護：當110%n0>n>103%n0時，迅速將高、中壓調(diào)節(jié)閥關閉。自動保護功能----機械超速保護和手動脫扣前者屬于超速的多重保護，即當轉(zhuǎn)速高于110%n0時實行緊急停機；后者為保護系統(tǒng)不起作用時進行手動停機，以保障設備和人身安全。機組和DEH系統(tǒng)的監(jiān)控功能該系統(tǒng)在啟停和運行過程中對機組和DEH裝置兩部分運行狀況進行監(jiān)督。內(nèi)容包括：操作按鈕狀態(tài)指示和CRT畫面（16個）狀態(tài)指示。其中對DEH監(jiān)控的內(nèi)容包括：重要通道、電源和內(nèi)部程序的運行情況等；CRT畫面包括機組和系統(tǒng)的重要參數(shù)、運行曲線、潮流趨勢和故障自動顯示、記錄打印等。該系統(tǒng)給操作員提供機組運行狀態(tài)及操作指導。課內(nèi)小結Summary重點和難點

Important&DifficultPoints重點：DEH系統(tǒng)的組成、功能、運行方式及它們之間的關系，自動保護功能的內(nèi)容。難點：電子控制器的組成、作用。尤其是模擬、數(shù)字部分。課后思考Assignment1、說明DEH系統(tǒng)的組成，并簡要說明各組成部分的作用。2、DEH有哪幾種運行方式？它們之間有何關系？3、DEH系統(tǒng)有哪些功能？4、在負荷控制階段，DEH系統(tǒng)有哪些功能？5、DEH系統(tǒng)有哪幾種保護功能？它們分別在什么情況下動作？目的分別是什么？6、3、4、5題作業(yè)。第四章

數(shù)字系統(tǒng)

Digitalsystem數(shù)字系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)設定值處理和控制運算高壓主汽門的數(shù)字系統(tǒng)高壓調(diào)節(jié)汽門的數(shù)字系統(tǒng)中壓調(diào)節(jié)汽門的數(shù)字系統(tǒng)第一節(jié)自動控制系統(tǒng)AutocontrolsystemDEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)TV控制系統(tǒng)GV控制系統(tǒng)IV控制系統(tǒng)各系統(tǒng)按一定邏輯協(xié)調(diào)工作一、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)SpeedcontrolBYPASSOFF(冷態(tài)高壓主汽門啟動)閥門TVGVIV沖轉(zhuǎn)前全關全關全關0~2900（TC）控制全開全開2900（GC）控制~全開全開~控制全開2900~3000全開控制全開BYPASSON（熱態(tài)中壓缸啟動）閥門沖轉(zhuǎn)前0~260026002600~290029002900~3000

（閥切換）（閥切換）

TV全關全關全關~控制控制控制~全開全開

GV全關全開全開全開全開~控制控制

IV全關控制控制~不變不變不變不變0~30%30%全開全開控制控制控制全開二、負荷調(diào)節(jié)Loadcontrol內(nèi)環(huán)IMP調(diào)節(jié)級壓力中環(huán)MW功率外環(huán) WS轉(zhuǎn)速負荷調(diào)節(jié)三個串級回路構成，控制GV三、其他調(diào)節(jié)Otherscontrol可完成AS、CCS、RUNBACK、ATC等第二節(jié)設定值處理和控制運算Treatingreferenceandcontrolcalculation設定值處理控制運算閥門管理一、設定值處理Treatingreference轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)——設定值為轉(zhuǎn)速負荷調(diào)節(jié)——設定值為負荷不同工作方式設定值處理不同，如圖4-4主汽門壓力控制（TPC）當主汽壓低于某值，GV開度大于全量程的20%，則DEH系統(tǒng)按規(guī)定的速率降低負荷設定值，關小GV，直至主汽壓上升到給定值或GV關小至全量程的20%。優(yōu)選，按其要求設置給定值。

外部設定值返回（EXTERNALREFERENCERUNBACK）包括發(fā)電機開關跳閘，DEH系統(tǒng)根據(jù)預定的速率或外部選定的速率降低設定值，直至負荷達到規(guī)定值。手操控制（MANUAL）自動控制功能被切除，數(shù)字系統(tǒng)的控制輸出跟蹤手操系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)從手操切換到自動時，無擾動。自動控制（AUTO）機組負荷由運行人員給定，在控制盤上設置要求的負荷值和負荷的變化率，然后輸入GO的鍵命令，DEH系統(tǒng)根據(jù)此要求改變負荷設定值，直到達到運行人員的要求。

