華科大汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)課件04第四章 數(shù)字系統(tǒng)（下）VIP

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(yuǎn)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(jié)果電廠來的返回命令（PLANTRUNBACK）運行人員的操作命令（OPERATOR）遠(yuǎn)方控制信號和自動同步信號受勵磁機狀態(tài)的邏輯開關(guān)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(yuǎn)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(guān)偏置信號（GVCLOSEBIAS）：由模擬系統(tǒng)給出，當(dāng)汽輪機停機系統(tǒng)發(fā)生跳閘信號時，使GV緊緊關(guān)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(dāng)測試GV時，關(guān)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(yuǎn)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(dāng)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(shè)置要求的速度或負(fù)荷設(shè)定值。這種工作方式向下可退到手操方式，向上可進(jìn)到ATC、REMOTE、AS、PLANTCOMPUTER等方式。2、自動汽輪機控制方式（ATC）當(dāng)機組處于速度控制階段時，勵磁機邏輯開關(guān)斷開（BR=0），此時按下“ATC”則DEH系統(tǒng)就可進(jìn)入自動汽輪機控制方式。速度控制設(shè)定值的變化（升速曲線）通過ATC程序計算給定。當(dāng)機組處于負(fù)荷控制階段（BR=1），DEH系統(tǒng)可通過以下兩種途徑進(jìn)入ATC方式。若系統(tǒng)處于AUTO工作方式，并且設(shè)置的設(shè)定值請求與現(xiàn)有的設(shè)定值不相等，則按下“ATC”鍵，系統(tǒng)就可以進(jìn)入“ATC”工作方式，這時的速度設(shè)定值請求由操作人員給出。若系統(tǒng)處于遠(yuǎn)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(jìn)入“ATC”工作方式，這時的速度設(shè)定值請求由ATC程序計算提供。3、遠(yuǎn)方控制方式（REMOTE）遠(yuǎn)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(fù)荷，通常用來實現(xiàn)機爐電協(xié)調(diào)控制，負(fù)荷的設(shè)定值來自鍋爐或調(diào)度。當(dāng)系統(tǒng)處于負(fù)荷控制（BR=1），采用AUTO方式（OA=1）或從AUTO方式進(jìn)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(jìn)入遠(yuǎn)方控制工作方式。4、電廠計算機控制方式（PLANTCOMP）當(dāng)系統(tǒng)處于負(fù)荷控制下（BR=1，采用AUTO方式（OA=1）或從AUTO方式進(jìn)入ATC方式（OA=1，ATC=1）并且遠(yuǎn)方控制已被切除（REMOTE=1），此時按下“PLANTCOMP”鍵，系統(tǒng)則進(jìn)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(fù)荷設(shè)定值改變。5、自動同步工作方式（AS）當(dāng)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(dá)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(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。當(dāng)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(jìn)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(fù)荷。當(dāng)系統(tǒng)處于負(fù)荷控制時（BR=1），此時運行人員按下“RUNBACK”鍵，系統(tǒng)立即進(jìn)入電廠返回減負(fù)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(shè)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(fù)荷的設(shè)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(fù)荷的設(shè)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(shè)定值。