DEH讲课
第六章汽轮机数字电液调节系统
DEH（digital electric hydraulic control system）即汽轮机数字式电液控制系统，是目前大型电站汽轮机普遍采用的控制装置，它主要完成机组在启停及正常运行过程中对汽轮机转速和功率的控制功能、汽轮机的超速保护功能，以及对汽轮机的进汽和排汽参数、缸温、轴承温度及转速、发电机功率等重要参数的监视。
第一节 汽轮机自动调节系统的发展
汽轮机是电厂中的重要设备，在高温高压蒸汽的作用下高速旋转，完成热能到机械能的转换。汽轮机驱动发电机转动，将机械能转换为电能，电力网将电能输送给各个用户。为了维持电网频率，要求汽轮机的转速稳定在额定转速附近很小的一个范围内，通常规定此范围为±1.5~3.0r/min。为了达到此要求，汽轮机必须配备可靠的自动调节系统。汽轮机自动调节系统的发展经历了以下几个阶段：
一、机械液压式调节系统（MHC）纯液压式（同步器、伺服马达、油动滑阀）
早期的汽轮机调节系统是由离心飞锤、杠杆、凸轮等机械部件和错油门、油动机等液压部件构成的, 称为机械液压式调节系统 (mechanical hydraulic control, MHC), 简称液调。这种系统的控制器是由机械元件组成的, 执行器是由液压元件组成的。由汽轮机原理知道，MHC仅具有窄范围的闭环转速调节功能和超速跳闸功能, 其转速—功率静态特性是固定的, 运行中不能加以调节。但是由于它的可靠性高, 并且能满足机组运行的基本要求, 所以至今仍在使用。精度差
二、电气液压式调节系统（EHC）电液并存（相互跟踪不便、振荡）
随着机组单机容量的增大和中间再热机组的出现, 单元制运行方式的普遍采用以及电网自动化水平的提高, 对汽轮机调节系统提出了更高的要求, 仅依靠机械液压式调节系统已不能完成控制任务。这时产生了电气液压式调节系统 (electric hydraulic control, EHC), 简称电液调节。这种系统有两个控制器, 一个控制器由电气元件组成, 一个控制器由机械元件组成, 执行部件仍保留原来液压部分。这种系统具有信号综合方便，运算精确度高，能适应多种运行工况的特点, 而且操作、调整和修改都比较方便。由于早期电气元件的可靠性还比较低, 组成电路的可靠性还不能满足汽轮机调节系统的要求, 因此保留了由机械元件组成的控制器作为后备调节手段，正常控制由电调的电路完成，当电调的电路因故障退出工作, 还有机械液压式调节系统接替工作, 以保证机组的安全连续运行。 三、模拟式电气液压调节系统（AEH）模拟式纯电调（调节快速方便，精度低）
随着电气元件可靠性的提高, 出现了不依靠机械液压式调节系统作后备的纯电调系统。由于液压执行机构的特性优良，纯电调的电液控制系统仍保留了液压执行机构。为了改善电液控制系统的特性，满足安全防火的要求，现代的电液控制系统采用高油压、抗燃油，调速油压提高到12MPa。这样，汽轮机的控制油系统和润滑油系统就完全分成为两个独立的系统。开始采用的纯电调系统的控制器是由模拟电路组成的, 称为模拟式电气液压
调节系统(analog electric hydraulic control, AEH), 也称模拟电调。控制器和液压执行机构之间通过电液转换器相连接。
四、数字式电气液压调节系统（DEH）数字式电调（调节快速方便，精度高）
随着电子计算机技术的发展， 20世纪80年代出现了以数字计算机为基础的数字式电气液压控制系统 (digital electric hydraulic control, DEH), 简称数字电调。其组成特点是控制器用数字计算机实现, 执行部件保留原有的液压执行机构。早期的数字电调大多是以小型计算机为核心的, 微机出现后, 数字电调也采用了微机，并已在我国电厂得到广泛应用。近年来, 在分散控制系统发展的影响下, 汽轮机DEH 系统逐步转向由分散控制系统组成。本章主要介绍国内广泛应用的上海新华电站控制工程有限公司生产的汽轮机数字式电液调节DEH-Ⅲ系统。
第二节 功频电液调节系统的基本原理
一、汽轮机调节系统的静态特性曲线
在稳定状态下，汽轮机的功率与转速之间的关系，称为调节系统的静态特性。对孤立运行机组而言，在进汽量一定的情况下当负荷增加时转速下降，负荷减少时转速上升。这种特性即为汽轮机调节系统的静态特性。汽轮机调节系统的典型静态特性曲线如下图6－1，其中n 代表转速，r/min ；p 代表功率，MW ；p 0代表额定功率，MW ；n min 、n max 代表空负荷和满负荷对应的转速，r/min 。静态特性曲线可以通过计算或空负荷试验及带负荷试验的方法获得，例如机组在一定转速下带额定负荷时，突然甩去所有负荷，监测转速的飞升情况，就可以得出机组的特性曲线。
n 0
n
图6－1：汽轮机调节系统的静态特性曲线
汽轮机的静态特性可用下列数学关系式表示：
00
1N n
N n δΔΔ=?
（6-1）
式中：—转速偏差，n Δ0n n n Δ=?；
N Δ—功率偏差，0N N N Δ=?； 0,n n —分别为汽轮机转速与转速定值；
0,N N —分别为汽轮机功率与功率定值；
δ—汽轮机转速不等率，120
100%n n
n δ?=×，这里是汽轮机空负荷转速，是
汽轮机满负荷转速，为汽轮机额定转速。
1n 2n 0n 式中的负号表示转速升高时汽轮机功率降低。δ是调节系统最重要的指标，从自动调节原理的角度讲，它相当于调节系统的比例带，既反映了一次调频能力的强弱，又表明了稳定性的好坏。如果特性曲线平坦，即δ较小，则一次调频特性强，有利于稳定电网频率，即电网负荷变化后，电网频率的变化将使电网中各台机组的功率相应地增大或减少，从而达到新的功率平衡，并且将电网频率的变化限制在一定的范围内。但δ太小易引起调节系统不稳定，甚至强烈振荡；相反，δ太大可使调节系统稳定，但不能保障供电频率在规定的范围内。可见，δ的大小对供电质量和调节系统的稳定有十分重要的影响。一般δ的设计范围为3%~6%，常用为4%~5%。
非中间再热凝汽式机组，由于机组蒸汽容积较小，影响不大，汽轮机高压调节阀的开度基本上可代表汽轮机的实发功率（阀门流量特性为线性），故式（6-1）中的功率可以用高压调节阀开度来取代，即：
01m n
m n δΔΔ=?
（6-2） 式中： —高压调节阀开度偏差值，
； Δ=Δm 0m m m ?0,m m —分别为高压调节阀开度和额定功率下的高压调节阀开度。
式（6-2）是采用液压调节系统的汽轮机转速调节器的动态方程, 具有比例调节性质。 而机组采用中间再热以后，由于单元制系统总蓄热能力下降, 当机组变负荷时, 蒸汽压力波动较大，工质参数的变化破坏了汽轮机转速与功率之间的比例关系。再者, 中间再热机组的再热系统具有较大容积迟延和惯性, 使中、低压缸的功率变化滞后于高压调节阀的动作。由于这些原因, 大型单元机组如仍采用机械液压调节系统, 必然产生动态过程中转速与功率之间的关系偏离静态特性, 降低了机组的一次调频能力。
为了解决这一问题,在机组转速调节系统中引进机组功率反馈信号, 对机组的功率也实行自动控制，以便将机组的功率自动地维持在给定值上，这样便构成图6-1所示的功频电液调节系统。可见，这是一个双回路闭环调节系统。并网前改变定值可以调节转速, 并网后维持转速定值不变, 改变定值可以调节汽轮发电机的功率。机组并网运行后, 系统工作过程简述如下。参加一次调频时, 以转速偏差去调整调节阀开度, 改变汽轮发电机的输出功率, 直至功率变化与转速偏差的值在调节器PID入口相平衡, PID输出值不变，调节过
程结束。二次调频时，改变机组的功率给定值, PID调节器入口产生功率偏差, 经过系统的调节作用, 改变调节阀的开度, 调整机组的输出功率, 直至PID入口功率偏差为零。当蒸汽参数变化时, 如压力降低, 在同样阀门开度的条件下汽轮发电机组的输出功率将减少, 出现正的功率偏差，经调节系统作用开大调节阀, 提高输出功率, 直至PID调节器入口功率偏差为零。因此引入功率反馈信号后可以消除蒸汽压力变化对功率的影响，从而保证了汽轮机转速变化与功率变化之间的固定比例关系, 即保证了一次调频能力不变。利用功率反馈信号和PID调节器的特性还可以补偿功率的滞后。当外界负荷增加时，使汽轮机转速下降，这时正的转速偏差作用于PID调节器，经过一系列的作用后，使高压调节阀开大，高压缸功率增加。此时功率偏差信号还很小，不足以抵消转速偏差信号，因此，高压调节阀继续开大，即产生过开。高压缸因过开而产生的过剩功率刚好抵消了中低压缸功率的滞后。当中低压缸功率滞后逐渐消失时，由于功率偏差的存在又使高压调节阀关小，当中低压缸功率滞后完全消失时，高压调节阀开度又回到稳态设计值，此时调节系统动作结束。从上述分析可知，无论是蒸汽压力发生波动或者功率产生滞后，都能保证转速偏差与功率变化之间的固定比例关系, 即保证了一次调频能力的不变。
图6-2 汽轮机功频电液调节系统方框图
实际应用时, 转速信号取自汽轮机主轴转速, 功率信号取自发电机电功率。
二、一次调频功能祥解
一次调频功能就是DEH根据电网实际网频与额定频率（50Hz）的偏差转换为负荷指令的偏置，直接叠加到负荷指令及流量指令上，瞬间开大或关小调节汽门，利用锅炉汽包的蓄热快速调整机组负荷，使汽轮机负荷与发电机负荷平衡，即稳定电网频率到额定值。在功率回路投入的时候，一次调频形成的负荷调整值也叠加到负荷设定值中，以避免因为功率回路的调节作用使负荷出现反调现象，并保证一次调频的负荷调整幅度达到稳定电网频率的要求，对频率校正起到修正的作用。特点是一次调频功能反应速度快，没有延时也没有速率限制，能及时根据网频的变化而作出反应，同时负荷的调整量与电网频率变化相适应，保障供电的质量和电网的稳定安全。
一次调频逻辑的典型SAMA图如下图6－3所示。
图6－3：DEH一次调频实施方案
说明：① DEH切除功率回路时，一次调频功能对负荷的修正直接叠加到流量指令上，调整汽轮机的进汽量，快速稳定电网频率。此时功率控制回路处于跟踪状态，其输出跟踪流量指令，以保证无扰切换。
② DEH投入功率回路时，一次调频功能对负荷的修正除直接叠加到流量指令上以外，还叠加到经速率限制后的负荷设定值上，防止功率回路对负荷的回调，即保证一次调频功能的顺利实现，同时通过PI调节器动态补偿实际所需要的负荷量，使电网频率更接近额定值，以完善一次调频功能的实现。
③“流量指令”是由运行人员设定或在原“流量指令”的基础上经过ADS修正而形成的流量需求指令，在DEH没投入功率回路时，“流量指令”信号经过阀门的凸轮特性转换为阀门的开度指令，功率控制回路的输出跟踪“流量指令”，在DEH投入功率回路的瞬间，它跟踪实际功率，达到无扰切换；“负荷设定”是在DEH投入功率回路时，由运行人员手动设定的负荷目标值经过速率限制后形成的负荷设定值，在功率回路没投入的情况下，它就是流量指令，此时运行人员可以输入流量的目标值和速率，手动控制机组负荷。
