REXA执行器DEH系统一次调频能力的研究

REXA自容式执行器在汽轮机DEH系统的改造
张美艳;韩小秋
【期刊名称】《区域治理》
【年(卷),期】2018(000)014
【摘要】介绍了REXA自容式执行器在汽轮机DEH系统的调节控制工作原理、功能,结合某公司B12武汽轮机DEH系统改造项目分析系统结构及实施办法,并阐述改造后的技术优势.
【总页数】1页(P277)
【作者】张美艳;韩小秋
【作者单位】沈阳东北电力调节技术有限公司 ,辽宁沈阳 110179;沈阳新松机器人自动化股份有限公司,辽宁沈阳 110168
【正文语种】中文
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5.REXA执行器在15MW汽轮机电调改造上的应用 [J], 郑玉成;王永佳;孙洪义因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

汽轮机REXA执行器DEH系统(系统简介)汽轮机REXA执行器DEH系统(系统简介)系统概述：汽轮机REXA执行器DEH系统是一种用于汽轮机的数字电子液压（DEH）系统。

它通过精确控制液压执行器以优化汽轮机的运行，实现高效能和可靠性。

本文档旨在提供有关该系统的详细信息，包括系统架构、功能特点、操作流程和注意事项。

1.系统架构1.1 主要组件介绍REXA执行器DEH系统的主要组件，包括控制器、液压执行器、传感器、信号线和电源。

1.2 系统连接说明系统的连接方式和各组件之间的关系，包括控制器和执行器的连接方式、传感器和控制器的连接方式等。

2.功能特点详细介绍REXA执行器DEH系统的功能特点，包括以下方面：2.1 自动调节功能解释系统如何通过自动调节液压执行器来优化汽轮机的运行，提高效率和稳定性。

2.2 故障检测与诊断说明系统如何检测和诊断潜在的故障和问题，以便及时采取措施进行维修和保养。

2.3 远程监控与控制介绍系统如何通过远程监控和控制功能，允许操作员对系统进行实时监测和远程操作。

3.操作流程提供REXA执行器DEH系统的操作流程，包括启动顺序、参数设置、运行模式切换等详细步骤。

4.注意事项列出使用REXA执行器DEH系统时需要注意的一些事项和注意事项，包括使用环境、操作要求、设备维护等。

5.附件本文档涉及的附件，请参考附件文件。

法律名词及注释：1.液压执行器：指一种能够将信号转换为动力输出的装置，通常由液压马达、阀门和动力转换装置等组成。

2.DEH系统：数字电子液压系统（Digital Electronic Hydraulic Systems），是一种通过数字电子技术控制液压执行器的系统。

3.汽轮机：利用高速旋转的汽轮机械能驱动发电机发电的设备，是目前主要的发电方式之一。

DE H一次调频在实际应用中存在的问题
柯昭
【期刊名称】《华电技术》
【年(卷),期】2016(038)003
【摘要】对湖北西塞山发电有限公司330 MW和680 MW火电机组汽轮机数字电液控制系统(DEH)一次调频中的2个案例进行了分析.第1个案例通过修改DEH 控制逻辑,保证了机组顺利并网带负荷.第2个案例指出,DEH一次调频调节是在汽轮机高压调阀具有一定调节余量,同时单元机组协调控制系统(CCS)能很好地控制机组主蒸汽压力的条件下完成的.
【总页数】2页(P48-49)
【作者】柯昭
【作者单位】湖北西塞山发电有限公司,湖北黄石 435000
【正文语种】中文
【中图分类】TM732
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汽轮机REXA执行器DEH系统(系统简介) 汽轮机REXA执行器DEH系统(系统简介)系统背景汽轮机REXA执行器DEH(液压调速器)系统是一种用于汽轮机调速控制的关键设备。

它通过控制液压系统的油量和压力，实现对汽轮机的旋转速度的精确控制，以保证其稳定运行。

系统目的汽轮机REXA执行器DEH系统的主要目的是实现以下几点：1、确保汽轮机的旋转速度和转矩在稳定的范围内；2、对负荷和发电需求的变化做出快速响应；3、确保汽轮机的安全运行。

系统组成汽轮机REXA执行器DEH系统由以下几个主要组成部分构成：1、液压调速器：负责控制液压系统的油量和压力，以调整汽轮机的转速；2、控制系统：包括传感器、控制器和执行器等，用于监测和控制液压调速器的工作；3、监测系统：负责监测汽轮机的运行状态和参数，并提供反馈给控制系统；4、保护系统：用于监测汽轮机的异常情况并采取相应的保护措施，以防止损坏或事故发生；5、通信系统：用于与其他系统进行数据交换和通信，以实现系统的联动控制。