GV控制回路的設(shè)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(yīng)的設(shè)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(jìn)入數(shù)字系統(tǒng)，這三個信號通過“速度選擇”邏輯功能后進(jìn)入GV控制回路。“速度選擇”功能塊對輸入的速度信號的正確性進(jìn)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(jìn)行負(fù)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(fù)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(fù)荷控制過程中，其值要求不小于某一給定的數(shù)值，當(dāng)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(fù)荷設(shè)定值降低，通過GV控制回路來關(guān)小GV，從而使高壓主汽門壓力恢復(fù)，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(shè)置了兩個反饋的邏輯開關(guān)“SINGLE”和“SINGLE”。當(dāng)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(shè)定值的選擇邏輯在GV控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的設(shè)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(shè)定值是由“設(shè)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(shè)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(shè)定值的信號使DEH系統(tǒng)降低負(fù)荷的請求信號AUTO和ATC工作方式當(dāng)DEH系統(tǒng)處于AUTO和ATC工作方式時，轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的設(shè)定值請求都是通過比較器和現(xiàn)有設(shè)定值進(jìn)行比較后，產(chǎn)生一個增加或減少的信號去控制設(shè)定值計數(shù)器，其基本原理和TV速度控制系統(tǒng)中的設(shè)定值產(chǎn)生邏輯相同，當(dāng)DEH系統(tǒng)處于其它工作方式時，外部信號源進(jìn)入系統(tǒng)的是要求的設(shè)定值變化量(增量或減量)，故不必通過比較器，可直接送入設(shè)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(fù)荷控制，其設(shè)定值和變化速率可由運行人員在操作盤上選擇，然后按“進(jìn)行(GO)”鍵，就能通過比較器輸出增加或減少信號送至設(shè)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(shè)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(jìn)行速度控制(BR=1)，此時轉(zhuǎn)速設(shè)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(jìn)行負(fù)荷控制(BR=1)，負(fù)荷設(shè)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(shè)定值計數(shù)器。計數(shù)器的速度(即設(shè)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(fù)荷變化率和發(fā)電機允許的負(fù)荷變化率選擇其中較少的一個，然后再依次與電廠負(fù)荷允許的變化率、操作人員設(shè)置的負(fù)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(fù)荷變化率送到設(shè)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(fù)荷變化率是根據(jù)機組運行時有關(guān)參數(shù)計算得到的。外部來的改變設(shè)定值的信號自動同步系統(tǒng)遠(yuǎn)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(shè)定值。