④ F(X)就是根据所设置的转速不等率，将实际转速与额定转速的偏差转换为流量指令的偏置，直接叠加到“流量指令”上，形成新的“流量指令”。
⑤“稳燃负荷”和“额定负荷”指机组最低稳定燃烧负荷值和额定的负荷量。一次
大于额定负荷时，一次调频不动作。
⑥一次调频动作死区。即一次调频动作的不灵敏区，一般设置±2r/min。当死区设置较小时，可以过滤掉转速小扰动信号，使机组功率稳定，避免调节系统频繁地无为动作，影响设备使用寿命。
⑦一次调频最大负荷调整量。为了使机组在充分发挥一次调频功能的同时保证机组安全可靠运行，设置一次调频动作的最大负荷调整幅度，具体值根据机组本身特性而定。目前山东电网对不同容量的机组作了具体规定，具体为：
≤200MW的机组，一次调频最大负荷调整量为额定负荷的±10％；
200MW~500MW的机组，一次调频最大负荷调整量为额定负荷的±8％；
≥500MW的机组，一次调频最大负荷调整量为额定负荷的±6％；
循环流化床机组，一次调频最大负荷调整量为额定负荷的±4％。
⑨机组参与一次调频的响应滞后时间：从电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化所需的时间为一次调频负荷响应滞后时间，应小于3秒。15秒内达到应补偿量的90％。
⑩机组参与一次调频的稳定时间：机组参与一次调频过程中，在电网频率稳定后，机组负荷达到稳定所需的时间为一次调频稳定时间，应小于1min。机组投入机组协调控制系统或自动发电控制（AGC）运行时，应剔除负荷指令变化的因素。
第三节 DEH调节系统综述
汽轮机数字电液调节系统，习惯上按英文词首简称DEH调节系统，它体现当前汽轮机调节的新发展，集中了两大最新成果：固体电子学新技术—数字计算机系统；液压新技术—高压抗燃油系统，成为尺寸小、结构紧凑、高质量的调节系统。
图6-4 300M W 机组汽轮机数字电液调节系统图
DEH-Ⅲ调节系统，在系统配置方面, 尽可能吸收了分散控制系统可靠性高的优点；在硬件设备方面, 主要部件都采用了微处理机, 从而简化了硬件电路, 提高了系统的可靠性。
图6-4为某300MW机组的DEH系统图, 主要由五大部分组成。
（1）电子控制器。主要包括数字计算机、混合数模插件、接口和电源设备等, 均集中布置在6个控制柜内。主要用于给定、接受反馈信号、逻辑运算和发出指令进行控制等。
00柜：控制计算机A和B
01柜：基本控制模拟量，开关量，输入输出
02柜：阀门控制
03柜：ATC控制与监视的I/O通道
04柜：ATC计算机
05柜：UPS电源
（2） 操作系统。主要设置有操作盘、图像站的显示器和打印机等, 为运行人员提供运行信息、监督、人机对话和操作等服务。
（3）油系统。本系统的高压控制油与润滑油分开。高压油 (EH 系统 ) 采用三芳基磷酸脂抗燃油, 为调节系统提供控制与动力用油, 系统设有油泵2台，1台工作,1台备用, 供油油压为12.42～14.47Mpa，它接受调节器或操作盘来的指令进行控制。润滑油泵由主机拖动,为润滑系统提供1.44～1.69Mpa的透平油。
（4）执行机构。主要由伺服放大器、电液转换器和具有快关、隔离和逆止装置的单侧油动机组成, 负责带动高压主汽阀、高压调节汽阀和中压主汽阀、中压调节汽阀。
（5）保护系统。设有6个电磁阀, 其中2个用于超速时关闭高、中压调节汽阀, 其余用于严重超速 (110%n o)、轴承油压低、 EH 油压低、推力轴承磨损过大、凝汽器真空过低等情况下危急遮断和手动停机之用。
此外, 为控制和监督用的测量元件是必不可少的, 例如, 机组转速、调节级汽室压力、发电机功率、主汽压力传感器以及汽轮机自动程序控制 (ATC) 所需要的测量值等。
二、 D EH的主要功能
从整体看，DEH调节系统有四大功能。
1、汽轮机自动程序控制（ATC）功能
DEH调节系统的汽轮机自动程序控制，是通过状态监测，计算转子的应力，并在机组应力允许的范围内，优化启动程序，用最大的速率与最短的时间实现机组启动过程的全部自动化。
ATC允许机组有冷态启动和热态启动两种方式。冷态启动过程包括从盘车、升速、并网到带负荷, 其间各种启动的操作、阀门的切换等全过程均由计算机自动进行控制。
在非启停过程中, 还可以实现 ATC 监督。
2、汽轮机自动调节功能（供热抽汽压力）
汽轮机自动调节功能一般包括：转速调节和功率调节、压力调节、汽封压力调节、供热压力调节、润滑油温调节等。闭环自动调节功能是汽轮机DEH系统的主要功能，调节品质
的优劣将直接影响机组的供电参数和质量，并且对机组的安全运行也有直接影响。
3、汽轮机的自动保护功能
为了避免机组因超速或其他原因遭受破坏，DEH 的保护系统有如下三种保护功能: （1）OPC超速保护（定值一般为103%额定转速）。该保护只涉及到调节汽阀，当汽轮机的转速达到103%额定转速时，发出OPC信号动作OPC电磁阀，迅速关闭高中压调门。当转速恢复正常时，复位电磁阀，高中压调门根据转速调节开启。为了避免汽轮机超速，还设计有当汽轮机突然甩30%以上负荷时，也动作OPC电磁阀，关闭所有调门，做到提前动作预防超速。
(2) 危急遮断控制 (ETS)。该保护是在ETS系统检测到机组超速达到110%n o或其他安全指标达到安全界限后, 通过AST电磁阀关闭所有的主汽阀和调节汽阀, 实行紧急停机。保护内容一般有：电气超速保护（定值为110%额定转速）、轴向位移保护、真空低保护、EH油压低保护、润滑油压低保护、MFT保护、发电机解列保护、发变组故障保护、振动大保护、差胀大保护、DEH失电和DEH手动打闸等
(3) 机械超速保护和手动脱扣。机械超速保护和就地手动打闸。该保护是汽轮机的后备保护手段，机械超速的定值一般为110%~111%额定转速，通过飞锤或手动拉杆泄掉汽轮机的安全油压，通过隔膜阀泄掉AST油压，关闭所有主汽门和调门，实行紧急停机，以保证设备和人身的安全。
4、机组和DEH系统的监控功能
该监控系统在启停和运行过程中, 对机组和DEH装置两部分运行状况进行监督,其中对DEH监控的内容包括重要通道、控制器CPU、电源、输入输出卡件、VCC卡以及内部程序的运行情况等；对机组监控包括机组和系统的重要参数、运行曲线、潮流趋势和故障显示等。对一些重要参数和状态进行监视、记录和报警，以实现趋势预测、事故追忆、效率计算等数据处理功能。重要参数一般包括：汽轮机转速、发电机功率、主蒸汽压力和温度、再热蒸汽压力和温度、凝汽器真空、调节级压力、各级抽汽压力和温度、润滑油压和油温、控制油压、油动机行程、主汽门的开关状态、转子的轴向位移和偏心、高压缸和低压缸差胀、缸胀、汽轮机各轴瓦和轴的振动、推力瓦温、EH油泵的运行状态、汽缸与转子的热应力、上下汽缸温差等。
三、 D EH调节系统的运行方式（硬手动、自动、ATC、遥控）
为了确保控制的可靠，DEH的运行方式一般设计有四种：硬手动方式、自动方式、遥控方式和ATC方式，机组可在其中一种方式下运行。各种方式之间互相跟踪，并做到无扰切换。
3.1硬手动：运行人员通过操作盘直接控制各个调节汽门的开度，各按钮之间逻辑互锁，
避免误操作和参数的剧烈波动，同时具有超速保护功能、超速试验功能及手动脱扣功能。它的硬件全部由成熟的常规模拟元器件组成，作为DEH的一种后备操作手段，一般在DEH系统故障的情况下运用。当DEH处于硬手动方式时，操作员自动指令跟踪硬手动的输出，以做到无扰切换；同理，当DEH处于操作员自动时，硬手动的
组各种重要参数的稳定。
3.2 自动：这是DEH 调节系统的最基本运行方式。在这个方式下可以由运行人员直接输
入流量目标值和速率进行开环控制，也可以投入转速自动或负荷自动以及主汽压力自动进行闭环控制。
1) 操作员自动控制：由运行人员直接输入流量的目标值和速率进行升降负荷控制，
流量的目标值经过速率限制后形成流量指令，再转换为阀门开度指令。此方式用于机组刚并网后或解列前的负荷控制，此时蒸汽流量小，调门的流量线性差，为了参数的稳定多采用这种方式。
2) 转速自动控制：由运行人员输入转速目标值和速率进行升降速控制，转速偏差经
过PI 运算后形成流量指令，再转换为阀门开度指令。此方式用于机组并网前或解列后的转速控制。DEH 调节系统有很好的快速性、稳定性和精确性，转速控制可精确到±2rpm 。 转速自动控制投入条件：
a). 转速测量系统完好； b). 汽机主汽门、调节阀完好；
c). EH 油系统正常，EH 油压达到规定值； d). 伺服阀工作正常； e). 各项冷态试验合格；
f). 操作站工作正常，跟踪信号正确； g). 无故障信号。
3) 功率自动控制：由运行人员输入机组的功率目标值和负荷速率进行升降负荷控
制，功率偏差经过PI 运算后形成流量指令，再转换为阀门开度指令。此方式用于机组并网后协调系统未投入也没投入ATC 功能时的负荷控制操作。为了加强功率控制的快速和稳定，有些机组的DEH 还设计了调节级压力调节，作为功率控制回路的内环，形成串级调节系统。见下图6－5，功率调节器的输出作为调节级压力的设定值，最后经过阀门管理器转换为阀门指令信号。
图6－5：带串级的DEH 功率控制回路
主回路
副回路
a).汽机并网运行。
b).主汽压力、主汽温度正常。
c).机组负荷在额定负荷(MCR)的70%~100%之间。
d).功率显示正确。
e).EH油系统正常，EH油压达到规定值。
f).操作站工作正常，跟踪信号正确。
g).无故障信号。
h).阀门试验完毕。
i).汽轮机负荷控制系统与计算机控制系统的协调控制接口可靠，能接受协调控
制的负荷指令进行负荷控制。
功率控制回路的切除条件：
a).有阀门控制卡件在手动方式；
b).有一个以上的阀门控制卡件故障；
c).机组处于跳闸状态；
d).达到阀限；
e).达到主汽压力限制；
f).发电机处于解列状态；
g).DEH投入ADS遥控方式；
h).发生RB；
i).MW信号故障；
j).机调压力回路投入；
k).手动切除。
根据汽轮机变工况理论可知，将定压运行的凝汽式汽轮机所有非调节级取作一个级组时，调节级后汽室压力的变化与主蒸汽流量的变化成正比，而流量变化又与汽轮机功率变化成正比，因此，可用调节级汽室压力的变化来加快反映由于调节汽阀开度的变化、蒸汽参数的变化等因素引起的功率变化，它比电功率信号及转速信号快得多。所以内环调节级压力校正回路是一快速内因路，不但能消除蒸汽参数波动引起的内扰，而且能起快速粗调机组功率的作用。功率的细调是通过功率校正因路的进一步调整来完成的。
4)主汽压控制：由运行人员输入机组主汽压的目标值和升压速率进行主汽压力的控
制。虽然DEH快速灵活和稳定的调节可以保障机组主汽压力的稳定和机组的安
全运行。但目前随着上网机组容量的快速增加，供电质量的要求越来越严格，电
量和网频的调节越来越重要，因此DEH主要用来根据调度中心的负荷指令控制
机组负荷，通过调整锅炉的燃烧来调节主汽压力。所以DEH的主汽压力控制回
路一般很少用。
3.3协调控制：DEH投入遥控方式，接受CCS系统来的指令信号，改变本身的流量指令，
