汽轮机数字电液控制系统(DEH)介绍29页PPT

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。

一、概述DEH系统即数字电液调节系统，主要控制汽轮机转速和功率，即从汽机挂闸、冲转、暖机、同期并网、带初负荷到带全负荷的整个过程，同时具备防止汽机超速的保护逻辑。

它的控制对象为两个高压主汽门、四个高压调节门、两个中压主汽门和两个中压调节门。

DEH从功能上分为三个部分：超速保护（OPC）、汽机基本控制（BTC）和汽机自启停（ATC）二、超速保护（OPC）1、转速选择转速是三取中逻辑，即由三路转速信号中的两路先分别大选，然后再对三个大选结果进行小选。

图3.1 三选二逻辑2、当出现以下情况时认为转速信号故障：●任意两路转速故障●一路转速故障，另外两路转速偏差大●三路转速互不相同●转速给定大于500RPM时，系统转速与给定相差100RPM发生系统转速故障后，DEH自动将系统转速设定为一个很大的数值，这样将产生超速跳闸命令。

3、超速保护（OPC）通过控制OPC电磁阀快速关闭GV和IV，并将转速维持在3000RPM。

它实际上由两部分组成：转速大于103％保护和并网后甩负荷预感器（LDA）。

以下条件引起OPC保护动作：●未进行电气超速或者机械超速试验,转速超过3090RPM●甩负荷油开关解列后转速大于2900RPM时转速飞升过快（加速度）发电机解列瞬间如果中压缸排汽压力（IEP）大于额定值的15％或者该测点发生故障，则无论此时转速是否超过3090RPM，OPC电磁阀都要动作2秒，这就是甩负荷预感器的功能。

4、超速试验超速试验必须在3000RPM定速（转速大于2950RPM）、油开关未合闸的情况下进行，它包括OPC超速试验（103％）、电气超速试验（110％）和机械超速试验（111～112％）。

这三项试验在逻辑上相互闭锁，即任何时候只有一项超速试验有效。

对于机械超速试验，除满足上述条件外，（ETS操作盘上的“超速保护”钥匙开关必须在“试验”位。

既机械超速试验允许条件）。

在电气或者机械超速试验过程中，如果汽机转速超过3360RPM仍未跳闸，为安全起见DEH将无条件发出超速跳闸指令送ETS三、基本控制基本控制部分是DEH的核心，它提供与转速和负荷控制相关的逻辑、调节回路，DEH有三个重要的调节回路，即转速回路、调级级压力回路，功率回路。

. .汽轮机控制系统〔DEH〕设计及操作使用说明汽轮机300MW机组DEH系统说明书DEH系统使用的是西屋公司的OVATION型集散控制系统。

其先进性在于分散的构造和基于微处理器的控制，这两大特点加上冗余使得系统在具有更强的处理能力的同时提高了可靠性。

100MB带宽的高速以太网的高速公路通讯使各个控制器之间相互隔离，又可以通过它来相互联系，可以说是整套系统的一个核心。

系统的主要构成包括：工程师站、操作员站、控制器等。

一、DEH系统功能汽轮机组采用由纯电调和液压伺服系统组成的数字式电液控制系统(DEH)，提供了以下几种运行方式：•操作员自动控制•汽轮机自启动•自同期运行•DCS远控运行•手动控制通过这几种运行方式，可以实现汽轮机控制的根本功能如转速控制、功率控制、抽汽控制功能。

1．根本控制功能工程师站和操作员站的画面是主机控制接口，它是用来传递指令给汽轮机和获得运行所需的资料。

翻开CUSTOM GRAPHIC窗口，运行人员可以用鼠标点击对应的键来调出相应的图像。

也可以翻开DATA ANALYSIS AND MAINTENANCE窗口，选用OPERATOR STATION PROGRAMS按钮，在OPERATOR STATION PROGRAMS菜单上选用DIAGRAM DISPLAY按钮，在DISPLAY DIAGRAM菜单上选用所需的图号，再按DISPLAY按钮，就能调出所需的图形。

1.1根本系统图像所有根本系统图像将机组运行的重要资料提供应运行人员。

屏幕分成不同的区域，包括一般信息，页面特定信息。

1.2一般信息1.2.1控制方式—用来表示机组目前所有的控制方式。

这些方式分操作员自动、汽轮机自动控制、遥控、以及手动同步和自动同步。

1.2.2旁路方式－DEH提供一个旁路接口，可以调节再热调节汽阀，以便与外部的旁路控制器相配。

运行人员可根据实际情况选择带旁路运行方式和不带旁路运行方式。

1.2.3控制设定－主要显示实际值、设定值、目标值和速率。

1、DHE的总体概括2、从汽轮机启动到带到额定负荷全过DEH系统的作用、功能及组成一、DEH的作用DEH（Digital Electronic Hydraulic Control）全称为数字式功频电液调节系统。