當(dāng)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(shè)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(shè)定值變化的最大速率為每秒1轉(zhuǎn)。遠(yuǎn)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(shè)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(yuǎn)方控制系統(tǒng)要求的負(fù)荷設(shè)定值變化量。當(dāng)遠(yuǎn)方控制系統(tǒng)需要改變負(fù)荷設(shè)定值時，DEH系統(tǒng)的負(fù)荷設(shè)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(dāng)觸點斷開計時器就停止，計時器的分辨率為0.1秒，因此負(fù)荷設(shè)定值的變化量是接點閉合時間長短的函數(shù)，負(fù)荷變化率一般為每分3%額定負(fù)荷。脈沖序列觸點接口是用來對輸人脈沖數(shù)進(jìn)行計數(shù)，且每秒一次修正設(shè)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(dāng)于0.1%額定負(fù)荷變化量。遠(yuǎn)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(shè)定值請求信號就被禁止。使DEH系統(tǒng)降低負(fù)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(jìn)行比較，一旦低于這個值，則比較器就發(fā)出一個降低負(fù)荷設(shè)定值的信號，同時由TPC選定的速率也送至設(shè)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(fù)荷也相應(yīng)的降低，由于GV的關(guān)小，使高壓主汽門壓力提高，直到高壓主汽門壓力恢復(fù)至高于規(guī)定值或者GV關(guān)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(fù)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(fù)荷方式，每一種對應(yīng)有一定的負(fù)荷變化率和最小負(fù)荷值；如表4—4所示，一旦觸點閉合輸入后，機組則減負(fù)荷，直到觸點斷開或負(fù)荷達(dá)到最小負(fù)荷值為止。返回信號負(fù)荷變化率最小負(fù)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(shè)定值計數(shù)器置零，機組將負(fù)荷減至零，GV關(guān)閉。所有送往設(shè)定值計數(shù)器去的增加或減少信號都要經(jīng)過高負(fù)荷限值（HLL）或低負(fù)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(fù)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(fù)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(shè)定值來自于前面介紹的設(shè)定值選擇邏輯。當(dāng)GV承擔(dān)速度調(diào)節(jié)任務(wù)時（BR=1），設(shè)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(dāng)機組處于負(fù)荷控制狀態(tài)時（BR=0），速度控制器被切除。當(dāng)GV控制回路執(zhí)行負(fù)荷調(diào)節(jié)任務(wù)時(BR=1)，輸人的設(shè)定值為負(fù)荷設(shè)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(fù)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(jié)構(gòu)參數(shù)，而且還與機組的運行方式和負(fù)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(shè)：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(dāng)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(fù)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(jìn)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