这个指令可以是CCS系统中的负荷自动控制回路产生的，也可以是CCS系统中的主
控回路的手自动状态和协调控制方式决定。CCS来的信号分为模拟量和开关量两种类型，模拟量信号一般设计为4～20mA标准电流信号，为了保证信号的可靠和控制系统的稳定，在DEH系统中对此指令信号进行逻辑判断和处理，当信号变为坏点或信号的变化速率超过设定值时，自动切除DEH遥控方式转为操作员自动方式；开关量信号是在CCS系统中首先将控制回路产生的指令信号与DEH系统反馈的负荷参考信号相比较，经过死区处理后产生ADS增和ADS减两个信号，在DEH系统中ADS 增减信号对当前流量指令进行修正产生新的流量指令信号，然后转换为调门的开度指令。
3.4ATC：DEH通过对汽轮机的状态检测，计算转子的应力，然后根据汽轮机的应力允
许设定转速或负荷的设定值及其速率，使汽轮机自动进行盘车、升速、暖机和并网带负荷，从而用最大的速率和最短的时间实现机组的启动和停止。
四、 D EH控制系统的主要优点：
4.1控制系统结构简单。取消了液调系统的离心飞锤、杠杆、错油门、伺服马达、中间继
动滑阀、调速器滑阀等油压控制和放大设备，液压部分只有伺服阀和液压执行机构，主要控制部分采用数字化的计算机软件实现，便于设计、安装、调试和检修检查。4.2控制系统滞后时间短。没有了众多机械间隙所引起的较大迟缓率，从调门指令改变到
负荷反馈改变的滞后时间小于3秒，控制对象的特性更稳定、更迅速。
4.3控制精度高，调节品质好，系统的静态和动态特性良好。DEH数字化（最大±215，
从－32767到32768）的信号处理和及控制和精密的电液转换器使控制精度大大提高，对于转速控制可精确到±2rpm，对于功率控制可精确到±2MW甚至±1MW。
4.4控制系统功能强大。计算机的运算、逻辑判断与处理功能特别强，在数据处理、系统
监控、可靠性分析、性能诊断和运行管理（参数与指标显示、制表打印、报警、事故追忆和人机对话）等方面，都可以得到充分的发挥。而微型计算机的广泛运用及其性价比的不断提高，使DEH成为目前汽轮机控制系统的主流。计算机的综合、判断和逻辑处理能力强，使DEH成为一种完善的调节系统。
4.5控制系统更可靠更稳定。目前DEH的控制电源、控制单元及重要测点都采取冗余配
置，而采用微处理器和使功能分散到各处理器，提高了系统的可靠性及稳定性。
第四节 DEH的自动调节系统
DEH的自动调节系统包括转速控制、负荷控制、阀门控制、机前压力控制、自动同步、自动减负荷等。
一、转速控制
转速控制可以实现大范围的转速自动调节, 使汽轮机从盘车转速逐渐升到并网前的转速, 调速范围为 50～330Or/min, 调节精确度为± 1～2r/min 。大多数电调系统是以实际
路输出阀位控制指令, 阀位指令作用于阀门控制回路去操作蒸汽阀门的启闭, 达到转速控制目的。通常转速设定值分成数档，例如：“阀关闭”、“400r/min”、“800r/min”、“2500r/min”、“3000r/min”。汽轮机升速过程中转速定值以预先给定的升速率连续变化, 是一条随时间增长的直线。升速率的值由汽轮机制造厂提供具体数据或曲线, 运行中操作人员可以根据汽轮机热状态进行选择, 汽轮机自启动时由自启动程序自动选择升速率。大多数汽轮机的升速率分“保持”、“慢”、“中”、“快”四档（如0、100r·min-1/ min 、150 r·min-1/ min 和300r·min-1/ min）。
对汽轮机转速控制系统，通常还要考虑遇到以下两种情况时应采取的技术措施。第一, 升速过程中如果汽轮机出现工况异常, 如振动过大、转子热应力过大等, 应该采取闭锁升速的措施保持转速不变, 待工况正常后继续升速; 第二, 汽轮发电机组过临界转速时, 电调系统应能自动提高升速率使机组快速跃过临界转速。
二、负荷控制
负荷控制系统是在汽轮机启动升速过程结束、机组已完成并网任务后开始工作的。汽轮机的负荷控制通常有协调控制（CCS）、操作员自动和手动控制三种基本运行方式。在协调控制方式下，DEH根据CCS系统给出的负荷指令调节阀门开度，DEH相当于CCS系统的执行机构。操作员自动控制方式下，DEH根据操作员设定的目标负荷和负荷变化率自动地将机组负荷调整到操作员设定的目标负荷值，负荷变化率分为数档，如分为“保持”、“0.5%/min”、“1%/min”、“2%/min”、“3%/min”五档，目标负荷值由操作员在负荷给定器给定。在手动方式时，由运行人员操作负荷增减按钮手动调整负荷，这时的负荷控制为开环控制。
图6-6是DEH负荷控制原理方框图。由图可见，负荷控制是由三个回路组成的串级调节系统，通过对高压调门的控制来控制机组负荷。这三个回路分别是：内环调节级（IMP）压力回路，调节器为PI2，给定值为REF2；中环功率（MW）调节回路，调节器为PI1，给定值为REF1；外环转速（WS）一次调频回路，调节器为1/δ，负荷给定值为REFDMD。
SPI—一次调频回路投入 MWI—功率回路投入 IPI—调节级压力回路投入
图6-6 DEH负荷控制原理方框图
在负荷控制系统中, 负荷设定值代表要求机组带的负荷。当机组在稳定运行状态时为运行人员或负荷调度 (ADS) 要求机组所带的负荷。对于参与一次调频的机组, 它还应当随电网负荷的变化改变出力, 因此负荷设定值中应有反映电网负荷要求的信号, 这就是频差信号。它反映了电网负荷变化的大小和方向。 DEH 控制系统中, 一般将频差信号乘
上比例系数后与负荷定值信号REFDMD相加。经过修正后，定值信号REF1既反映了稳定状态
下对机组的负荷要求，又反映了电网负荷变化时对机组负荷的要求。频差信号所乘比例系数越大，则机组对电网负荷变化的反映越敏感，承担调频任务也越重。对于带基本负荷的机组，频差信号被切除或乘上的百分系数很小。频差比例系数根据调峰机组所承担一次调频百分比确定。
经过转速偏差修正后的定值REF1送入负荷控制的串级系统，控制系统的反馈信号是电功率信号和汽轮机调节级压力信号。其中调节级压力信号对控制作用（汽轮机调节阀门开度）反应比较快，它近似代表送入汽轮机的蒸汽流量，当设定值改变或内扰（如主蒸汽压力变化引起蒸汽流量改变）时，通过IMP控制回路能及时加以控制，使机组负荷基本上与设定值相等。如果机组负荷与要求还有偏差，则通过MW回路来进一步加以修正，最终保持电功率信号与设定值相一致。因此，快速反应的IMP回路对机组负荷起了粗调作用，反映较慢的电功率回路则起了细调作用。两个控制作用都是比例积分作用，细调是通过电功率回路的PI输出与负荷设定值REF1（经频差修正后）相乘后，作为调节级压力回路的设定值。
功率反馈回路PI控制运算是这样设置的: 比例积分输出的平衡位置是1。当输入功率偏差为正时, 输出向大于1的方向积分, 使经过频差修正的设定值REF1乘大于1的系数后, 送至调节级压力控制回路, 从而使机组负荷增大。当输入功率偏差为负时, 输出向小于1的方向积分, 与设定值REF1相乘后, 使设定值REF2减小, 送至调节级压力控制回路, 使机组负荷减小。同时, 在比例积分输出端设置了上下限值, 使它在1附近的小范围内变动, 因为调节级压力信号和发电机输出功率信号在稳定状态下都代表了机组的出力, 它们应该是相等的。故由调节级压力回路保持第一级压力等于负荷给定值后, 发电机功率信号与给定值之间偏差不会很大, 因此将功率回路比例积分控制输出限制在1附近已足够, 细调作用不宜过大, 否则反而容易造成系统振荡。如果发电机输出功率信号被切除, 则该控制回路不起作用。控制系统通过保持第一级汽室压力来间接保证机组输出功率。如果调节级汽室压力信号被切除, 这时IMP控制回路PI2控制器不起作用, 内扰靠发电机输出功率信号来消除, 显然这一信号比第一级汽室压力信号反应的慢，控制过程的品质相对来说比较差些。
上述功能是以软件方式实现的。三个回路能自动或手动切除或投入，可以很方便地构成各种运行方式，如阀门手动控制、定功率运行、功频运行和纯转速调节等。
三、阀门控制
大功率汽轮机有多只高压调节汽阀，每只高压调节汽阀有一个独立的伺服控制回路。阀门的开启由一个专用程序进行管理，使阀门按预先设定的顺序进行开启。为了提高热效率，又不致使汽轮机热应力过大，采用了高压缸全周进汽（FA）和部分进汽（PA）两种方式。
全周进汽，所有高压调节汽阀开启方式相同，各阀开度一样，像是一个阀控制，故又称单阀方式；因调节汽阀是沿汽轮机径向对称布置的，因此这种方式将使汽轮机高压缸第一级汽室内温度的分布比较均匀，在负荷变化时汽轮机转子和静子之间的温差最小，减小机组的热应力，使机组能承受较大的负荷变化率。但从机组运行经济性上看，由于所有的调节汽阀都处于非全开状态，因而主蒸汽通过调节汽阀时的节流损失较大，降低了机组热效率。
化，又称多阀控制。该方式在任何时候只有一个汽阀处于半开启的调节状态，其他的调节汽阀或处于全开或处于全关状态。虽然这种方式汽轮机的热效率较高，但在机组负荷变动时，由于进汽位置的不对称，第一级汽室内的温度分布不均匀，转子和静子之间的温差较大，机组的热应力较大，因此机组所能承受的负荷变化率比较小。
两种调节汽阀控制方式各有优缺点，机组在不同运行状态时应采用不同的控制方式。一般冷态启动以及机组在承担尖峰负荷时，要求用全周进汽方式；机组带部分负荷运行时，为了提高经济性，采用部分进汽方式。两种控制方式之间能保持功率不变无扰动切换。操作台设有单阀控制、多阀控制按钮，按动按钮，能在2～3min内无扰动完成单阀控制与多阀控制的相互转换。 主汽压力偏差（%）
空阀门开度（100%）
图6-7 阀门开度与偏差关系曲线
四、机前压力控制
机前压力控制用来防止主蒸汽压力变化过快
时，湿蒸汽进入汽轮机。当主汽压力下降速度达到某一定值（例如7.4%/min）时，控制回路的输出将取代阀门流量指令，阀门开度即由机前压力控制回路的控制值控制，其控制值的大小取决于主汽压力与设定值的偏差，阀门开度就随偏差的增大而关小，阀门开度与偏差 的关系如图6-7所示。 五、自动同步（AS）
在发电机并网前，自动同步控制回路通过对电网频率和发电机频率的偏差比较，自动校正汽轮机转速定值，使发电机频率始终随电网频率变化且保持大于电网频率0.05Hz，直至并网完成。 六、自动减负荷
单元机组的主要辅机发生故障、部分退出工作时，为了维持机组稳定运行，应将机组的负荷降低至辅机投运台数所限定的最大可能出力点。这种随辅机投运台数自动降低机组负荷的工况称为负荷返回（RUN BACK，简称RB ）。单元机组负荷控制系统产生负荷返回指令时，汽轮机电调系统应能接受该指令，通过负荷控制回路将功率定值降低到机组可能承担的负荷水平。
当发生发电机跳闸与电网解列、机组仅带厂用电运行时，机组减负荷幅度很大，这种工况称为机组快速甩负荷（Fast Cut Back，简称FCB），此时汽轮机电调系统应能自动降低功率定值到要求值，快速稳定机组运行，保持厂用电不中断。
第五节 汽轮机自动控制（ATC ）
一、ATC功能