系统工作原理汽轮机REXA执行器DEH系统的工作原理如下：1、通过传感器监测汽轮机的转速、负荷和其他关键参数；2、传感器将采集到的数据发送给控制器；3、控制器根据设定的控制策略和控制算法，计算出对液压调速器的控制信号；4、控制信号发送给液压调速器，液压调速器调整油量和压力，以实现汽轮机转速的精确控制；5、监测系统实时监测汽轮机的运行状态和参数，并将监测结果反馈给控制系统；6、保护系统监测汽轮机的异常情况，如转速过高或压力过低等，及时采取相应的保护措施。

系统特点汽轮机REXA执行器DEH系统具有以下特点：1、可实现对汽轮机转速的精确控制；2、响应速度快，能够快速适应负荷和发电需求的变化；3、通过监测和保护系统，能够提高汽轮机的安全性和可靠性；4、可与其他系统实现联动控制，提高整个系统的运行效率。

附件本文档涉及的附件包括：1、系统图纸：展示汽轮机REXA执行器DEH系统的整体结构和组成部分；2、技术参数表：详细列出系统的技术参数和性能指标。

机电信息2019年第5期总第575期图1REXA 执行器REXA 执行器电液调节系统应用赵冠夫赵连彬（沈阳东北电力调节技术有限公司，辽宁沈阳110000）摘要：以某电厂青岛捷能30MW 背压式汽轮机组为例，其原调速系统使用DDV 阀、伺服放大器、错油门、油动机等结构形式，现采用REXA 执行器代替DDV 伺服装置作为系统调节动力源，通过杠杆驱动油动机、错油门，改造后的汽轮机调速系统具有良好的静态和动态性能。

关键词：调速系统；DDV 阀；REXA 执行器；电液调节0引言某电厂有1台青岛捷能30MW 背压机组，汽轮机机组形式是高压单缸、冲动式、非调整抽汽背压式。

调速系统采用的是数字式电气液压调节系统（DEH ），控制系统采用的是和利时MACS 系统，液压部分是DDV 阀、OPC 电磁阀、错油门、油动机结构形式。

供油系统包括主油泵及注油器等，主油泵出口的高压油（2.0MPa ）除供给调节保安系统中各元件的经常用油外，大部分供给注油器。

此外，主油泵还供给油动机快速动作时所需的耗油[1]。

机组正常运行时DDV 伺服装置有卡涩现象，为保证机组安全稳定运行，对该机组的调速系统进行了改造。

DEH 系统的核心单元是电液转换器，它和汽轮机调速系统的电液转换器都必须提供辅助控制油站，对油的品质要求特别苛刻，并且油源易受周围环境污染，调节系统时常出现堵塞、卡涩问题，严重影响汽轮机的稳定运行[2-3]。

所以，为提高电液转换器的抗干扰特性，简化原装置构造，进一步提高DEH 系统运行的稳定性，根据现场30MW 背压机组的特点，采用REXA 执行器进行改造，通过杠杆驱动油动机、错油门。

1REXA 液压调节系统1.1REXA 执行器构成及工作原理1.1.1REXA 执行器构成REXA 执行器可分为两个单元，由控制模块与动力模块两部分组成。

REXA 液压控制装置是液压输出力的转换装置，可将仪表4～20mA 信号转换为机械力输出，是机组调速系统改造的核心部件[4]。

DEH系统一次调频一、一次调频原理DEH系统中的一次调频原理与液压调节系统和模拟电调系统中的一样。

但是，由于计算机系统丰富的可编程算法和逻辑处理能力，以及电液转换器优良的控制性能，DEH系统的一次调频的控制精度高、动态响应好，同时可以根据具体用户的需要，进行修改。

如图1所示。

按照电网的要求，理论上DEH系统应当全范围参与电网调频，如图2。

但是由于发电机组本身的问题或一些特殊要求，可以对调频功能做部分限制。

这些问题使得我们必须对一次调频功能做某些修正，如：● 稳定性为了机组的稳定运行，当电网频率基本稳定在额定值时，机组对频率的微小波动不产生调节作用，因此在额定转速附近设置了死区。

一般死区大小为±2rpm。

即当频率变化超过额定频率时，才起调节作用。

见图3所示。

● 准确性电液调速系统中，由于转速的测量环节、转速控制器、油动机的驱动等环节都已达到了相当的控制精度，基本上消除了非线性和迟缓的问题。

影响电液调节系统准确性的主要问题在于调节阀门的流量非线性。

例如图4所示，由于在DEH中设置的顺序开启的阀门之间的重叠度不合适，通过阀门的流量不连续，造成了静态特性曲线的不规则形状。

很明显局部不等率不符合要求，控制特性较差。

在单阀运行的情况下，如果流量特性修正的不好，也会造成类似的结果，如图5所示。

目前这个问题的有效解决方案是对机组进行阀门流量特性试验，将得到的数据修正DEH中的流量特性补偿曲线。

● 快速性电网负荷的变化可以分为3种不同的分量：◇变化幅度较小，频率较高的随机分量◇变化幅度较大，频率较低的脉动分量◇按照每天变化有规律的持续分量一次调频主要克服负荷的随机变化分量，这种负荷变化的周期一般在10秒以内，因此要求DEH中的一次调频必须迅速反应，除此之外，还要求执行机构的时间常数要小，同时有必要提高再热机组的负荷响应速度。