(dāng)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(fù)荷的變化，它是汽輪發(fā)電機組負(fù)荷側(cè)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(dāng)汽輪發(fā)電機組的輸入量改變時，將引起輸出量變化，如當(dāng)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(jìn)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(yīng)增大，電磁阻尼力矩的負(fù)反饋將導(dǎo)致加速度下降，并出現(xiàn)負(fù)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(dá)到平衡為止，這時機組才達(dá)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(fù)荷擾動時，電網(wǎng)頻率則發(fā)生變化，負(fù)荷增大，頻率則降低；負(fù)荷減少，頻率則升高。假設(shè)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(fù)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(dāng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)時，機組恢復(fù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)曲線，從階躍響應(yīng)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(fù)荷）作用下，其動態(tài)過程是穩(wěn)定的，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率相等，輸出電功率與汽輪機的輸入功率相等，因此它是具有自平衡能力的被控對象。在動態(tài)過程中，由于輸人——輸出能量的不平衡，汽輪機的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，它與電網(wǎng)的頻差將引起發(fā)電機功角的改變，過大的功角改變會引起電機運行的不穩(wěn)定，因此機組加減負(fù)荷的速率和電網(wǎng)負(fù)荷擾動量的過大都是不允許的。電功率信號NE對汽輪機調(diào)節(jié)閥門階躍輸入的響應(yīng)有一定的適時和慢性，在動態(tài)過程中電功率信號并不等于汽輪機的軸功率，它只反映機組向電網(wǎng)輸出的功率。因此，在內(nèi)擾時，它能反映輸入功率的變化，而在外擾時它只能反應(yīng)輸出功率的變化，并不能反映輸入功率的變化，這將給汽輪發(fā)電機組的功頻控制系統(tǒng)帶來一定的影響。DEH負(fù)荷控制系統(tǒng)的分析在圖4—21所示的控制系統(tǒng)中，負(fù)荷設(shè)定值代表要求機組帶負(fù)荷，即為當(dāng)機組在穩(wěn)定運行狀態(tài)下，運行人員或中心調(diào)度所(ADC)要求機組帶負(fù)荷。對于參與一次調(diào)頻的機組，它還應(yīng)當(dāng)隨著電網(wǎng)負(fù)荷的變化改變它的出力。負(fù)荷設(shè)定值中應(yīng)有能反映電網(wǎng)負(fù)荷要求的信號，就是頻差信號，它反映了電網(wǎng)負(fù)荷變化的大小和方向，因此在DEH控制系統(tǒng)中，將頻差信號（ω0-ωT）乘以比例系數(shù)K后，與負(fù)荷設(shè)定值信號相加，經(jīng)過這樣修正后的設(shè)定值信號，既反映了穩(wěn)定狀態(tài)下對機組的要求，也反映了電網(wǎng)負(fù)荷變化對機組負(fù)荷的要求，頻差信號所乘的比例系數(shù)越大，則機組對電網(wǎng)負(fù)荷變化的反映越敏感，承擔(dān)的一次調(diào)頻任務(wù)也越重。對于帶基本負(fù)荷的機組，可將頻差信號切除或乘上很小的系數(shù)，該系數(shù)應(yīng)根據(jù)調(diào)峰機組所承擔(dān)的一次調(diào)頻百分比來確定。經(jīng)過轉(zhuǎn)速偏差修正后的功率設(shè)定值，被送到負(fù)荷控制的串級系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的反饋信號是電功率信號(MW)和汽輪機調(diào)節(jié)級汽室壓力信號(TPl)，(轉(zhuǎn)速信號在速度控制時是反饋信號，在負(fù)荷控制時為反映外擾的輸入信號)，TPl信號對汽輪機高壓調(diào)節(jié)閥門開度μT的控制作用反應(yīng)的較快，它近似的代表了汽輪機的蒸汽流量。當(dāng)設(shè)定值改變或內(nèi)擾(如主蒸汽壓力變化引起蒸汽流量改變)變化時，通過TPl的控制回路(內(nèi)回路)能及時加以控制，使機組的負(fù)荷基本上與設(shè)定值要求相等。