ATC（Automatic Turbine Control）是自动透平控制的简称，或叫汽轮机自动控制。
直至带满负荷为止的全部操作。大型汽轮机的启停是一个极其复杂的过程，需进行很多操作，设置汽轮机自动控制系统的目的就是为了使操作简化，减少误动作的可能性，做到汽轮机一旦复位后，操作员通过按一个单独按钮就能够使汽轮机从盘车转速升到同步转速，同时，尽可能降低启停过程的热应力，使启动机组和机组加负荷所需的时间最少。汽轮机自动控制系统的功能有以下两方面：
1、ATC启动
在汽轮机脱离盘车装置之前，核对有关汽轮发电机组的参数，在所有参数达到所需范围之前，机组将不能脱离盘车装置。
升速过程中, 检查汽轮机本体参数, 包括轴振动、胀差等。发现异常时送出指令使调节系统停止升速, 转入保持状态, 直至异常状态消失再继续升速。如果在规定时间内异常状态继续恶化, 则发出指令, 保护系统使汽轮机跳闸。
如果不存在报警或遮断状态，那么机组将按启动建议的导则加速到暖机转速。达到暖机转速后，ATC将根据计算的暖机时间自动暖机。
升速过程中, 根据热应力计算系统的计算结果, 随时指挥调节系统修正升速率。正常升速到额定转速后即转入定速暖机。
2、ATC负荷控制
ATC负荷控制有两种方式，ATC管理和ATC控制。
在ATC管理方式中，ATC进行监视，运行人员完成机组的控制。在这个过程中，ATC监视汽轮发电机组的各种参数，并将这些参数值与限值进行比较，把结果通知运行人员，用以指导正确操作。除了监视这些运行参数外，运行人员还可随时获得他所希望显示的任何中间计算值，如转子应力、转子预计应力、差胀以及当前的加速率或负荷变化率的数值，以供运行操作时参考。
在ATC控制方式中，由ATC程序自动增加、降低或保持机组的负荷变化率，以保证蒸汽参数、胀差、转子应力和机组振动等各参数在其正常范围之内。当参数越限时，报警信息全部被打印出来。当负荷变化率的调整纠正不了系统参数的不正常变化时，ATC自动地切换到操作员自动方式，并向运行人员发出遮断状态的报警。当然，在该情况下，ATC管理方式中的所有监控功能全部保留，继续指导运行人员的操作。
二、ATC应力控制原理
汽轮机启动过程的安全是首先考虑的问题, 所以要连续实时地监测转子应力。在应力裕度允许情况下, 用最快速度升速, 以缩短启动时间。增、减负荷时, 也要根据应力裕度是否在允许范围内来决定变负荷速率, 尽可能提高机组响应电网负荷要求的能力。因此汽轮机ATC控制的核心问题是应力控制。
应力控制基本原理如图6-8所示。检测元件测量汽轮机几个特定点的温度和其他有关参数, 然后根据测量值实时计算转子内、外表面热应力和机械应力，最后算出汽轮机高、中压转子的实际应力。将实际应力与允许应力进行比较, 其差值经ATC转换器转换为转速或负荷目标值指令和变化率, 再通过 DEH 基本控制功能去控制汽轮机升速或变负荷, 形成一个闭环控制过程。在整个变化过程中要保证转子应力在允许范围内。
6-8 DEH应力控制原理框图
ATC中除了对应力进行闭环控制外，对于盘车、暖机、阀切换、并网等也有其完善的逻辑控制和闭锁回路。对汽轮机的偏心度、差胀、振动、轴向位移等各安全参数也自动进行监控。
三、DEH-Ⅲ的ATC功能
DEH-Ⅲ数字电液调节系统中设置了汽轮机自动控制功能ATC,用该功能可以将启动过程中多项操作予以简化，运行人员只要按一次“ATC”按钮，就能够使汽轮机从盘车转速升速到额定转速，并且自动进行同期并网。机组带初始负荷后，再按“ATC”和遥控按钮，机组便进入DEH负荷自动控制状态。所以，从盘车转速到带满负荷只需要进行三次按钮操作。
DEH-Ⅲ中ATC系统的硬件是ATC控制计算机，完成数据检测、应力计算、升速率、变负荷速率控制等任务。ATC系统软件由一个管理调度程序（周期性控制程序）和16个子程序组成。16个子程序分别为高压缸转子应力计算程序、汽缸温度监视程序、盘车运行方式监视程序、转子应力控制程序、偏心度和振动监视程序、汽缸疏水检测及控制程序、速度控制程序、轴承温度和油温监控程序、发电机监视程序、汽封、汽轮机排汽和凝汽器真空监视程序、轴向位移和差胀及其趋势监视程序、低压缸排汽压力和再热蒸汽温度监视程序、传感器故障监视程序、暖机监控程序、升速顺序控制程序和中压缸转子应力计算程序。
ATC调度管理程序接受来自DEH的指令信息，管理、协调16个功能子程序的工作，完成参数检测、转子应力计算、升速率和变负荷速率确定以及汽轮机启动过程的顺序控制等项任务。对其中的周期性任务，如参数检测、应力计算等，发出周期控制指令。检测、监视和应力计算的结果要通过控制功能程序去确定汽轮机的目标转速、升速率和变负荷速率以及顺序控制程序。ATC系统确定的这项控制内容最终要经过DEH的基本控制功能去实现。
第六节 DEH控制系统工程实施方案
1.DEH控制系统的组成：
DEH是一个多输入、多回路的反馈控制系统，图6—9是它的组成方块图，从功能上分主要有：测量部分、给定部分、调节部分和伺服驱动部分。
图6－9：DEH控制系统方块图
1.1测量部分。测量的模拟量信号有：转速（WS）、功率（MW）、调节级压力（IMP）、
主汽压力（TP）、高排压力（HEP）、中压排汽压力（IEP）、冷再压力（CRHP）、热再压力（HRHP）、阀位反馈等，测量的开关量信号有：并网（BR）、挂闸（ASL）、OPC、RB、AS、ADS以及主汽门的开关状态等。对于重要的信号如转速、功率、并网、挂闸采用三重冗余设计，三取二后进入控制逻辑运算，对于调节级压力、主汽压力、阀位反馈等采用双变送器，信号高选后进行逻辑控制。另外所有模拟量输入信号都经过光电隔离，所有开关量输入信号都经过继电器隔离，这样就可以保证信号的稳定和抗干扰能力。
1.2给定部分。给定部分就是产生调节系统所需的设定值，具体内容有：主蒸汽压力的设
定值、目标转速和目标负荷的设定值，以及相应的速率设定值。给定的方式有：操作员给定、ATC给定、CCS给定、AS给定和RUNBACK给定。
1.3调节部分。它是一个多回路串级调节系统，内回路是调节级压力控制，以增强系统的
反应能力，提高调节品质，改善调节特性；外回路是功率控制或转速控制，都采用PI调节，以消除静态偏差，满足电网对机组转速和负荷的要求。
1.4伺服驱动部分。调节部分输出的阀门开度指令输入到VCC卡件，与阀位反馈相比较，
经过PI运算的放大处理转换为动作电液转换器的电流信号，电液转换器在此信号的作用下，通过调整进油和回油口的大小，调节阀门的控制油压，以保证调门的开度满足调节要求。
2.设定值的形成和控制逻辑
荷的目标值及速率，然后目标值经过速率的限制形成设定值，与反馈信号相比较，经过PI 调节，输出指令开关阀门，调整蒸汽流量，使被调量等于设定值，完成整个调节过程。 2.1 负荷和转速的目标值形成逻辑见下图6－10：
图6－10
：负荷和转速的目标值设置逻辑图
名词解释：
1) “目标值的输入”指运行人员所输入的转速或负荷目标值。
2) “输入的目标值在临界区”指如果运行人员所输入的转速目标值在转速临界区内，
则目标值保持原值，而不采用所输入的目标值。
3) “输入负荷或转速目标值”指的是在操作员自动方式下而且没有投入自动同期和
CCS 遥控方式的情况下，运行人员输入合适的转速或负荷目标值并按“输入确认”按钮。输入后形成新的目标值并保持。具体逻辑见上图6－10。
4) “目标值改变”具体逻辑见上图6－10，其中“功率回路投入脉冲”、“功率回路切
除脉冲”、“发电机并网脉冲”、“发电机解列脉冲”的具体意义见图6－13说明的第3）、4）、5）、7）项，是为了达到在方式切换时的无扰切换。“投入自动同期”和“投入遥控方式”的目的在于使目标值跟踪CCS 和电气脉冲信号对流量指令的修正。而“汽轮机挂闸脉冲”则是使DEH 的转速目标值在挂闸后为零，避免阀门在挂闸后就有指令存在而开启。
5) 此图中需要注意的一个问题是，当存在“目标值改变”信号而且不存在“输入负荷
和转速目标值”时，即“目标值”跟踪“设定值”时，“目标值的输入”也要跟踪“设定值”，这样当切除自动同期或遥控方式或“发电机并网脉冲”、“发电机解列
时，“目标值的输入”等于“设定值”，达到无扰切换。
具体解释：
1)汽轮机跳闸时，控制回路的转速目标值跟踪转速设定值，均为“0 rpm/min”并保
持至汽轮机挂闸；而汽轮机挂闸后，在运行人员没有输入新的转速目标值的情况下，转速目标值和转速设定值仍保持“0 rpm/min”，以保证汽轮机不会因为挂闸后调门有开度指令而开启，致使汽轮机失控甚至受到损坏。
2)在汽轮机挂闸而DEH处于手动控制方式时，控制回路的目标值和设定值均跟踪由
调门开度反算形成的流量指令，以保证从手动方式切换到操作员自动时达到无扰切换的目的。
3)汽轮机挂闸后，由运行人员输入新的转速目标值和升速率，然后按“进行”按钮，
转速控制回路开始起作用。对于高压缸启动，如果选择主汽门控制方式，则高压调节汽门全开，由高压主汽门控制汽轮机转速；否则高压主汽门全开，由高压调节汽门控制汽轮机转速；如果选择中压缸启动，则高压主汽门全关，高压调节汽门全开，由中压调节汽门控制汽轮机转速。转速目标值经过速率限制形成转速控制回路的设定值，此设定值与实际转速的偏差经过PI运算，形成调门的开度指令，调节汽轮机的进汽量，以满足转速控制的要求。运行人员输入的转速目标值必须避开临界转速区域，否则视为无效，转速目标值继续保持先前值不变。在汽轮机过临界转速区时，速率自动转为内部设定，以求快速通过临界区。
4)在发电机并网的瞬间，控制系统的目标值和设定值均跟踪当前的流量指令加上初负
荷设定，使调门在发电机并网的瞬间开大，避免发电机逆功率；同时锅炉增强燃烧，逐步提高机组出力。如果没有投入功率回路，运行人员可以输入新的目标值和速率，调门则根据新的设定值调整开度，此时控制回路开环运行。
5)在功率回路投入的瞬间，目标值和设定值均跟踪实际功率；在功率回路切除的瞬间，
目标值和设定值均跟踪功率回路的输出值，从而达到无扰切换，维持机组运行的稳定。
6)在发电机解列的瞬间，控制系统自动解除功率控制转为转速控制，转速目标值跟踪
转速设定值，均为“3000rpm”，即汽轮机维持工频转速，在发电机允许的情况下随时准备并网带负荷运行。
7)当DEH投入AS（自动同期）或ADS（协调控制系统）时，目标值始终跟踪设定
值的变化，而设定值在当前值的基础上经过AS或ADS的修正形成新的设定值，以适应AS或ADS的要求。
2.2负荷和转速的升速率的设置逻辑见下图6－11：
孤网稳定控制系统的控制策略研究