自啟動控制（ATC）自啟停程序給定設定值和速率。廠級計算機或數(shù)據(jù)鏈控制（PLANTCOMPUTER）

計算機根據(jù)控制源送來的負荷要求值和變化率，調(diào)整控制系統(tǒng)的設定值。自動同步控制（AS）

在n=（+10~-50）n0時，投入自動同步器控制方式，DEH系統(tǒng)接受轉(zhuǎn)速要求信號，調(diào)整控制系統(tǒng)的速度設定值，使機組與電網(wǎng)頻率自動同步并網(wǎng)。

中心調(diào)度自動控制（AUTODISPATCHSYSTEM）機組負荷由中心調(diào)度調(diào)配，DEH系統(tǒng)接受調(diào)度所送來的負荷要求值和負荷速度變化率，調(diào)整負荷控制系統(tǒng)的設定值。二、控制運算controlcalculation給定值處理設定值控制運算回路

控制運算回路對給定值和反饋值的偏差進行運算，運算結果向伺服系統(tǒng)輸出閥門位移請求信號，如圖4-5。1、DEH系統(tǒng)處于負荷控制電網(wǎng)頻率升高，表明電網(wǎng)負荷降低，應減少機組負荷。電網(wǎng)頻率降低，表明電網(wǎng)負荷升高，應增加機組負荷。TV全開，控制系統(tǒng)輸出到伺服回路的信號為GV開度信號。先對設定值進行頻率誤差修正。按頻率誤差修正的設定值與負荷反饋比較，經(jīng)過限值、閥門管理，控制GV的開度。2、DEH系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)速控制首先判斷是否中壓缸動高壓缸啟動：轉(zhuǎn)速小于2900時，TV控制；轉(zhuǎn)速大于2900時GV控制。中壓缸啟動：轉(zhuǎn)速大于2600時，IV控制。若處于GV控制，還要判斷是否順序閥控制，經(jīng)閥門管理程序運算后，再輸出至模擬系統(tǒng)的伺服回路。三、閥門管理Valvemanagement每個GV配一個獨立的伺服控制回路，閥門開啟由專用程序管理，使閥門按預先設定的順序進行開啟單閥控制：節(jié)流調(diào)節(jié)，高壓缸第一級汽室溫度分配均勻，變工況時轉(zhuǎn)子和靜子之間溫差小。適用于冷態(tài)啟動或調(diào)峰機組。多閥控制：噴嘴調(diào)節(jié)，適合于帶基本負荷機組。高壓主汽門控制的工作方式高壓主汽門控制系統(tǒng)第三節(jié)高壓主汽門數(shù)字系統(tǒng)Digitalsystemofhighpressurethrottlevalve一、高壓主汽門控制的工作方式Workingfashionofthehighpressurethrottlevalvecontrol

如圖4-8自動方式（AUTO）手操方式（AUTO或MANUAL）1、自動工作方式

此方式由計算機實現(xiàn)控制ATC或運行人員（OPERATOR）給出的設定值送入TV控制系統(tǒng)，其輸出經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換成為TV控制信號（TVCONTROL）送到伺服放大回路。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出還作為跟蹤信號（TRACKING）送入模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)切換時無擾動。2、手操工作方式

此方式下數(shù)字系統(tǒng)不參與機組控制，運行人員通過模擬系統(tǒng)對機組控制。模擬系統(tǒng)直接將運行人員從操作臺上發(fā)出的操作命令送至伺服放大器作為TV控制信號。模擬系統(tǒng)的輸出信號還送至數(shù)字系統(tǒng)的輸入端作為跟蹤信號（TRACKING），實現(xiàn)切換時無擾動。

送入TV伺服回路的信號除TVCONTROL（TVDEMAND）外，還有：TVCLOSEBIAS：由模擬系統(tǒng)產(chǎn)生，當汽輪機保安系統(tǒng)發(fā)生跳閘信號時，無論TV控制信號有多大，此信號保證TV緊緊關閉。TVTEST：由數(shù)字系統(tǒng)產(chǎn)生，通過模擬系統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器送至伺服回路，當要測試TV時，用來關閉所選的TV。以上兩個信號正常時為零。二、高壓主汽閥控制系統(tǒng)Workingfashionofhighpressuregovernorvalvecontrol高壓主汽門數(shù)字系統(tǒng)的組成速度設定值邏輯分析高壓主汽門控制回路分析1、高壓主汽閥數(shù)字系統(tǒng)的組成如圖4-9，TV控制回路接受：速度設定值產(chǎn)生“邏輯”信號汽輪機轉(zhuǎn)速信號（SELECTEDSPEED）對手操輸出的跟蹤信號（TRACKING）TV開偏置信號（TVOPENBIAS）速度設定值產(chǎn)生邏輯接受：通過ATC接口接受ATC程序給出的速度設定值及其變化率。通過控制盤接口接受的操作人員再操作盤上設定的速度設定值及其變化率。對手操輸出的跟蹤信號（TRACKING）當DEH系統(tǒng)處于手操工作方式時，模擬系統(tǒng)輸出的手操控制信號通過模擬量輸入裝置送入數(shù)字系統(tǒng)，然后由“跟蹤”模塊得到“TV控制回路”跟蹤輸入信號。此信號保證數(shù)字系統(tǒng)輸出等于模擬系統(tǒng)的輸出。汽輪機轉(zhuǎn)速信號（SELECTEDSPEED）