与DCS系统相比，DEH系统响应快，由DEH系统来承担一次调频任务比较合适。

同时必须注意，在DEH调频时的DEH与CCS系统接口设计，应当按照如图6的方法，否则由于CCS的功率大闭环作用，使DEH的调频作用被抵消。

数字电液控制系统（DEH）的特性对一次调频与二次调频的影
响
由于DEH控制系统的特点，在一次调频与二次调频功能的使用中应注意：
1）在DEH控制系统中，用“X”函数实现一次调频功能的转速调节，“X”函数中包含转速不等率δ、调频死区、调频幅度限制以及调频的功率范围等变量。

死区的缺省范围为±5~10 r/min，在死区范围内机组不参与一次调频。

和机械液压调节系统相比转速调节功能可根据需要投入或切除。

因此被控机组在一次调频功能使用时，应将实现转速调节功能的“X”函数始终处于投入状态，并将死区的范围调整在±2 r/min以内。

不等率、调频幅度以及调频的功率范围可根据机组具体的运行状况预先设置。

2）为对调节阀的配汽状态进行管理，实现单阀-顺序阀的在线切换，DEH系统中通常带有阀门管理程序。

如果阀门管理程序的参数没有正确地设置，或阀门流量特性曲线不符合实际的运行情况，往往会造成流量指令与汽轮机控制的实际流量出现偏差，使一次调频与二次调频要求的功率变化出现非线性，某些功率范围内功率变化过大，某些范围功率范围却少有变化，这在一定程度上影响一次调频和二次调频的质量，也不符合AGC的控制要求，由此会对电厂造成一定的经济
损失。

3）DEH控制系统的数字控制，由于在数据采样和运算结果输出过程中存在数/模转换和模/数转换以及控制处理器的运算时间的延时，过长的延时将不利于一次调频的快速响应，尤其是运行于小网的机组，或因电力线路故障从大网上解列成小网的系统。

过长的延时时间将引起网频的不稳，严重时甚至出现运行困难。

对小网运行的机组，数字控制系统的响应时间应严格控制在小于50ms之内。

第一部分汽轮发电机组静态特性1．汽轮机调速系统特性1.1 机械液压式调速系统1784年，瓦特应用离心式直接作用调速器（图1-1）控制蒸汽机。

当转速升高时，重锤在离心力的作用下向外张开，使滑环向上移动通过刚性的杠杆关小调节汽阀，使转速下降当转速降低时，动作过程相反在这种情况下，调节的任务就在于：随着机组角速度的变化，来增加或减少蒸汽流量，以此来保持能量平衡。

直接调节系统的控制方框图见图1-2。

排汽3-发电机1-离心调速器2-汽轮机图1-1 直接调节系统图1-2 直接调节系统方块图汽轮机的负荷都是通过转速（电网频率）的变化来调节的调速器滑环的位置与汽轮机的阀门位置是一个固定的对应关系也就是说一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的因此就产生了一定的不均匀度。

这表现为虽然采用了调速器，但只能维持转速在一定的范围内，而不能保证转速的恒定。

图1-3所示为带有一级放大的间接调节系统。

在调速器和汽轮机阀门之间增加了用于放大的油动机滑阀4，此时：调速器带动的是油动机滑阀，而由压力油来驱动阀门当转速升高时，滑环向上移动，通过刚性的杠杆带动油动机滑阀向上移动，油口a打开，压力油进入油动机上部，同时油口b打开，油动机下部的油排回油，油动机5活塞向下移动，关小调节汽阀，使转速下降同时反过来，油动机5活塞向下移动带动滑阀4向下移动，当油动机滑阀4回到原来的中间位置时，油口a、b关闭，油动机恢复到静止状态 当转速降低时，动作过程相反。

图1-3 间接调节系统图1-4 间接调节系统方块图在间接调节系统中：调速器带动的不是阀门，而是一个断流式的滑阀，而由油动机活塞上下的压差来驱动阀门，因此，可以通过增大油动机的活塞面积或供油压力，以产生足够的力来带动阀门运动。

由于阀门停止运动时，滑阀4必须回到中间位置，因此调速器滑环的位置与汽轮机的阀门位置仍然是一个固定的对应关系。

也就是说一定的汽轮机转速与汽轮机的功率是一一对应的，因此也存在不等率。