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/9f14734859.html, 孤网稳定控制系统的控制策略研究 作者：丁建义 来源：《城市建设理论研究》2013年第04期 摘要：本文针对某钢铁集团公司的内部区域电网提出了一种孤网稳定控制系统的控制策略和实施方案，保证孤网系统在各种工况下的安全稳定运行，并取得了可观的经济效益。; 关键词：孤网孤网稳控DEH调速控制负荷快切二次调频 中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号： 一、孤网及其运行特点 1.1 孤网的定义 孤网是孤立电网的简称，一般泛指脱离大电网的小容量的电网。 电力建设规程规定，最大单机容量小于电网总容量的8％的电网，可以称为大电网。目前我国各大地区电网的机网容量比已经小于8％，可以看作无限大电网。相比之下，机网容量比大于8％的电网，统称为小网；孤立运行的小网，称为孤网[1]。 1.2孤网运行的特点 孤网运行最突出的特点，是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有负荷要求的静态特性﹑良好的稳定性和动态响应特性，能够保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。这就是通常所说的一次调频功能[2]。运行人员关注的问题不再是负荷调整，而是调 整孤网频率，使之维持在额定频率的附近。这种调整通过操作调速系统的给定机构来完成，称为二次调频。由于孤网容量较小，其中旋转惯量储能和锅炉群所具备的能力势能均较小，要求机组的调速系统具有更高的灵敏度，更小的迟缓率和更快的动态响应特性。 [3] 对于小网工况，网中各机组存在负荷分配问题，要求各机组调速系统具有相同的转速不等率，要求网中调度机构进行二次调频，维持额定功率。 二、项目概述： 本文以某钢铁集团的电网重构工程中孤网运行的实例展开，着重研究独立电网中发电、变电、用电之间的安全稳定和协调控制的问题，以实现企业电网的稳定运行和综合节能效益。
汽机专业学习培训.(DOC)
汽机专业学习培训 第一节概述 汽轮机是以水蒸气为工质，将蒸汽的热能转变为机械能的一种高速旋转式原动机。与其他类型的原动机相比，它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等一系列优点，它不仅是现代火电厂和核电站中普遍采用的发动机，而且还广泛用于冶金、化工、船运等部门用来直接拖动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。在现代火电厂和核电站中，汽轮机是用来驱动发电机生产电能的，故汽轮机和发电机合称为汽轮发电机组，全世界发电总量的80%左右是由汽轮发电机组发出的。除用于驱动发电机外，汽轮机还经常用来驱动泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，所以汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。 汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备包括汽轮机本体、调节保安及供油系统和辅助设备等。 系统简介 1、主蒸汽及再热蒸汽系统。 2、EH油（抗燃油）控制调节系统。 3、润滑油及保安油系统，危急遮断装置、油箱、主油泵等。 4、给水回热加热系统，包括高压加热器、除氧器、低压加热器和给水泵等。 5、凝汽系统包括凝汽器、凝结水泵、真空泵、开式水泵及冷却系
统等。 6、配合发电机需用的定子冷却水系统、密封油系统等。 主蒸汽从锅炉经1根主蒸汽管到汽机房后通过Y型异径斜插三通分别到达汽轮机两侧的主汽阀和调节汽阀。并由6根挠性导汽管进入汽轮机作功，作完功的蒸汽进入锅炉再热系统重新加热，增加作功能力，从锅炉再热器出来的再热蒸汽经由再热热段蒸汽管到达汽轮机两侧的再热主汽阀与再热调节汽阀，并从下部两侧进入中压缸，中压缸流出的蒸汽通过中低压缸连通管从低压缸的中部进入，并分别流向两端的排汽口排入直接空冷汽轮机的排汽装置 从排汽装置引出一条直径为DN6000的排汽主管道，排汽主管道水平穿过汽机房至A列外， 24个空冷凝汽器冷却单元分为6组，垂直A列布置，每组有4个单元空冷凝汽器，其中3个为顺流，1个为逆流，24台冷却风机设置在每个冷却单元下部。24台冷却风机为调频风机，根据环境温度的高低,通过自动装置调节风机转速而保证机组安全连续运行。 抽真空管道接自每组冷却器的逆流冷却单元的上部，运行中通过水环真空泵不断地把空冷凝汽器中的空气和不凝结气体抽出，保持系统真空。凝结水经空冷凝汽器下部的各单元凝结水管汇集主凝结水竖直总管，接至排汽装置下的凝结水箱。 凝结水采用二级反渗透精处理装置，设置二台100%容量凝结水泵互为备用。为了汇集空冷凝汽器中的凝结水，系统中设有一个凝结水箱。凝结水箱的容积按接纳各种启动疏水和溢流疏放水来考虑。凝
DEH简介要点
一、DEH调节系统的组成 ?DEH系统由汽轮机控制系统、安全系统、监视系统三部分组成。汽轮机控制系统的任务是实现汽轮机的转速／负荷调节，是DEH系统的最主要部分； ?汽轮机安全系统的任务是实现汽轮机的保护跳闸以及保护试验、阀门试验等功能； ?汽轮机监视系统的任务则是实现对汽轮机转速、振动、轴向位移、蒸汽温度／压力、汽轮机金属温度等一些重要参数的测量、监视功能。?汽轮机组的转速和负荷是通过改变主汽阀和调节汽阀的位置来控制的。 汽轮机控制系统DEH将要求的阀位信号送至伺服油动机，并通过伺服油动机控制阀门的开度来改变进汽量。DEH接受来自汽轮机组的反馈信号（转速、功率、主汽压力等）及运行人员的指令，进行计算，发出输出信号至伺服油动机。 二、升速控制 ?转速闭环控制是DEH的基本控制功能，其中有转速给定控制逻辑、暖机控制逻辑、临界转速识别与控制逻辑、超速试验控制逻辑等。在升速过程中，DEH将转速给定与测速模件采集到的实际转速进行比较，如果有偏差，转速PI调节器便产生一个阀位指令，电液转换器控制调节汽门开度发生改变，使汽轮机实际转速逐渐与给定值相等，消除转速偏差。?DEH控制系统具有自动和手动两种升速方式。自动升速是指DEH根据高压内缸金属温度自动从冷态、温态、热态或极热态四条升速曲线中选择相应的升速率，并自动确定低速暖机和中速暖机的转速及暖机停留时
间，自动冲临界，直到3000rpm定速。手动升速是指运行人员根据经验自行判断机组的温度状态，然后通过操作员站设定目标转速和目标升速率。当运行人员设定的目标转速接近临界转速区时，DEH程序将自动跳过临界区，即运行人员无法将目标转速设定在临界区内。手动升速时低速和中速暖机点及暖机时间由运行人员决定。自动和手动升速可根据需要随时进行切换。 ?安装了三个测速探头，三路转速测量信号经测速模件内部三选二逻辑处理后，得到DEH所需的转速反馈信号。根据汽轮发电机组的运行规程要求，系统设定了升速暖机点。当汽轮机转速达到暖机转速时，DEH自动发出转速保持指令，使汽轮机转速停留在暖机转速上。暖机时间长短可由运行人员选择 三、汽压保护 ?汽压保护不同于汽压控制，它实际上是一种单向的汽压限制功能，并不对汽压进行调节，正常运行过程中当机前主蒸汽压力由于某种原因降低到汽压保护限值以下时，DEH将强迫高压调节阀关小，使汽压得以恢复； 当汽压恢复到保护限值之上时（主蒸汽压力大于限值1MPa），调节阀便不再关小，DEH继续原先的调节控制。 ?汽压保护动作期间，高压调节阀关小，汽轮机负荷必然也随之减小，出现实际负荷小于给定的现象。为了避免因汽压保护动作使阀门完全关闭，当通过高压调节阀的蒸汽流量小于额定流量的10%时，自动解除汽压保护动作，即阀门不再继续关小，维持10%流量的开度。运行人员可以根据实际需要决定是否投汽压保护，或者限值设定到多少比较合适。
DEH培训资料
一、画面介绍 STＡＲTUＰSGＣ:汽机启动顺控89０5 SHUTDOWN SGC：汽机停止顺控８９０7 STM PURITY：蒸汽品质确认89０2 RＥL NOMＩＮＡL SPEEＤ释放至额定转速8902 WARM TＩMＥDＯNＥ：暖机时间完成（中压转子平均温度） ＨＰTAB：高压缸TAB ＬＰTAＢ：低压缸TAB RESEＴＡLＬTRIP SIGＮAL：复位跳闸信号,复位首出信号708１
ＯVEＲSPEＥD TEＳT：超速试验7087（设定值3３90RPM) OＰＣTEST：ＯPＣ试验７０88(设定值3０９0ＲPＭ）SEAL CV：调门严密性试验７089 SEAL ESV：主汽门严密性试验709０ HＰＥSＶ1：高主门１活动性试验7082（０。5S） HPESＶ2：高主门2活动性试验7０83(0．4Ｓ） IPＥＳV1:中主门1活动性试验7０８4（0.6S) IＰＥSV2:中主门2活动性试验7085（0.5S） ＭANUAL：SＳS联轴器电磁阀锁定／解锁70８0 LOCＫVLV:SSS联轴器电磁阀锁定 UNＬOCK VLＶ:SＳS联轴器电磁阀解锁 ENＧAＧED:SSＳ联轴器已锁止 ＰＲELOCK：SSＳ联轴器预锁止 UＮＬOCＫ：SSS联轴器未锁止 LＥAＫAGE：油动机油盘油位检测信号
Ｓ/UＰDEVIＣE ：启动装置 SＰEED SEＴP:转速设定 TSE INFＬ：应力限制,TSE FAUＬT报警时将闭锁负荷增长和转速升高GRAD SETP:负荷变化速率设定。 LOＡD SETＰ：手动负荷设定 EXTERN ＬOＡＤSETP：遥控负荷设定 HP SＥTP：主汽压力设定
DEH系统简介
DEH系统简介 一DEH控制系统的组成 ?1、控制机柜 ?2、CRT显象站（操作员站、工程师站） ?3、EH油系统 ?4、软件 二DEH主要功能 1 转速控制－从开始冲转到并网前，以及甩负荷维持转速 汽机挂闸后，在旁路切除的运行方式下，高压调门、中压调门和中压主汽门全开，由高压主汽门控制汽机升速到2900转/分，在2900转/分进行阀切换。阀切换后，高压主汽门全开，由高压调门控制转速，从在2900转/分到在3000转/分。 2 自动同期控制 汽机到3000转/分以后，DEH接受自同期装置指令，将汽机控制到同步转速，准备并网。 3 负荷控制 机组并网后，由高压调门控制机组负荷。可由功率和调节级压力反馈，组成串级控制系统 4 调频 可根据需要，使机组参与一次调频。 5协调控制 接受CCS指令，控制汽机负荷。使机组处于机炉协调方式 6快减负荷（RB) 我厂未用 7主汽压控制 低汽压保护及机调压功能 8多阀控制 提供阀门管理功能，单多阀切换，进行节流调节和喷嘴调节 9阀门试验 对每个阀门进行在线试验 10OPC控制 超速保护及超速保护试验 11 汽轮机自动控制（A TC) 监视汽轮机的参数，进行转子热应力计算，根据热应力大小自动给定目标转速、升速率和升负荷率，使转子应力控制在允许范围内，提高机组寿命。检查机组有关的运行状态并进行监控。对盘车、冲转、暖机、阀切换、并网等过程有完善逻辑回路并能自动实现。 12中压缸启动方式（旁路方式） 在旁路投入情况下，进行热态中压缸启动。即高压缸不进汽，高压主汽门全关，中压主汽门和高调门全开，由中调门控制，中压缸冲转升速到2600转/分，进行TV-IV切换。在2600转/分－2900转/分，由主汽门控制。在2900转/分进行TV-GV切换，在在2900转/分以上由高调门和中调门同时控制，直到中调门全开，转为全部由GV控制。 13双机冗余