DEH系統(tǒng)裝有三個控制用速度通道，兩個為數(shù)字量信號，直接送入數(shù)字系統(tǒng)中的“速度選擇”功能塊，另一個由汽輪機監(jiān)視儀表測量的模擬量信號，通過數(shù)字系統(tǒng)的模擬量輸入裝置進入“速度選擇”功能塊?！八俣冗x擇”功能塊是一個軟件程序，用來判斷速度信號的正確性，并從三個速度信號中選擇一個作為TV控制回路的速度反饋信號。TV開偏置信號（TVOPENBIAS）

當n=90%n0時DEH系統(tǒng)將從TV控制切換到GV控制，此時應將TV完全開啟。當切換結束（TRCOM=1），這一偏置信號就送入TV控制回路，將TV打開。

TV控制的數(shù)字系統(tǒng)引入幾個輸入信號，哪個用于TV控制回路，要取決于它的工作狀態(tài)。當系統(tǒng)處于自動工作方式（AUTO=1）且由TV控制（GC=1），它將取速度設定值信號，該設定值可以由ATC產(chǎn)生。也可以由操作人員再操作盤上設定，TV控制回路將它和汽輪機速度反饋信號相比較，產(chǎn)生TV控制信號，以實現(xiàn)速度控制。當系統(tǒng)處于手操工作方式（AUTO=1）時，它將跟蹤模擬信號輸出。若完成了GV的切換（TRCOM=1），則它將接受TV開偏置信號，全開TV。2、速度設定值邏輯分析

產(chǎn)生速度設定值的“邏輯”是一個軟件程序，如圖4-10，它表示了TV控制程序中速度設定值的形成過程。設定值來自于運行人員請求或ATC程序。兩個信號由各自狀態(tài)邏輯開關（AUTO=1或ATC=1）選通，送入比較器。比較器將設定值與當前的設定值比較（相減），送入計數(shù)器（積分器）。積分器輸出端的設定值變化規(guī)律為一條指數(shù)曲線，其跟蹤快慢取決于積分速度，該速度或由操作人員再操作臺上選擇，或者由ATC程序選定。比較器和計數(shù)器之間有一些邏輯開關。當設定值來自ATC，比較器輸出的RAISE或LOWER直接送入計數(shù)器。當設定值來自操作命令，信號不能直接送入計數(shù)器。輸入“新目標值”同時，有一個保持信號（HOLD）被自動置位（HOLD=0），且該鍵燈亮，表示控制器已接受運行人員輸入的目標請求，所以必須按下進行“GO”鍵，使進行信號置位（GO=1），保持信號復位（HOLD=1），計數(shù)器才能接受信號開始計數(shù)。3、高壓主汽門控制回路分析TV控制回路為TV控制系統(tǒng)的核心部分，是一個控制程序，如圖4-12。TV控制回路是一個速度回路（啟動回路），是從汽輪機脫離盤車開始控制升速過程，直到轉(zhuǎn)速達到2900轉(zhuǎn)/分后系統(tǒng)切換至GV控制。啟動時要求的升速曲線由ATC程序給出或運行人員在操作盤上隨時設置。由速度設定值產(chǎn)生“邏輯”得到的速度設定值信號送入TV控制回路，被選的速度信號作為控制反饋信號，控制回路根據(jù)兩個信號相減產(chǎn)生的速度誤差值進行比例積分控制作用的計算。比例積分運算得到的控制輸出，受到邏輯開關AUTO和TRCOM的連鎖。當AUTO=0，TRCOM=1（TV-GV未切換）控制輸出通過D/A轉(zhuǎn)換器送至伺服回路。當TRCOM=0控制輸出被禁止，此時，TV開偏置信號通過D/A轉(zhuǎn)換器送至伺服回路，使TV全部打開。當TV處于手操時，跟蹤信號通過邏輯開關AUTO=1，TRCOM=1送至D/A轉(zhuǎn)換器，使TV的控制輸出始終跟蹤模擬系統(tǒng)手操的輸出。第四節(jié)高壓調(diào)節(jié)閥門數(shù)字系統(tǒng)DigitalsystemofhighpressurethrottlevalveGV控制系統(tǒng)的工作方式GV控制系統(tǒng)工作方式的選擇邏輯GV控制系統(tǒng)