它将现场的模拟信号转化成数字信号，通过计算机的运算，完成对汽轮机的启动、监视、保护和运行。

DEH 汽轮机数字电液控制系统，由计算机控制部分和EH 液压执行机构部分组成。

是汽轮发电机的专用控制系统，是控制汽轮机启动、停机及转速控制、功率控制的唯一手段，是电厂实现机组协调控制、远方自动调度等功能必不可少的控制设备。

基本控制功能主要是汽轮机转速控制、功率控制、阀门管理、阀门试验、超速保护、超速保护试验等功能。

OPC、AST都代表什么意思？OPC代表机组超速保护AST代表自动停机危急遮断控制TV、GV、RV、IV各代表什么？TV代表高压主汽门GV代表高压调门RV代表中压主汽门IV代表中压调门。

HP、DP、DV都代表什么意思？HP代表EH系统压力DP代表EH系统有压回油DV代表EH系统无压回油什么是TPC控制？TPC控制即主蒸汽压力控制，是指运行人员能投切软件TPC控制主蒸汽压力大于某一给定值。

可分为“操作员TPC”、“固定TPC”、遥控TPC”三种。

位移传感器（LVDT）为了提高控制系统的可靠性，每个执行机构中安装两只位移传感器，共16只。

作用是利用差动变压器原理，将油动机活塞的位移转换为LVDT中铁芯与线圈间相对位移的电信号输出，作为伺服放大器的负反馈信号。

危急遮断控制块主要功能是什么？危急遮断控制块的主要功能是为自动停机危急遮断（AST）与超速控制（OPC）母管之间提供接口。

控制块上面装有六只电磁阀（四只AST电磁阀，二只OPC电磁阀），内部有二只单向阀，控制块内加工了必要的通道，以连接各元件。

功率回路、调压回路的投切顺序是什么？功率回路、调压回路都要投切时，应按下列顺序进行：投入时先投调压回路，再投功率回路；切除时先切功率回路，再切调压回路。

本工程DEH为北京和利时控制工程有限公司提供，DCS系统采用浙江中控技术有限公司的EDPF-NT，分散控制系统，靠汽机油系统及油动机作为执行器，根据机组的运行方式参与调节，当机组发生异常工况时通过ETS对以上阀门进行关闭，从而起到保护机组安全运行的作用。

该控制装置具有与DCS、TST、ETS等系统的硬接线信号接口。

分散控制系统的基本功能包括：数据采集系统（DAS）、机组的模拟量控制系统（MCS）、机组辅机的顺序控制系统（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）。

第一节 DEH系统1 概述汽轮机组控制系统设计采用透平油共用油源数字式电液控制系统。

数字式电液控制系统(DEH)利用现代计算机技术实现对汽轮机组的控制，使其自动化水平得以大大提高。

由于采用了计算机技术，全部控制逻辑均由应用软件完成，丰富了控制功活性。

在DEH系统中，采用了各种冗余技术和抗干扰措施，大大提高了控制系统的可靠性。

DEH的控制信号，通过电液转换器，将电信号变换成液压控制信号去控制液压执行机构。

系统中设有冗余的OPC防超速电磁阀组和冗余的AST停机电磁阀组，保证了汽轮机更加安全可靠运行。

2 设计原则1、系统符合“故障－安全”设计准则，当系统失电保证可靠停机，并对可能发生的误操作采取有效的防误动、防拒动措施。

2、系统具有自诊断、自恢复和抗干扰能力。

3、控制系统依据分层、分散控制原则，除了控制冗余外，对重要的I/O信号和I/O模件也进行冗余配置。

4、冗余的高速通讯网络保证信息通畅，并具有与DCS的通讯接口。

5、除满足机组启动运行外，系统具有的I/O裕量和能力以便未来进行功能扩展。

6、硬件选择力求可靠、先进并具有多年运行经验。

7、功能设计应符合标准化、通用化、模块化的原则。

8、操作员站设计符合人机工程学要求，人机界面友好，信息丰富，操作简便可靠。

3 DEH基本原理汽轮机组DEH系统基本原理简述如下：DEH系统设有转速控制回路、电功率控制回路、抽汽控制回路、主汽压控制回路、超速保护回路以及同期、调频限制、解藕运算、信号选择、判断等逻辑回路。

汽轮机DEH调节系统简介四、汽轮机DEH调节系统简介' E8 Q2 J1 Z- E" \调节系统的发展大致经过了以下几个阶段：机械式调速器调节系统，液压式调速器调节系统，模拟式功频电液调节系统(AEH)，数字式功频电液调节系统(DEH)。