DEH控制系统培训资料
核一厂主汽机控制系统（DEH）训练参考数据 学习目标： 了解本厂汽机控制系统，包括液压驱动、汽机保护、数字控制软应体、运转模式及操作运转等 目录： 第一章：核一厂主汽机控制系统DEH 概述 第二章：液压驱动系统 第一章：润滑油与汽机保护系统 第四章：数字控制系统架构与设备 第五章：DEH 系统的运转模式 第六章：系统操作与运转 核一厂电气课 汪惠强 第一章核一厂主汽机控制系统DEH 概述 一、汽机控制系统概述（图1-1） DEH，为数字式电子液压控制(Digital Electronic Hydraulic)系统之简称。包括： 1. 蒸气阀、伺服阀（Servo Valve）及动作器（Actuator）。 2. EH 高压液压驱动系统。 3. 润滑油系统与汽机保护系统。 4. 数字电子控制器（DEH）。 二、控制目的与功能： 1. 反应炉压力控制 2. 控制汽机的转速、加速度及超速保护。 3. 控制汽机的负载，随反应器的蒸汽产生率自动调整。 4. 发生大功率瞬变时，操纵主蒸汽旁通系统，以维持反应器压力在限制值以内。 5. 进气阀、控制阀、旁通阀功能试验。 三、核一厂主汽机架构：（图1-2 ＆图1-3） 一只高压汽机及两只低压汽机串行而成，主要蒸气阀门有：。 进汽阀（Stop Valve 简称SV）两只 控制阀（Governor Valve 简称GV）四只 中间阀（Interceptor Valve 简称IV）四只 再热蒸汽阀（Reheat Stop Valve 简称RV）四只 旁通阀（Bypass Valve 简称BPV）三只 四、汽机复归与启动：
1. 汽机复归(Latch) ： ·通常于现场执行汽机复归动作。 ·建立自动停机油压(Auto Stop Oil)压力> 45 PSIG ，自动停机膜片阀（Auto Stop Diaphragm Valve）关闭，将紧急跳脱停机液压封闭，建立蒸气阀控制油压。 ·主控制室DEH 手动控制盘〝TURBINE TRIPPED〞灯熄，〝TURBINE LATCH〞灯亮。 ·各进汽阀（Stop Valve）、中间阀及再热阀在〝OPEN〞状态，各控制阀(Governor Valve)在〝CLOSE〞状态。 2. 通常汽机起动均俟下列条件到达后即执行汽机复归动作： ·反应器压力到达无载额定65㎏／ｃ㎡(924 PSIG) ·蒸汽产生率达10～20％额定值 ·主冷凝器真空愈高愈好，最好高于62.3 ㎝( 25〞)以上。 ·汽机慢车回转至少2 小时 五、主汽机数字电子控制器（DEH）之演进：（参图1-1 ） 核一厂：原装机采用WESTINGHOUSE DEH MOD I (1970) 中央计算机（P-2000）与模拟控制为架构。 核二厂：WESTINGHOUSE DEH MOD II (1973) （请核二介绍） 核一厂：1993 更新，采用西屋公司WDPF (Westinghouse Distributed Processing Families) 分布式数字控设备为架构，称之为DEH MOD Ⅲ。（参图1-4）
发电机组并网与孤网运行的技术特点分析
发电机组并网与孤网运行的技术特点分析 摘要：随着企业的发展，高耗能企业能源浪费的现象较为突出，企业利用余热、余气发电自发自用既符合国家节能减排的政策要求，也适应企业降耗的需求，因此在发电人才缺乏的情况下，企业鼓励员工了解和学习有关发电知识，培养技术型人才也是当务之急，鉴于此，现就发电机组并网与孤网运行的技术特点进行分析探讨。 1 发电机组的正常运行方式火力、风力发电厂及各企业自备电厂的发电机正常运行方式分为并网运行和孤网运行两种方式。两种运行方式的运行技术特点不同，而且差异较大。2发电机组并网运行的技术特点2.1并网的定义发电机组并网运行是指发电机组与外部常规电网连接并联运行，可以用电缆直接连接或经过升压变压器连接。并网运行可分为“普通并网”和“并网不上网”两种。1）普通并网运行的发电机组可以向外部电网输送多余的电能功率；2）并网不上网的机组则严格禁止发电机组的电能功率外送，即只能是从外部电网用电，因此，发电系统的“并网不上网”是指发电系统虽然与外部常规电网并网但其所发电量由企业全部自用，即所发电能并不传输到外部电网使用。2.2发电机并列条件发电系统的汽轮发电机一般选用的是同步发电机，同步发电机要投入电网并网运行。必须满足以下几个条件：1）发电机的电压应与电网系统的电压大小接近一致，误差不超过±5%；2）发电机的频率应和电网系统的频率接近一致，误差不超过±0.2Hz，以发电机频率稍高于电网频率为好；3）发电机的相位应和电网系统的相位接近一致，相位差不超过±10°。4）发电机的相序和电网系统的相序必须一致。2.3并网的方法并网的方法有两种，一种称为准同期法，另一种称为自同期法。目前广泛采用技术先进、安全可靠、精度高的现代同步指示装置和自动化并联装置实现准同期法并网。所谓准同期法是指同步汽轮发电机与外部电网并
DEH培训教材
DEH培训教材 一、系统简介 嘉兴电厂二期工程#3#4机组汽机控制DEH系统采用的是日立公司生产的EHG和ETS一体化的H-5000M系统。它主要包括EHG（电液控制）、HITASS （ATC）和ETS三个部分，其中： 1、EHG系统配有两套完全独立互为冗余的的CPU板和I/O板，它主要完成汽轮机从自投盘车到转速控制、负荷控制、试验等功能。 2、HITASS的含义为Hitachi Automatic Start-Up System，与DEH配合，主要完成汽轮机的启动控制和热应力计算。 3、ETS采用的是完全独立的三个CPU和I/O系统，所有的输入输出信号均采用三取二的的方式，以保证系统的可靠性。 二、控制原理 DEH控制系统原理见图1－2－1。 1、挂闸 汽机挂闸以前，满足“所有阀关”、“汽机已跳闸”条件。同时在挂闸之前，必须选择启动方式，一旦挂闸后，就不允许再修改启动方式，因为这涉及到旁路的运行方式。操作员在DEH上按下MASTER RESET（主复位按钮），则有两个功能：①将跳闸信号复位，使主遮断电磁阀得电，机械停机电磁阀失电；②将复位电磁阀带电，使危急遮断装置的撑钩复位。 此时，由DEH输出挂闸指令，使复位阀组件1YV电磁阀带电，推动危急遮断装置的活塞，带动连杆使转块转动，DEH在20s钟检测到行程开关ZS1的常开触点由断开到闭合，ZS2的触点由闭合到断开，此时，DEH输出信号使1YV 断电，ZS1的触点又由闭合到断开，则低压部分挂闸完成。DEH发出挂闸指令同时使主遮断电磁阀5YV、6YV带电，高压安全油建立，压力开关PS2、
2、启动前的控制
2．1自动判断热状态 汽轮机的启动过程，对汽机、转子是一个加热过程。为减少启动过程的热应力，对于不同的初始温度，应采用不同的启动曲线。 HP启动时，自动根据汽轮机调节级处高压内缸壁温T的高低划分机组热状态。若高压内缸内壁温度坏，自动由高压内缸外壁温度信号代替。 T<320℃冷态 320℃≤T<420℃温态 420℃≤T<445℃热态 445℃≤T 极热态 IP启动时，自动根据再热器内缸壁温T的高低划分机组热状态。若再热器内缸壁温度坏，自动由再热器外壁温度信号代替。 T<305℃冷态 305℃≤T<420℃温态 420℃≤T<490℃热态 490℃≤T 极热态 注：具体设定请参见主机启动运行说明书。 2．2高压调节阀阀壳预暖 汽轮机冲转前，可以选择对高压调节阀阀壳预暖。当高压调节阀阀壳预暖功能投入时，右侧高压主汽阀微开，此时汽机已挂闸，中压主汽门全开，左侧的主汽门全关。左侧的主汽门上的试验电磁阀带电，左侧主汽门油动机下腔室的排油口接通，故此时左侧主汽门保持关闭状态，这个试验电磁阀带电动作的条件是： ①左侧主汽门试验开始且汽机挂闸后，右侧主汽门已全开。 ②当汽机挂闸后，右侧主汽门在没有全开前，左侧试验电磁阀一直保持带电状态，因此此时左侧主汽门将一直保持关闭。 2．3选择启动方式 汽轮机启动方式有二种：中压缸启动、高中压缸联合启动。 DEH默认的启动方式为中压缸启动，只有当旁路系统坏或旁路系统未处于
孤网运行条件下DEH的改造调试分析
孤网运行条件下DEH的改造调试分析 【摘要】孤网运行对于独立电网运行的区域型电厂而言非常重要，而孤网运行重在汽轮机DEH系统频率调节及其稳定性，该文通过乌鲁木齐环鹏有限公司后峡电厂#3、#4和#5三台机组孤网运行系统的顺利改造实例，重点分析孤网调试过程中静态调频特性与自然调频特性区别，通过使用DEH调节系统的最优配置方案，论证了如何避免出现超速停机导致整个孤网崩溃的成功实践。 【关键词】孤网运行；电网调频特性；DEH调节系统 一、引言 孤网是孤立电网的简称，一般泛指脱离大电网的小容量电网。电力建设规程规定，电网中单机容量小于电网总容量8%，当机组发生甩负荷时，不影响电网的正常运行。杭州和利时DEH控制系统具有系统优化、集成度高、应用简便、可靠性高、节能、环保、耐污染等特点。定位精度高、驱动力大、无极调速及快速关闭保护等功能，适用于孤网运行的特点，得到广泛使用。 孤网运行的关键因素如下： 1.如何维持孤网运行的网频稳定； 2.如何进行DEH一次调频能力； 3.如何解决一次调频稳定性和动态响应问题。 二、项目概况 乌鲁木齐环鹏有限公司后峡电厂，现使用武汉汽轮机厂30MW机组两台、12MW机组一台，采用杭州和利时DEH电液调控制系统（MACSV1.1.0，FM系列），组成孤立电网，负责后峡地区工业及民用用电，其中93%电量供后峡电石厂制造冶炼使用。 2011年7月5日，由于外线35KV造成雷电闪击短路，负荷甩空，三台机组均超速3300转。机组由于超速、保护动作—停运，厂用电丢失。另外，乌鲁木齐环鹏有限公司后峡电石厂使用了两台25000KV A的电石炉，与电厂发电机组容量接近，当其发生故障紧急断电情况下，也造成电厂机组大面积甩负荷，所以保证机组在小网运行条件下的事故停机停运造成的恶性事故导致整个区域的电力生产造成不可预估后果，进行孤网改造刻不容缓。 三、电网调频特性 电网中的各机组，一般都有10～12%的过载余量，如果电网中的机组调速系
孤网运行
孤网运行最突出的特点，是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。这就是通常所说的一次调频功能。运行人员关注的问题不再是负荷调整，而是调整孤网频率，使之维持在额定频率的附近。这种调整通过操作调速系统的给定机构来完成，成为二次调频。由于孤网容量较小，其中旋转惯量储存的动能和锅炉群所具备的热力势能均较小，要求机组的调速系统具有更高的灵敏度，更小的迟缓率和更快的动态响应 我认为，电站在孤网状态下运行，需要注意以下一些事项： 1、要尽量让孤网中单机容量最大的机组担任调峰任务； 2、启动、停止大容量用电设备需要提前联系、准备； 3、在孤网中担任调峰任务的手动机组要注意随时调整有功、无功，尽量稳定电压和频率（一般最好是用自动调节装置 4、如是孤网系统无电的情况，经联系后，首先需要让孤网系统中的某一台有电机组先向网上送电，其它机组才能并网； 5、还有就是在孤网状态下运行的稳定性差，随时都需要注意开关跳闸和整个系统的崩溃。。。 原文如下： 昆明发电厂现装有2×100 MW燃煤机组，无中间再热，两台机汽轮机调节系统现已改造为电液数字调节系统(DEH)。该电厂位于云南省电网负荷中心，升压站为110 kV双母线带旁路母线。 由于昆明发电厂并网点(变电站)发生故障与系统断开，造成昆明