如圖4-13所示自動方式（AUTO）手操方式（AUTO或MANUAL）一、高壓調(diào)節(jié)汽門控制的工作方式Workingfashionofhighpressuregovernorvalvecontrol1、自動工作方式

在這種工作方式下，計算機參與控制，數(shù)字系統(tǒng)接受：電廠計算機來的輸入信號（PLANTCOMPUTER）遠方控制（自動調(diào)度系統(tǒng)或鍋爐控制系統(tǒng)）來的輸入信號（REMOTE）自動同步來的信號（AUTOSYNC）汽輪機自啟停（ATC）程序運行結果電廠來的返回命令（PLANTRUNBACK）運行人員的操作命令（OPERATOR）

遠方控制信號和自動同步信號受勵磁機狀態(tài)的邏輯開關控制，自動同步來的信號只能在勵磁機斷開的條件下才能輸出，此時遠方控制信號不起作用。

上述信號送入數(shù)字系統(tǒng)，經(jīng)運算處理后，通過D/A轉(zhuǎn)換作為GV的控制信號（GVCONTROL），再送到伺服回路。

D/A轉(zhuǎn)換器的輸出，還作為跟蹤信號（TRACKING）送至模擬系統(tǒng)，以實現(xiàn)自動和手操之間的無擾動切換。2、手操工作方式

計算機不參與對GV的控制，運行人員的操作命令（OPERATOR）和電廠的返回命令（PLANTRUNBACK）通過模擬系統(tǒng)輸出至伺服回路作為GV的控制信號。模擬系統(tǒng)的輸出送到數(shù)字系統(tǒng)的輸入端，完成數(shù)字系統(tǒng)對手操的跟蹤，以實現(xiàn)無擾動切換。GV伺服放大器板上的閥位請求信號還包含：GV關偏置信號（GVCLOSEBIAS）：由模擬系統(tǒng)給出，當汽輪機停機系統(tǒng)發(fā)生跳閘信號時，使GV緊緊關閉。GV測試信號（GVTEST）：由數(shù)字系統(tǒng)產(chǎn)生，通過D/A轉(zhuǎn)換后送至伺服回路，當測試GV時，關閉所選的GV。

正常時GVTEST和GVCLOSE都為零每一個GV的伺服回路中還輸入一個獨立的順序閥門控制信號SEQ1POS、SEQ2POS……SEQ6POS，它們是由數(shù)字系統(tǒng)的閥門管理程序軟件包產(chǎn)生，分別送至每個閥門的D/A轉(zhuǎn)換器。二、GV控制系統(tǒng)工作方式的選擇邏輯Selectinglogicofhighpressuregovernorvalveworkingfashion自動工作方式（AUTO）自動汽輪機控制方式（ATC）遠方控制方式（REMOTE）電廠計算機控制方式（PLANTCOMP）自動同步工作方式（AS）電廠返回控制方式（PLANTRUNBACK）1、自動工作方式（AUTO）

又稱操作員自動方式（OA=1）邏輯框圖如圖4-14所示。當DEH系統(tǒng)投入自動時，系統(tǒng)就處于操作員自動方式，此時數(shù)字系統(tǒng)參與工作，運行人員可利用按鈕設置要求的速度或負荷設定值。這種工作方式向下可退到手操方式，向上可進到ATC、REMOTE、AS、PLANTCOMPUTER等方式。2、自動汽輪機控制方式（ATC）

當機組處于速度控制階段時，勵磁機邏輯開關斷開（BR=0），此時按下“ATC”則DEH系統(tǒng)就可進入自動汽輪機控制方式。速度控制設定值的變化（升速曲線）通過ATC程序計算給定。當機組處于負荷控制階段（BR=1），DEH系統(tǒng)可通過以下兩種途徑進入ATC方式。若系統(tǒng)處于AUTO工作方式，并且設置的設定值請求與現(xiàn)有的設定值不相等，則按下“ATC”鍵，系統(tǒng)就可以進入“ATC”工作方式，這時的速度設定值請求由操作人員給出。若系統(tǒng)處于遠方控制（REMOTE=1）或電廠計算機控制（PLANTCOMP=1）時，按下“ATC”鍵，系統(tǒng)也可以進入“ATC”工作方式，這時的速度設定值請求由ATC程序計算提供。3、遠方控制方式（REMOTE）遠方控制方式是DEH通過接受鍋爐控制系統(tǒng)或自動調(diào)度系統(tǒng)來的控制信號，來調(diào)整汽輪機負荷，通常用來實現(xiàn)機爐電協(xié)調(diào)控制，負荷的設定值來自鍋爐或調(diào)度。當系統(tǒng)處于負荷控制（BR=1），采用AUTO方式（OA=1）或從AUTO方式進入ATC方式（OA=1，ATC=1）并且電廠計算機退出系統(tǒng)（PLANTCOMP=1），此時按下“REMOTE”鍵，系統(tǒng)則進入遠方控制工作方式。4、電廠計算機控制方式（PLANTCOMP）