若機組的負(fù)荷與要求還有偏差，則可通過電功率信號MW的反饋回路(外回路)來進(jìn)一步加以修正，最終保持電功率信號MW與設(shè)定值相一致。快速反應(yīng)的TP1回路對機組負(fù)荷起粗調(diào)作用，反應(yīng)較慢的電功率MW回路起細(xì)調(diào)作用，兩個控制回路都采用了比例積分(PI)控制方式。細(xì)調(diào)是通過電功率MW回路的PI輸出與負(fù)荷設(shè)定值(經(jīng)頻差修正后)相乘后，作為TPl回路的設(shè)定值。其中乘法器用來進(jìn)行動態(tài)校正，以解決內(nèi)、外回路的跟蹤。在功率反饋回路PI控制運算中，比例積分輸出的平衡位置是1，當(dāng)輸入功率偏差為正時，輸出向大于1的方向積分，與經(jīng)過頻差修正的設(shè)定值相乘后，送至TPl控制回路，從而使機組的負(fù)荷增大；當(dāng)輸入功率偏差為負(fù)時，則輸出向小于1的方向積分，與經(jīng)過頻差修正的設(shè)定值相乘后，送至TPI控制回路，使機組的負(fù)荷減小。同時在比例積分調(diào)節(jié)器輸出端還設(shè)有上、下限值，使它在1附近的小范圍內(nèi)變化。由于調(diào)節(jié)級汽室壓力TPl信號和發(fā)電機輸出功率信號MW在穩(wěn)定狀態(tài)下都代表了機組的出力，因此由內(nèi)回路保持汽機調(diào)節(jié)級汽室壓力TPI等于負(fù)荷給定值后，發(fā)電機功率信號與給定值之間的偏差不會很大，將外回路的比例積分控制輸出限制在1附近就足夠了，細(xì)調(diào)的作用不宜過大，否則將會造成系統(tǒng)的振蕩。如果發(fā)電機輸出功率信號MW被切除，則該控制回路將不起作用，控制系統(tǒng)通過保持調(diào)節(jié)級汽室壓力TPl來間接地保證機組的輸出功率。如果汽機調(diào)節(jié)級汽室壓力TPl信號被切除，那么TPl控制回路將不起作用，此時控制系統(tǒng)不能及時消除內(nèi)擾，控制過程品質(zhì)相對來說就此較差。上述所提到的控制功能都是以軟件方式實現(xiàn)的。在圖4-21所示的GV控制回路中，還設(shè)有手操方式時的跟蹤輸人以及機組在高壓主汽門控制時(GV=1)使高壓調(diào)節(jié)閥門全開的偏置信號，GV控制回路的輸出閥位信號，無論是控制輸出，還是跟蹤輸出，都要經(jīng)過閥位限制比較后，才能輸出，比較的結(jié)果如果是小于閥門限值，則允許輸出，如果大于閥門限值，則按限值大小輸出，這是由一低信號選擇器來實現(xiàn)的。閥位限值的大小可由運行人員按操作盤上的閥門限值增加鍵和閥位限值減少鍵來調(diào)整，這兩個鍵能控制閥門限值計數(shù)器向增大或減少方向計數(shù)，從而給出需要的閥位限值。4、速度選擇程序速度檢查功能模塊速度可靠性判斷邏輯模塊速度選擇邏輯模塊在DEH系統(tǒng)中，為了保證速度測量信號的正確可靠，采用了三個速度測量源，通過比較判斷選擇一個可靠的速度信號作為控制系統(tǒng)的反饋信號，其中兩個來自于汽輪機測速感受元件提供的脈沖型式的信號，另一個是來自于汽輪機監(jiān)視儀表的模擬量信號，它通過模擬量輸入裝置送人DEH的數(shù)字系統(tǒng)。速度選擇程序模塊包括：速度檢查功能模塊速度可靠性判斷邏輯模塊速度選擇邏輯模塊速度檢查功能模塊速度檢查功能模塊如圖4—23所示，檢查是通過比較來實現(xiàn)的，檢查結(jié)果設(shè)置出相應(yīng)的邏輯狀態(tài)標(biāo)志，以進(jìn)行速度信號的可靠性判斷和選擇。由圖中可看出兩個數(shù)字速度信號（速度“A”和速度“B”）通過計算機后掃描程序分別從兩個控制速度通道，采樣輸入，并經(jīng)過濾波（平均法）后送至檢查功能塊。模擬信號通過模擬量輸入掃描和轉(zhuǎn)換后，變成數(shù)字信號也被送人檢查功能塊。檢查功能塊是一個比較軟件程序，在此程序中，每一個速度信號都要進(jìn)行五次比較，其中兩次是和其它兩個速度信號進(jìn)行比較，另外三次是分別與速度高限故障值(WSMAX)、速度低限故障值(WSMIN)及某一低速度值(WSMINTOL)進(jìn)行比較，最后根據(jù)比較結(jié)果的大小建立標(biāo)志位。例如對速度“A”進(jìn)行如下檢驗：與速度“B”比較，若相等，則置標(biāo)志AEQB=“真”，否則置AEQB=“假”。與監(jiān)督速度“C”比較，若相等，則置標(biāo)志AEQB=“真”，否則置AEQB=“假”。與高限故障WSMAX比較，若大于它，則置速度“A”高限故障標(biāo)志AHIFL“真”，否則置AHIFL=“假”。與低限故障WSMIN比較，若小于它，則置速度“A”低限故障標(biāo)志ALOFL=“真”，否則置ALOFL=“假”。與大于低限故障值的某一速度限值(WSMIN+TOL)比較，若小于它，則置標(biāo)志ALO=“真”，否則置ALO=“假”。三個速度信號都經(jīng)過同樣的比較后，共得到十二個邏輯標(biāo)志，送到速度可靠性判斷邏輯模塊。