发电厂两台机OPC动作。当日双母线并列运行，通过联络线普普I、II回(昆明发电厂-普吉变)与系统连接。 两机共带有功负荷190 MW，联络线输送功率为140 MW，供近区负荷为40 MW，厂用负荷10 MW。 2 故障现象 由于昆明发电厂并网对侧的220 kV普吉变电站变压器故障，造成昆明发电厂2台机组、普吉变110 kV系统及所供近郊负荷与系统解列成一孤立系统，发电机组频率迅速上升至52.7 Hz,汽轮机转速最高升至3 160 r/min，昆明发电厂两台机OPC同时动作，调速汽门关闭，当两机转速降至3 000 r/min以下时，调速汽门又同时开启，反复数次，两台机进入不稳定反复“功率振荡”状态。持续15 min，振荡难以平息，直到将该片区所供电负荷全部切除，机组才恢复稳定正常状态。 3 OPC动作行为分析 在转速未出现故障、未进行机械、电气超速试验时，只要转速大于3 090 r/min，OPC出口动作，关闭所有调节汽门，当转速降至3 000 r/min 以下时，调节汽门重新开启，进入转速自动调节控制。 在系统出现故障的瞬间，发电机功率突升。由于故障点切除时间长，造成电网频率下降，保护越级跳闸，使电厂对侧变电站110 kV与220 kV联络变跳闸，故障点切除后，部分负荷甩开，由于汽轮机惯性，造成转速上升，上升至3 160 r/min，OPC启动快速关闭调速汽门。调速汽门关闭后，转速开始下降，当转速降到2 950 r/min时，调速汽
最新DEH培训资料
一、画面介绍 STARTUP SGC：汽机启动顺控8905 SHUTDOWN SGC：汽机停止顺控8907 STM PURITY：蒸汽品质确认8902 REL NOMINAL SPEED 释放至额定转速8902 WARM TIME DONE：暖机时间完成（中压转子平均温度） HP TAB：高压缸TAB
LP TAB：低压缸TAB RESET ALL TRIP SIGNAL：复位跳闸信号，复位首出信号7081 OVERSPEED TEST：超速试验7087（设定值3390RPM）OPC TEST：OPC试验7088（设定值3090RPM） SEAL CV：调门严密性试验7089 SEAL ESV：主汽门严密性试验7090 HPESV1：高主门1活动性试验7082（0.5S） HPESV2：高主门2活动性试验7083（0.4S） IPESV1：中主门1活动性试验7084（0.6S） IPESV2：中主门2活动性试验7085（0.5S） MANUAL：SSS联轴器电磁阀锁定/解锁7080 LOCK VLV：SSS联轴器电磁阀锁定 UNLOCK VLV：SSS联轴器电磁阀解锁 ENGAGED：SSS联轴器已锁止 PRELOCK：SSS联轴器预锁止 UNLOCK：SSS联轴器未锁止 LEAKAGE：油动机油盘油位检测信号
S/UPDEVICE :启动装置 SPEED SETP:转速设定 TSE INFL:应力限制,TSE FAULT报警时将闭锁负荷增长和转速升高GRAD SETP:负荷变化速率设定。 LOAD SETP:手动负荷设定 EXTERN LOAD SETP：遥控负荷设定
DEH、MEH培训相关知识
DEH控制系统 数字式电气液压控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System,DEH）,简称数字电调。 系统采用高压抗燃油（三芳基磷酸脂油，具有很好的阻燃性和润滑特性）汽轮机数字电液调节系统(Digital Electro-Hydraulic Control System, DEH)，完成机组运行的控制要求。6.1 和利时DEH 6.1.1 DEH结构（见下图） 6.1.2DEH各功能简介 操作员站：主要完成的是人机接口，运行人员通过操作员站完成能够利用DEH完成的正常操作。任意一台操作员站可以定义成工程师站，工程师和DEH软件维护人员可以通过工程师站进行组态等修改算法和配臵的功能。 HUB：网络集线器，实现上层网络的通讯物理接口。 控制柜：实现I/O模块的安装布臵和接线端子的布臵，I/O模块通过DP通讯线和主控单元连接构成底层的数据网络，I/O模块主要实现对所需要的控制信号的采集转换工作。通过工程师站将DEH控制算法下装到控制柜，控制柜中的主控单元实现DEH控制算法的实现和运算。 SM461：DEH专用的伺服模块，实际上是控制柜中的一部分。主要实现的功能是该模块和电液转换器（DDV阀）、油动机、LVDT（位移传感器）共同组成一个伺服油动机，实现对汽轮机的控制。 电液转换器：是DEH最为重要的环节，主要完成的是将电信号转换为可控制的液压信
号，和利时公司采用的DDV阀是直流力矩马达伺服阀解决了困绕DEH多年的电液转换不稳定和卡涩的问题。 油动机：最终液压的执行机构。通过机械杠杆、凸轮、弹簧等机械连接实现对汽轮机的进入蒸汽和抽汽等的流量控制。从而实现对汽轮机的转速、功率、汽压等最终目标的控制。 LVDT（位移传感器）：是油动机行程的实时反馈系统，SM461伺服模块通过它的反馈信号和主控单元的指令进行比较从而调整输出信号，实现对油动机的稳定快速控制。LVDT简介 在控制系统中，LVDT是作为反馈信号引入，因此，LVDT工作性能的好坏，关系到控制系统的稳定，必须认真将其整定。 伺服单元支持六线制LVDT，现场每路LVDT 外接6 根信号线到SM3461 模块的接线端子（初级线圈P+、P-；次级线圈S1+、S1-和次级线圈S2+、S2-）。在SM3461 模块内部，S1-端和S2+端短接，等同于将LVDT 的两个次级线圈串联，同名端相连，两个次级线圈的感应电压相减。现场接线如下图所示： LVDT整定：控制系统中所使用的控制信号是0～5V，因此，需要将LVDT的输出电压控制在0～5V之间，具体的调节步骤如下： 1．LVDT安装时，必须保证支架具有足够的刚度，LVDT的拉杆能够自由移动，没有摩擦力，LVDT的中位和油动机的中位相对应起来：具体就是当机组处于关闭状态时，LVDT0位线距离油动机活塞杆零位为(a-b)/2（其中：a为LVDT的行程，b为油动机的行程）。交换初级线圈两端，使LVDT 电压变化方向与油动机所驱动的阀门一致。 2．安装完成后，调整FM3461伺服板上的拨码开关，通过测量孔测量LVDT的输出电压，使0位时LVDT的输出电压在0.2~1.5V之间，100％位时LVDT的输出电压在3.8~4.5V之间，如
发电机组孤网运行试验方案
发电机组孤网运行 试验方案 编制： 审核： 批准： 新浦化学（泰兴）有限公司 二零零九年八月二十五日
一、目的 为配合1#、2#发电机组孤网运行时DEH控制系统调试，提高调节品质，确保机组孤网情况下能维持或稳定运行，特制定本试验方案； 二、试验对象 选定1#汽轮发电机组作为孤网运行试验对象； 三、试验时间 2#发电机启机后，预计8月31日8：00开始 四、试验条件 1、电运岗位在试验前进行倒闸操作，将VCM全部负荷由Ⅱ段供电，试验对VCM 生产不会造成影响； 2、仪表专业确认汽轮机各项超速保护功能完好； 3、四五期苯胺装置处于检修状态； 4、热电厂给水泵、取水泵、空压机等公用辅机尽量运行在10KV Ⅱ、Ⅲ段； 5、1#机机头、35KV升压站已派人现场待命； 6、锅炉、汽机、电气、仪表、DEH厂家技术人员全部到位。 五、试验步骤 1、正常运行方式 1#机发电20MW，正常并入35KV Ⅰ段母线，Ⅰ段负荷包括：一二三期Ⅰ段电解25MW、苯胺部分负荷3MW、部分厂用电4MW、洋新线822线路下载12MW。 2#机发电38MW，正常并入35KV Ⅱ段母线，Ⅱ段负荷包括：一二三期Ⅰ段电解25MW、VCM全部负荷6MW，苯胺部分负荷3MW、部分厂用电4MW、洋新线824线路下载0MW（接线图附后）。 孤网运行试验期间，因1#、2#发电机负荷会有所变化，为确保供汽稳定正常，外供蒸汽尽量通过快减装置供汽。
2、孤网运行方式 拉开热化1#线363开关，1#机孤网运行，南厂一二三期Ⅰ段电解25MW全部由洋新线822线路供电，1#机由20MW甩负荷至苯胺及热电厂用电部分负荷7MW，DEH厂家根据机组情况调节PID参数，试验完成后电气运行岗位通过热化1#线363开关同期并网恢复正常运行方式。 若孤网运行成功，1#发电机的负荷将由原来的20MW甩负荷至7MW，势必造成主汽压力的上升，故在孤网试验前，热电调度需适当降低主汽母管的压力； 若孤网运行不成功，热电升压站35KV Ⅰ段（苯胺的Ⅰ段包括3#循环水3台循环水泵、苯胺循环水2台循环水泵、四期苯胺2台氢压机、五期苯胺1台氢压机、五期氯透平）电源将会中断，电运人员在确认机组已跳停（1#发变组出口305开关分闸状态），厂用电快切至用备用段供电，苯胺的Ⅰ段短时失电，电运确认备自投动作情况，并合上热化1#线363开关恢复热电升压站35KV Ⅰ段供电，1#机组按照开车程序重新并网进行试验。热电调度根据母管压力及时调整2#机发电负荷及供汽压力。如需确保不向系统倒送负荷，试验前可适当降低2#机发电负荷，留有一定的负荷提升空间。 注意事项： （1）、升压站需专人确认1#发变组出口305开关状态及紧急情况下手动合热化1#线363开关； （2）、试验过程1#机现场中需专人监视汽轮机转速突升变化情况，紧急情况下手动遮断危急保安器，紧急停机； 五、孤网逻辑确认 根据控制电缆敷设进度及DCS卡件的到货情况，电仪工段根据《孤网运行控制改造方案》上的孤网信号逻辑图进行接线及调试确认工作，正确无误后接入DEH系统内的并大网信号点。
孤网运行应急预案
福清#1汽机孤网运行方案 福清#1汽机为南京汽轮股份有限公司生产，型号N12-3.82。自运行以来未做孤网运行的调试，因11月3日外网停电，故11月1日先做孤网运行试验，以确保运行的可靠。 孤网是孤立电网的简称，孤网运行最突出的特点是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。运行人员关注的问题不再是负荷调整，而是调整孤网的频率，使之维持在额定频率附近。由于孤网容量较小，其中旋转惯量储存的动能和锅炉具备的热力势能均较小，要求机组的调速系统具有更高的灵敏性，更小的迟缓率和更快的动态响应。 汽机进入孤网条件： 孤网投切开关投入即为孤网功能已投入，孤网条件满足，自动进入孤网，进入孤网的条件为： （1）汽机已并网。 （2）转速偏差大于30转。 （3）转速加速度大于每秒100转。 （4）OPC动作；同时可以认为在预知情况下，手动进入孤网，孤网运行时DEH画面上进入孤网指示灯变为红色。 （5）硬件孤网信号过来。 进入孤网状态的控制： 孤网运行时，汽轮机通过频率控制自动增减负荷，需要增负荷时，