當系統(tǒng)處于負荷控制下（BR=1，采用AUTO方式（OA=1）或從AUTO方式進入ATC方式（OA=1，ATC=1）并且遠方控制已被切除（REMOTE=1），此時按下“PLANTCOMP”鍵，系統(tǒng)則進入電廠計算機工作方式。這種方式下，DEH接受電廠計算機系統(tǒng)發(fā)來的控制命令，使負荷設定值改變。5、自動同步工作方式（AS）當機組啟動升速至額定轉(zhuǎn)速的90%以上時，控制閥門已切換到GV，為使機組達到并網(wǎng)運行，必須使汽輪機的轉(zhuǎn)速等于或略高于電網(wǎng)的頻率，一旦并網(wǎng)后，汽輪機的轉(zhuǎn)速由電網(wǎng)頻率決定，這一并網(wǎng)過程則由自動同步系統(tǒng)控制，即DEH系統(tǒng)根據(jù)自動同步系統(tǒng)發(fā)出的命令進行轉(zhuǎn)速控制。當系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)速控制下（BR=1），轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速的90%以上，運行人員按下“AS”鍵，系統(tǒng)則進入同步工作方式。6、電廠返回控制方式（PLANTRUNBACK）

在自動工作方式下，DEH系統(tǒng)還接受電廠返回信號，用來減負荷。當系統(tǒng)處于負荷控制時（BR=1），此時運行人員按下“RUNBACK”鍵，系統(tǒng)立即進入電廠返回減負荷控制方式。三、GV控制系統(tǒng)Controlsystemofhighpressuregovernorvalve高壓調(diào)節(jié)閥門控制系統(tǒng)的組成高壓調(diào)節(jié)閥門控制系統(tǒng)設定值的選擇邏輯1、高壓調(diào)節(jié)閥門控制系統(tǒng)的組成

核心為GV控制回路，是一軟件程序，根據(jù)輸入信號，計算出對GV位置的要求值，其輸入信號有：速度或負荷的設定值輸入（SPEEDORLOADERFERENCE）轉(zhuǎn)速信號（SELECTEDSPEED）第一級汽室（調(diào)節(jié)級）壓力信號（TP1）發(fā)電機功率信號（MW）高壓主汽門壓力信號（TP）模擬系統(tǒng)輸出的跟蹤信號速度或負荷的設定值輸入（SPEEDORLOADERFERENCE）

此信號在調(diào)節(jié)閥控制處于AUTO工作方式時用作控制設定值。GV控制回路的設定值可能來自六個不同的外部源，通過各自的接口送入到一個“邏輯”功能塊，該功能塊是一個軟件程序，可判斷控制系統(tǒng)目前需用哪一個信號源，從而根據(jù)要求向GV控制回路送出一個相應的設定值。轉(zhuǎn)速信號（SELECTEDSPEED）

此信號作為GV控制回路的反饋信號，其中通道“A”和通道“B”是數(shù)字量信號，另一個是模擬量信號，來自汽輪機監(jiān)督儀表的速度信號，通過模擬量輸入裝置進入數(shù)字系統(tǒng)，這三個信號通過“速度選擇”邏輯功能后進入GV控制回路?！八俣冗x擇”功能塊對輸入的速度信號的正確性進行判斷，并選擇其中一個作為GV控制回路的反饋輸入。第一級汽室（調(diào)節(jié)級）壓力信號（TP1）

此信號作為模擬量信號，通過模擬量輸入裝置送入GV控制回路，它是再GV進行負荷調(diào)節(jié)時用作汽輪機功率的反饋信號。發(fā)電機功率信號（MW）

此信號也為模擬量信號，通過模擬量輸入裝置送入GV控制回路，負荷調(diào)節(jié)時，發(fā)電機輸出功率的反饋信號。高壓主汽門壓力信號（TP）

此信號是一個模擬量信號，在負荷控制過程中，其值要求不小于某一給定的數(shù)值，當高壓主汽門壓力低于某一給定值時，主汽門壓力控制器就要發(fā)出一個信號，使負荷設定值降低，通過GV控制回路來關小GV，從而使高壓主汽門壓力恢復，直至高于給定值。主汽門壓力控制器包含在GV控制的數(shù)字系統(tǒng)中，主汽門壓力信號是這一控制的反饋信號。模擬系統(tǒng)輸出的跟蹤信號