速度可靠性判斷邏輯模塊圖4—24為根據(jù)檢查到的邏輯狀態(tài)標(biāo)志進(jìn)行速度信號的可靠性判斷邏輯。任何一速度信號，如果滿足下列兩個條件，那么認(rèn)為該速度信號是可靠的。它至少和其它一個通道的速度信號相等它的數(shù)值在高限故障值和低限故障值之間例如對速度“A”來說，如果滿足AEQB=“真”或AEQC=“真”；AHIFL=“真”，且ALQF=“真”，則速度“A”信號是可靠的，即置相應(yīng)標(biāo)志AQK=“真”；其它兩個速度信號也作類似的判斷，以確定可靠性。對監(jiān)督速度“C”，不僅要滿足上述邏輯條件，而且還要檢查模擬輸入系統(tǒng)是否故障，只有當(dāng)模擬輸入系統(tǒng)無故障時(由模擬輸入系統(tǒng)給出相應(yīng)的邏輯狀態(tài)標(biāo)志AIFL=1)，才能確認(rèn)速度“C”是可靠的，即COK=“真”。兩個數(shù)字速度通道如果都有故障，即AOK=1，BOK=1，則置邏輯標(biāo)志ABFL=“真”；三個速度信號中，只要有一個不可靠，即AOK=1或BOK=1或，COK=1，則在監(jiān)控程序中置速度通道監(jiān)督標(biāo)志SPEEDCHANNELMONITOR=“真”。在速度可靠性判斷邏輯模塊中，還有一個附加的狀態(tài)，那就是低設(shè)定值狀態(tài)(REFMIN)，因為當(dāng)機組在啟動過程中，轉(zhuǎn)速很低的時候，例如150轉(zhuǎn)／分或更低，通過低限故障檢查時，即使正確也要被當(dāng)作故障處理，為了避免這種情況，用REFMIN狀態(tài)來旁通低限故障狀態(tài)(ALOFL，BLOFL，CLOFL)，低設(shè)定值狀態(tài)標(biāo)志確定如圖4—25所示。當(dāng)機組處于轉(zhuǎn)速控制狀態(tài)BR=1，且設(shè)定值小于某個指定的最小設(shè)定值（此時比較器輸出為“真”）和三個速度信號都少于某一個比較低限故障值稍大的限值，即ALO=“真”，BLO=“真”，CLO=“真”，這時置邏輯標(biāo)志REFMIN=“真”。這樣當(dāng)機組在轉(zhuǎn)速很低的情況下，進(jìn)行轉(zhuǎn)速信號可靠性檢查時，可不受低限故障檢查的影響，使速度控制在整個啟動過程中都能應(yīng)用。速度選擇邏輯模塊經(jīng)可靠性判斷后，如果速度“A”和“B”都可靠，即AOK=1，BOK=1，那么通過—個軟件觸發(fā)器來確定到底選中哪一個速度信號，如圖4—26所示，在這種情況下“A”和“B”都有被選中的可能，因為此時觸發(fā)器的狀態(tài)是任意的.如果速度“A”和“B”中有—個信號發(fā)生故障，或被切除，則觸發(fā)器輸出狀態(tài)將由輸人端信號來確定，如AOK=1，BOK=0，則觸發(fā)器復(fù)位，速度“A”被選中，在這種情況下，即使速度“B”，恢復(fù)可靠后投入使用，也不會使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，系統(tǒng)仍然選擇速度“A”信號。同樣如果原來選中的是“B”信號(AOK=0，BOK=1)，則在“A”信號恢復(fù)并投入使用后，系統(tǒng)也仍然選中“B”信號，“A”和“B”這種相互排斥的邏輯可避免一個間斷性的速度通道故障，影響對選中的速度通道的正常工作。

在速度選擇邏輯中，一旦有任意兩個速度信號不可靠或被切除（“A”和“C”或“B”和“C”或“A”和“B”），則控制速度通道就以為被切除。如果機組處于負(fù)荷控制狀態(tài)，則轉(zhuǎn)速偏差修正回路就被切除。如果機組處于速度控制，則DEH系統(tǒng)被切換至手操工作方式。Digitalsystemofhighpressurethrottlevalve第五節(jié)中壓調(diào)節(jié)閥門的數(shù)字系統(tǒng)中壓調(diào)節(jié)閥門控制工作方式中壓調(diào)節(jié)閥門控制系統(tǒng)一、中壓調(diào)節(jié)閥門控制的工作方式Workingfashionofintermediatepressuregovernorvalvecontrol如圖4-27自動方式（AUTO）手操方式（AUTO或MANUAL）1、自動工作方式IV的數(shù)字系統(tǒng)接受下列信號：運行人員從操作盤送入的轉(zhuǎn)速給定值信號。ATC給定。數(shù)字系統(tǒng)的輸出經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，分兩路，一路送到IV伺服回路作為控制IV的開度請求信號，另一路送到IV的模擬系統(tǒng)，作為跟蹤信號，使模擬系統(tǒng)的輸出跟蹤數(shù)字系統(tǒng)。2、手操工作方式在手操工作方式時，數(shù)字系統(tǒng)不參與控制，操作人員通過模擬系統(tǒng)，對IV控制。模擬系統(tǒng)的輸出信號還被送至數(shù)字系統(tǒng)，作為對手操方式的跟蹤信號。IV的伺服系統(tǒng)除接受IVCONTROL信號外，還接受IVTEST和IV