转速会降低，等待实际负荷增加后，转速稳定在3000r/min；减负荷与之相反。电网恢复正常后，再按“解除孤网”。 进行孤网运行前应做好： 1.在汽机现场有专人观察转速表，超速不动作时，立即手动打闸停机。 2.相关的连锁保护应正常，并确保投入。 3.调门性能相关实验（静态特性、稳定性、调节响应性）由科远出具数据及指导书，指导操作。 4.投运前，相关联系协调体系、制度及应急响应机制需完善。 5.必须保证所有锅炉、压力容器安全阀在校验器内，确保设备实现本质安全。 孤网操作应急预案 1.孤网运行汽机系统运行状态：汽机DEH系统接到增负荷命令后，进行频率调节，转速下降，汽机调门开大，进汽压力下降，锅炉水位先增后减，如增负荷量较大，汽机热井水位急剧波动，锅炉水位下降至报警值，根据锅炉负荷波动情况，给水泵压力、流量变化，各系统运行出现紊乱。 应对措施： 由于机组并入孤网运行后，DEH系统应能实现自动控制，根据用电情况，自动调整负荷，运行操作人员根据负荷变化进行汽水平衡调节，负荷控制变为频率控制后，运行人员由主动控制变为被动跟踪调整，当出现以下情况时，应急处理措施如下：
发电机组并网与孤网运行的技术特点分析
民营科技 2011年第1期26MYKJ 科技论坛 发电机组并网与孤网运行的技术特点分析 梁万秋 （迁安市九江煤炭储运有限公司，河北迁安064400） 1发电机组的正常运行方式 火力、风力发电厂及各企业自备电厂的发电机正常运行方式分为并网运行和孤网运行两种方式。两种运行方式的运行技术特点不同，而且差异较大。 2发电机组并网运行的技术特点 2.1并网的定义 发电机组并网运行是指发电机组与外部常规电网连接并联运行，可以用电缆直接连接或经过升压变压器连接。并网运行可分为“普通并网”和“并网不上网”两种。 1）普通并网运行的发电机组可以向外部电网输送多余的电能功率；2）并网不上网的机组则严格禁止发电机组的电能功率外送，即只能是从外部电网用电，因此，发电系统的“并网不上网”是指发电系统虽然与外部常规电网并网但其所发电量由企业全部自用，即所发电能并不传输到外部电网使用。 2.2发电机并列条件 发电系统的汽轮发电机一般选用的是同步发电机，同步发电机要投入电网并网运行。必须满足以下几个条件： 1）发电机的电压应与电网系统的电压大小接近一致，误差不超过±5%；2）发电机的频率应和电网系统的频率接近一致，误差不超过±0.2Hz，以发电机频率稍高于电网频率为好；3）发电机的相位应和电网系统的相位接近一致，相位差不超过±10°。4）发电机的相序和电网系统的相序必须一致。 2.3并网的方法 并网的方法有两种，一种称为准同期法，另一种称为自同期法。目前广泛采用技术先进、安全可靠、精度高的现代同步指示装置和自动化并联装置实现准同期法并网。所谓准同期法是指同步汽轮发电机与外部电网并网时，调节其电压、频率及相位角，使待并发电机的电压、频率及相位角尽可能与外部电网一致，达到并联运行投入的条件，减少系统震荡。 2.4选择合适的并网电压 我国常用的电压等级一般有10kV、35kV和110kV，发电系统的发电机组一般都是与110kV电压等级以下的外部常规系统并网，选择适当的并网电压是为了降低线路损耗，同时将电流控制在合适的范围之内。为使机组运行在一个安全合理的电压水平上，发电系统的发电机组并网电压选择6.3kV和10.5kV的居多。 2.5并网运行的发电机组采用负荷控制，根据电网调度的指令进行负荷调整 3发电机组孤网运行的技术特点 3.1孤网的定义 孤网一般指脱离大电网的小容量电网，是孤立电网的简称。 3.2孤网的分类 1）有几台机组并列运行形成小网，不与外部电网连接。2）只有一台机组供电的单机带负荷方式。3）并网运行的发电机组与外部电网解列，甩负荷后单带厂用电，是单机带负荷的一种特例。 3.3孤网运行的特点 1）发电机组的总发电量略大于或等于企业用电量。2）发电机组由负荷控制转变为频率控制，要求汽轮机的调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在外界负荷变化的情况下自动保持频率的相对稳定。负荷调整不再是运行人员关注的主要问题，主要任务是调整孤网频率，即维持发电机转速在3000r/min附近。 3.4孤网运行的适用范围 孤网运行主要是为了解决高耗能矿热炉冶炼企业负荷波动大、运行不稳定、三相电流不平衡的问题，因此适用于硅铁、电解铜、电解铝、电石、黄磷、烧碱、焦化、锌冶炼等企业的自备电厂。 3.5孤网运行对汽轮机调速系统的要求 为适应孤网运行要求，汽轮机的调速系统应具有下列特性： 1）调速系统应采用有差调节，各机组调速系统应有相同的不等率，通常取为4.5%～5%，以适应负荷分配的需要。2）对于单机带负荷机组，需采取措施使之具备手动或自动的调频功能。3）一次调频的范围应涵盖油动机全行程。4）要求机组的调速系统具有更高的灵敏度，更小的迟缓率和更快的动态响应。 3.6孤网运行时保证系统电能质量的措施 孤网运行时，应使电压、电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、功率因数等指标符合国家标准，因此要采取相应的措施。 1）为了提高汽轮机组调节品质，减小频率偏差，建议汽轮机调节使用使用技术日趋成熟的数字电液调节系统，如DEH系统或Wood－ward505、505E控制器（以上两种控制系统均开发了孤网控制系统）。2）为了保证系统电压及电压偏差，发电机励磁调节系统采用微机静止励磁调节装置，以便实现自动或手动控制。 3.7孤网运行时发电机的相关操作 1）单机孤网运行时可以采用零起升压或单侧无压两种方式送电；2）网中有几台机组并列运行时，发电机的并列操作采用采用准同步法，即待并同步汽轮发电机与已运行发电机并列时，调节其电压、频率及相位角，使待并发电机的电状态尽可能与对方（已运行发电机）一致，即完全合乎并联运行投入的条件时手动或自动合入发电机出口断路器。 3.8孤网运行时厂用自备电源及用电设备的启动、停止操作 1）厂用自备电源。a.一般企业大都采用备用柴油发电机作为启动电源或应急电源。b.就近和其他企业取得联系，在应急情况下，由其他电源做为厂用自备电源。2）用电设备的启动、停止操作。a.动力电源采用外用电时，用电设备的启动、停止操作不受限制；b.纯孤网运行时，大型用电设备应使用软起装置或变频器以降低启动电流，减少对发电机的影响。当设备采用直接启动方式时，根据经验其容量尽量不要高于机组额定容量的10%。 设备启动前应提前联系，以便锅炉、汽机、电气专业事先做好准备，适当提高汽轮机转速、手动调整励磁提高发电机出口电压后方能启动。 设备停运时亦应提前联系，以便于运行人员及时调整频率和电压，避免出现超速或超压现象，给企业生产带来不必要的经济损失。 3.9孤网运行注意事项 1）当有几台发电机组并列运行时，要尽量使小容量机组抱持负荷稳定，让单机容量较大的机组担任调整任务。2）启动、停止大容量用电设备要事先取得联系，做好准备，防止出现事故。3）在孤网中担任调整任务的机组尽量采用手动控制，注意随时调整有功、无功，尽量稳定电压和频率，建议使用自动调节装置。4）孤网运行的稳定性差，随时都可能出现大量甩负荷现象，甚至出现外界全部停产的事故，所以应做好事故预想，搞好反事故演习。5）采用孤网运行技术后，对运行人员的技术要求相对要高，机、电、炉人员配置上要默契。6）要特别注意发电机的保护设置及定值的整定，应能满足三相电流不平衡、电压摆动大的要求。 结束语 无论发电机是并网运行还是孤网运行，都要注意运行调整和监督。并网运行时需要注意原动机的运行情况，应防止原动机的损坏。孤网运行时主要关注频率的变化情况，应尽量避免频率忽高忽低，所以要密切关注并调节原动机转速，以保证供电的相对稳定。 参考文献 [1]中华人民共和国能源部.进网作业电工培训教材[Z]. [2]北京电力学校.电气运行工人技术问答（同步发电机）[Z]. 摘要：随着企业的发展，高耗能企业能源浪费的现象较为突出，企业利用余热、余气发电自发自用既符合国家节能减排的政策要求，也适应企业降耗的需求，因此在发电人才缺乏的情况下，企业鼓励员工了解和学习有关发电知识，培养技术型人才也是当务之急，鉴于此，现就发电机组并网与孤网运行的技术特点进行分析探讨。 关键词：并网；孤网；技术特点 作者简介：梁万秋，毕业于河北水利专科学校，1992年至今一直从事火力发电厂电力生产工作，历任值长、车间主任、副厂长，技术职务助理工程师。
孤网运行技术探讨
孤网运行技术探讨 [ 作者：黄永青| 转贴自：本站原创| 点击数：10 | 更新时间：2010-12-7 | 文章 录入：imste 2010年第12 期 ] (包头市东方希望铝业有限公司自备电厂，内蒙古包头 014030) 摘要：文章介绍了孤网运行的概念，分析了孤网运行的特点，讨论了孤网运行的具体措施。 关键词：孤网；一次调频；FCB；电网 中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2010)12—0085—02 1 概述 电网上的机组一直是并列运行的，再由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统将电能输送到用户。随着电能需求量的增加，并入电网的机组越来越多，使得电网的规模也就越来越大。从20世纪90年代初起，我国已进入大机组、大电网时代，300MW以上的大机组逐渐成为电网中的主力机组。到2008年底，我国总装机容量已达到8亿kW。大电网具有供电可靠，频率和电压稳定的优势。目前，我国电网已经能够向用户提供充足、可靠、高质量的电能，为工农业生产和人民生活提供了保障。 随着我国经济的快速发展，各地民营企业规模不断扩大，为了提高经济效益，很多如钢铁、电解铝、水泥、化工、造纸等高耗能行业纷纷建立了自备电厂，由于这些电厂机组容量小，电气系统设计不完善，经常发生与大电网脱离的情况，有的甚至由于种种原因而不能并入电网，由一台机或几台机组成“孤网”运行。由于孤网运行机组数量少，机组容量小，系统稳定性差，调整不好，往往会造成系统频率大幅波动，甚至引起机组跳闸，全厂停电，造成严重损失。因此，讨论孤网运行具有很大的现实意义和应用价值。 2 孤网的概念 孤网是指脱离大电网的小容量电网。 电力建设规程规定，电网中单机容量应小于电网总容量的8％，保证当该机发生甩负荷时，不影响电网的正常运行。 电网中的各机组，一般都有一定的过载余量，如果电网中的机组调节系统都能正常投入，一旦某机组发生甩负荷，如果该机组的容量为电网总容量的8％，则电网失去的功率可以暂时由电网中其他机组的过载余量承担，电网频率下降0.2Hz，相当于机组转速下降12r/min，对供电质量的影响仍在运行规程规定的范围内。