此信號作為手操工作方式時，數(shù)字系統(tǒng)對模擬系統(tǒng)的跟蹤信號，此信號保證了高壓調(diào)節(jié)閥門從“手操”切換至“自動”時實現(xiàn)無擾動切換。在AUTO工作方式下，GV控制回路通過控制運算產(chǎn)生一個蒸汽流量的請求信號，由于GV的控制方式有單一閥門控制和順序閥門控制兩種方式，因此控制回路的輸出通過一個“閥門管理”程序產(chǎn)生單一閥門控制和順序閥門控制兩個控制信號，之后分別被送至各自的數(shù)模轉(zhuǎn)換器中，在這中間設置了兩個反饋的邏輯開關“SINGLE”和“SINGLE”。當DEH采用單一閥門控制方式時，SINGLE=1，這時“閥門管理”軟件輸出單一閥門控制信號至GV伺服回路，反之，若指定為順序閥門控制方式時，SINGLE=1，閥門管理軟件把順序閥門控制的輸出信號送至GV伺服回路。在AUTO工作方式下，模擬系統(tǒng)來的跟蹤信號可保證GV控制回路的輸出與手操模擬系統(tǒng)的輸出相等，實現(xiàn)無擾動切換。2、高壓調(diào)節(jié)閥門控制系統(tǒng)設定值的選擇邏輯

在GV控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速或負荷的設定值來自多個信號源，最終由一個邏輯功能塊來選擇確定，如圖4—20所示。設定值是由“設定值計數(shù)器”的軟件產(chǎn)生，它實際上是一個積分器，受增加(RAISE)、減少(LOWER)和計數(shù)率（RATE）三個信號控制。送至設定值計數(shù)器的增加或減少信號來自兩個途徑，或者來自于比較器的輸出，或者來自于各個外部信號源，這取決于DEH工作方式。AUTO和ATC工作方式外部來的改變設定值的信號使DEH系統(tǒng)降低負荷的請求信號AUTO和ATC工作方式

當DEH系統(tǒng)處于AUTO和ATC工作方式時，轉(zhuǎn)速和負荷的設定值請求都是通過比較器和現(xiàn)有設定值進行比較后，產(chǎn)生一個增加或減少的信號去控制設定值計數(shù)器，其基本原理和TV速度控制系統(tǒng)中的設定值產(chǎn)生邏輯相同，當DEH系統(tǒng)處于其它工作方式時，外部信號源進入系統(tǒng)的是要求的設定值變化量(增量或減量)，故不必通過比較器，可直接送入設定值計數(shù)器控制計數(shù)。

在AUTO工作方式下，無論是速度控制，還是負荷控制，其設定值和變化速率可由運行人員在操作盤上選擇，然后按“進行(GO)”鍵，就能通過比較器輸出增加或減少信號送至設定值計數(shù)器，使計數(shù)器按運行人員選定的速度率計數(shù)，直至設定值等于所要求的數(shù)值。在ATC工作方式下，并且“AS=0”，“REMOTE=0”，“PLANTCOMP=0”時若進行速度控制(BR=1)，此時轉(zhuǎn)速設定值和變化率均由ATC程序產(chǎn)生，不需要運行人員選擇。若進行負荷控制(BR=1)，負荷設定值由運行人員在操作盤上選擇，之后通過比較器去控制設定值計數(shù)器。計數(shù)器的速度(即設定值的變化速率)則由ATC程序的低信號選擇器給出，即首先由ATC程序根據(jù)汽機允許的負荷變化率和發(fā)電機允許的負荷變化率選擇其中較少的一個，然后再依次與電廠負荷允許的變化率、操作人員設置的負荷變化率相比較，每次都選擇較少的一個，經(jīng)過這樣低值選擇后得到一個負荷變化率送到設定值計數(shù)器，控制它的計數(shù)率。其中ATC程序中機組的允許負荷變化率是根據(jù)機組運行時有關參數(shù)計算得到的。外部來的改變設定值的信號自動同步系統(tǒng)遠方控制(來自協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS或自動調(diào)度系統(tǒng))電廠計算機。

自動同步系統(tǒng)是在機組處于速度控制階段(BR=1)才起作用。DEH系統(tǒng)根據(jù)自動同步器發(fā)出的觸點閉合信號來增大和減少設定值。當觸點由斷開狀態(tài)變到閉合狀態(tài)時，觸點掃描功能和邏輯功能就記錄下這一狀態(tài)的改變，控制系統(tǒng)則根據(jù)這一狀態(tài)的改變來增加或減少速度設定值1r／min。DEH系統(tǒng)要求觸點輸入的最小脈沖寬度為0.1秒，最小脈沖周期為1秒，速度設定值變化的最大速率為每秒1轉(zhuǎn)。