目前大机组上广泛采用了DEH调节系统。

（一）DEH调节系统的原理( J5 _5 k9 h0 W5 o8 vDEH调节的原理方框图如图3.5.4所示，该系统与AEH系统的主要区别是用数字计算机代替原有的调节器。

c `; r; y6 l$ {/ ]; B数字计算机又称为中央处理单元，调节算法程序预先编好存于计算机中，当转速、功率和给定信号输入计算机时，计算机按程序计算结果输出信号，经过处理后控制调节汽门。

采样器是将实测的功率和转速模拟量信号输入模／数转换器(A／D)。

模／数转换器用来将模拟量转换成数字量；数／模转换器(D／A)是将数字量转换成模拟量。

电液伺服阀即电液转换器，用来将电气信号转换成油压信号，以驱动油动机。

, M' d) p5 }* L8 t 由方框图可见，转速和功率信号形成两个反馈回路，当外界负荷变化时，汽轮机转速变化，频率采样器产生的模拟电压信号通过模数转换器转换成数字量，转速变化的数字量输入计算机，计算机输出计算结果，经过数模转换器输出模拟量，此信号再输入电液伺服阀，从而控制阀门开度，使汽轮机功率相应改变。

同理，功率变化信号也经过采样器和模数转换器，其数字量输入计算机，将此信号与转速相应信号比较，当转速和功率两个信号的变化值相互抵销时，调节系统动作结束。

这就是DEH的简单调节原理。

7 l) {" D# n" }- `, f8 c) J: \. Z （二）DEH系统的组成# Y8 u* U0 X S/ N国产引进型300MW汽轮机调节系统采用的是DEHⅢ型控制系统。

如图3.5.5(请点击）为简化的DEH及其附属系统方框图。

1.什么是DEH？为什么要采用DEH控制？所谓DEH就是汽轮机数字式电液控制系统，由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。

采用DEH控制可以提高高、中压调门的控制精度，为实现CCS协调控制及提高整个机组的控制水平提供了基本保障，更有利于汽轮机的运行。

2.DEH系统有哪些主要功能？汽轮机转数控制；自动同期控制；负荷控制；参与一次调頻；机、炉协调控制；快速减负荷；主汽压控制；单阀、多阀控制；阀门试验；轮机程控启动；OPC控制；甩负荷及失磁工况控制；双机容错；与DCS系统实现数据共享；手动控制。

3.DEH系统仿真器有何作用？DEH仿真器可以在实际机组不启动的情况下，用仿真器与控制机相连，形成闭环系统，可以对系统进行闭环，静态和动态调试，包括整定系统参数，检查各控制功能，进行模拟操作培训操作人员等。

4.EH系统为什么采用高压抗燃油做为工质？随着汽轮机机组容量的不断增大，蒸汽参数不断提高，控制系统为了提高动态响应而采用高压控制油，在这种情况下，电厂为防止火灾而不能采用传统的透平油作为控制系统的介质。

所以EH系统设计的液压油为磷酸酯型高压抗燃油。

5.DEH系统由哪几部分组成？1）01柜—基本控制计算机柜，完成对汽轮机的基本控制功能，即转速控制、负荷控制及超速保护功能；2）02柜—基本控制端子柜，在控制实际汽轮机时，信号连到实际设备，进行仿真超作时，信号连到仿真器；3）手动操作盘，当一对DPU均故障时或操作员站故障时，对DEH 进行手动操作；4）EH油液压部分。

6.DEH系统技术性能指标都有哪些？1）控制范围0～3600r/min，精度±1r/min；2）负荷控制范围0～115%，负荷控制精度0.5%；3）转速不等率3～6%可调；4）抽汽压力控制精度1%；5）系统迟缓率，调速系统<0.06%；6）甩满负荷下转速超调量小于额定转速的7%，维持3000r/min；7）平均无故障工作时间MTBF>25000小时；8）系统可用率不小于99.9%；9）DEH控制装置运行环境0～40℃，相对湿度10～95%（不结露）；10）电源负荷率50%，双电源。