遠方控制系統(tǒng)和電廠計算機系統(tǒng)可以用三種方式向DEH系統(tǒng)輸入設定值：即模擬量輸入信號脈沖持續(xù)寬度觸點輸入信號脈沖序列觸點輸入信號脈沖持續(xù)寬度觸點輸入是以可變的脈沖寬度輸入來代表遠方控制系統(tǒng)要求的負荷設定值變化量。

當遠方控制系統(tǒng)需要改變負荷設定值時，DEH系統(tǒng)的負荷設定值“增大／減小觸點輸入”就閉合，對DEH系統(tǒng)發(fā)出一個中斷，DEH系統(tǒng)通過觸點輸入和邏輯功能判別出中斷源。觸點輸入則起動一個軟件的計時器，當觸點斷開計時器就停止，計時器的分辨率為0.1秒，因此負荷設定值的變化量是接點閉合時間長短的函數(shù)，負荷變化率一般為每分3%額定負荷。

脈沖序列觸點接口是用來對輸人脈沖數(shù)進行計數(shù)，且每秒一次修正設定值，它也是由中斷程序控制的，DEH系統(tǒng)要求最小脈沖密度為0.25秒，脈沖之間的時間間隔大于0.5秒，每個脈沖相當于0.1%額定負荷變化量。

遠方控制方式和電廠計算機控制方式是相互排斥的，選擇了前者，后者就被禁止了，反之選擇了后者，前者就被禁止了。但它們的信號即可能以在ATC工作方式下送人，也可在非ATC工作方式下送入，在ATC方式下，如果出現(xiàn)“ATC保持”狀態(tài)(ATCHOLD=1)，則外部源送來的設定值請求信號就被禁止。使DEH系統(tǒng)降低負荷的請求信號來自高壓主汽門壓力控制器的信號返回請求信號汽輪機跳閘信號

來自高壓主汽門壓力控制器的信號在機組運行過程中，要求保持高壓主汽門壓力不低于某一給定值。高壓主汽門壓力控制器實際上是一個比較器，它將測量得到的高壓主汽門壓力信號與規(guī)定的限值進行比較，一旦低于這個值，則比較器就發(fā)出一個降低負荷設定值的信號，同時由TPC選定的速率也送至設定值計數(shù)器，計數(shù)器按規(guī)定的速度率減少計數(shù)值，機組的負荷也相應的降低，

由于GV的關小，使高壓主汽門壓力提高，直到高壓主汽門壓力恢復至高于規(guī)定值或者GV關小到最小允許開度為止，這時比較器的輸出信號才消失，機組才停止減負荷。返回請求信號在自動工作方式下，DEH控制系統(tǒng)還能接受電廠送來的三個觸點輸入信號，分別產(chǎn)生返回1、2和3三種減負荷方式，每一種對應有一定的負荷變化率和最小負荷值；如表4—4所示，一旦觸點閉合輸入后，機組則減負荷，直到觸點斷開或負荷達到最小負荷值為止。返回信號負荷變化率最小負荷（%分鐘）（%額定功率）

12002021002035020汽輪機跳閘信號一旦出現(xiàn)汽輪機跳閘條件（AST=1），則送入一個置零信號，使設定值計數(shù)器置零，機組將負荷減至零，GV關閉。所有送往設定值計數(shù)器去的增加或減少信號都要經(jīng)過高負荷限值（HLL）或低負荷限值（LLL）的狀態(tài)檢驗，這限值可由運行人員調(diào)整，一旦超出高、低負荷限值的范圍，計數(shù)器就不能接受此信號，從而禁止計數(shù)。3、高壓調(diào)節(jié)閥門控制回路汽輪發(fā)電機組動態(tài)特性分析DEH負荷控制系統(tǒng)分析GV控制回路如圖4-21所示，送入GV控制回路的設定值來自于前面介紹的設定值選擇邏輯。當GV承擔速度調(diào)節(jié)任務時（BR=1），設定值為速度值，它將和機組的速度反饋信號一起被送人比例積分速度控制器，比例積分速度控制器產(chǎn)生控制輸出送到GV伺服回路，控制機組轉(zhuǎn)速；當機組處于負荷控制狀態(tài)時（BR=0），速度控制器被切除。

當GV控制回路執(zhí)行負荷調(diào)節(jié)任務時(BR=1)，輸人的設定值為負荷設定值，機組的反饋信號為：發(fā)電機輸出功率（MW）信號第一級汽室壓力信號（TP1）汽機轉(zhuǎn)速信號（n）此時GV控制回路實際上是三個回路的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過對GV的控制來控制機組的負荷。汽輪發(fā)電機組動態(tài)特性分析

汽輪發(fā)電機組的動態(tài)特性不僅取決于它的結構參數(shù)，而且還與機組的運行方式和負荷特性，對于并網(wǎng)運行的某臺機組，在分析其動態(tài)特性時，可假設：電網(wǎng)的容量相對于機組來說是無窮大，因此電網(wǎng)頻率和電壓不受機組轉(zhuǎn)速和輸出功率變化的影響。即通過調(diào)節(jié)閥門改變汽機輸入功率時，電網(wǎng)頻率不會改變，同樣，當電網(wǎng)頻率改變時引起的機組動態(tài)過程也不會對電網(wǎng)頻率發(fā)生反影響。機組的自動調(diào)整裝置能使機組在轉(zhuǎn)速變動或電網(wǎng)負荷擾動時輸出端電壓保持恒定。作為被控對象的汽輪發(fā)電機組有兩個輸入量和兩個輸出量，一個輸入量是汽輪機進口主蒸汽流量，它是機組的輸入功率，由汽機調(diào)節(jié)閥門控制，通常稱為控制輸入。當調(diào)節(jié)閥門開度不變時，主蒸汽壓力的變化也會引起蒸汽流量的改變，產(chǎn)生對機組的擾動。另一個輸入量是電網(wǎng)負荷的變化，它是汽輪發(fā)電機組負荷側的擾動，稱為外擾。機組轉(zhuǎn)速和輸出電功率是反映機組運行狀態(tài)的兩個輸出量，在穩(wěn)態(tài)時，轉(zhuǎn)速等于電網(wǎng)頻率，在動態(tài)過程中，機組的輸入功率與其輸出的電功率不平衡時，轉(zhuǎn)速出現(xiàn)偏差；機組的輸出電功率代表了機組在單位時間內(nèi)電網(wǎng)送出的能量。當汽輪發(fā)電機組的輸入量改變時，將引起輸出量變化，如當高壓調(diào)節(jié)閥門開大時，蒸汽流量增加，則汽輪機的輸入功率增大，汽輪機的輸出轉(zhuǎn)矩也隨之加大，機組因原來的平衡狀態(tài)被破壞而開始加速，若進汽量保持不變，汽輪機輸出力矩隨轉(zhuǎn)速的增加將自發(fā)地減少，因而加速過程逐漸減慢。在加速過程中，由于電網(wǎng)頻率恒定，則發(fā)電機功角將逐漸增大，機組輸出功率隨之增加，電磁阻尼力矩也相應增大，電磁阻尼力矩的負反饋將導致加速度下降，并出現(xiàn)負加速度，此過程直到汽輪發(fā)電機的輸出力矩和電磁阻尼力矩在新的數(shù)值下達到平衡為止，這時機組才達到穩(wěn)定，在新的穩(wěn)定狀態(tài)下機組轉(zhuǎn)速仍保持與電網(wǎng)的頻率相等，發(fā)電機保持在較大的功角下運行，因而機組輸出的電功率增大，這增大部分的電功率正好是調(diào)節(jié)閥門開大所增加的汽機輸入功率(不考慮機組效率的影響)。在電網(wǎng)負荷擾動時，電網(wǎng)頻率則發(fā)生變化，負荷增大，頻率則降低；負荷減少，頻率則升高。假設電網(wǎng)頻率升高，則并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)電機組的功角將逐漸減少，發(fā)電機輸出功率隨之減少，若不考慮并網(wǎng)運行的其它機組的負荷調(diào)整，電網(wǎng)仍維持在較高頻率下運行，則頻率升高和輸出電功率減少都會使機組的電磁阻力減少，從而使機組的轉(zhuǎn)矩平衡被破壞，汽輪機加速運行。隨著汽輪機的加速，一方面使汽輪機輸出反饋減少，另一方面又使發(fā)電機功角逐漸加大，當達到新的平衡狀態(tài)時，機組恢復穩(wěn)定，這時汽輪機轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率相等，保持在較高的數(shù)值上，但發(fā)電機仍保持原有的功角，因而輸出功率仍維持在原來的數(shù)值上。上述動態(tài)過程可用圖4—22的階躍響應曲線來表示。其中(a)圖為汽輪機調(diào)節(jié)閥門開度μT增加(主蒸汽流量增大)時，汽輪機轉(zhuǎn)速ωT和輸出電功率NE的響應曲線。(b)圖為電網(wǎng)頻率μT改變時汽輪機轉(zhuǎn)速ωT和輸出電功率NE的響應曲線，從階躍響應曲線中可看出：汽輪發(fā)電機組在內(nèi)擾（調(diào)節(jié)閥門開度變化）和外擾（電網(wǎng)負荷）作用下，其動態(tài)過程是穩(wěn)定