DEH调节说明

言

早期的汽轮机调节大多采用液压调速系统，这种调节系统仅为比例调节，自整性不够，调节精度低，反应速度慢，超

调量大，运行时的工作特性固定，调节品质差，但由于它的工作可靠性高而且能满足运行调节的基本要求，至今仍有一定的实用价值。

随着机组容量及机组运行形式的多样化，仅靠原有的液压调节技术已不能适应机组运行的需要，于是电液调节系统应

运而生。早期的电液调节系统以模拟电路组成的模拟计算机为基础，引入了功率，频率两个调节信号，使汽轮机的调节品质得到了很大的改善。近年来随着计算机技术的发展及其在热工自动化领域中的广泛应用，数字电液调节系统DEH（Digital Electric-Hydraulic Control）取得快速发展。数字电液控制系统以数字计算机技术为基础，采用比例积分及微分（PID）调节器，调节精确度高，系统的过调量下降，稳定性增强，过程时间缩短，系统静态和动态性能都得到很大的改善。DEH调节系统逐渐取代液压调节系统和模拟电调系统成为机组调节系统的主流。

DEH系统技术参数

★ 转速控制范围：盘车转速～3500转/分，精度(±1转/分) ★ 负荷控制范围：0～115％，精度0.5% ★ 转速不等率： 3～6％连续可调 ★ 升速率控制精度： (1 r/min)

★ 甩额定负荷时转速超调量：( 7％额定转速) ★ 调节系统的迟缓率 ≯0.2% ★ 抽汽压力不等率：0～10％

★ 系统平均无故障时间：MTBF>175000小时 ★ 系统可用率：99.9%

★ 共模抑制比应≥90dB，差模抑制比应≥60dB

★ DEH系统能接受与电气共用全厂接地网而不必设置专用接地网，接地电阻小于5欧

★ DEH系统能在环境温度-10～65℃、相对湿度5～95%(不结露)的环境中连续运行

★ 整套DEH系统的电源要求为：两路220VAC，5A DEH系统介绍

DEH汽轮机综合控制系统是结合先进的计算机软、硬件技术，吸取了国内外众多同类系统的优点,系统结构充分考虑了系统的先进性、可靠性、易用性、开放性、可扩展性、兼容性和即插即用等特性，结构完整、功能完善。DEH-NK汽轮机综合控制系统涵盖了与汽轮机相关的三个子系统：数字电液调节系统（DEH），安全监视仪表系统（TSI），紧急跳闸保护系统（ETS）。可以选择三个子系统之间的任意组合。

DEH系统原理

DEH系统设有转速控制回路、电功率控制回路、抽汽压力控制回路、主汽压控制回路、超速保护回路等基本控制回路以及同期、调频限制、解藕运算、信号选择、判断等逻辑回路。

★ 转速控制回路

在并网前，转速控制回路完成机组启动升速控制，其中设有转速目标值设定、升速、暖机、临界转速区识别与加速通过临界区控制逻辑，超速试验逻辑等，它以机组实际转速作为反馈，通过PID调节器实现机组转速的闭环控制。

★ 功率控制回路

该回路完成机组电功率的闭环控制，它根据运行人员设定的目标值及变化率，并综合各功率限制条件及频差修正，形成功率定值，以机组实际电功率作为反馈，通过PID调节器对机组功率进行闭环调节，该回路是DEH的基本控制回路。

当机组运行于抽汽工况时，该回路与抽汽控制回路一起牵连运算，实现热电联调及静态自整。

★ 主汽压控制回路

作为DEH的辅助控制回路，以操作员给定值作为给定，以实际主汽压作为反馈，通过PI调节器对机侧主汽压进行闭环控制。

DEH系统配置

DEH主要有四个部分组成

★ 控制部分：冗余电源、冗余控制器DPU、I/O卡件（AI卡件，FI卡件,AO卡件，DI卡件，DO卡件）、DEH专用组件（超速保护OPC、继电器端子板），先进的工业级通讯网络、控制机柜；主要用于给定，接受反馈信号，逻辑运算，发出指令等

★ 人机接口：操作员/工程师站、键盘、LCD、打印机；为运行人员提供运行信息，监督，人机对话和操作等

★ 液压伺服系统：电液转换器、OPC电磁阀、LVDT阀位反馈、测速装置；接受来自DPU的指令驱动调节汽阀

★ 后备手操盘：在电子控制部分失效情况下，提供后备操作

DEH功能

★ 汽轮机冲转前远方自动挂闸（远方复位）

通过控制挂闸电机或挂闸电磁阀，来实现汽机远方复位，DEH只有在判断汽机挂闸后，DEH才能进行正常的转速及功率控制，如果挂闸条件不成立，DEH将立即将所有调门指令强制清零。

★ 手动/自动升速/汽轮机曲线启动（经验曲线自启动）

汽轮机设计三种启动方式：手动/自动升速/汽轮机曲线启动，三种方式之间互锁。手动启动方式，由操作员手动设定目标转速及升速率，机组根据设定值调整调门开度；自动启动方式，由操作员设定目标转速和变速率、保持/进行等，实现机组的冲转、暖机、自动过临界、3000r/min定速、同期等功能。并网时自动带初负荷，并网后由操作员选定目标负荷、变负荷率等，进行升降负荷控制。机组转速在临界转速带范围内不能停留，人工干预只能改变转速升降方向。经验曲线启动方式，由操作员选定机组处于冷态、温态、热态、极热态等启动状态， DEH系统按汽轮机厂提供的经验启动曲线，自动完成冲转、低速暖机、过二阶临界、二阶中速暖机、3000r/min定速、自动同期，等待机组并网。并网后，自动进入操作员自动方式，并自动带初负荷。升速过程中的暖机时间也可根据现场情况，由运行人员进行干预。

★ 摩擦检查

机组挂闸且转速低于500rpm，选择高调门手动启动后，点击“摩检投入”按钮，再点击“进行”按钮，汽机目标转速自动定为505rpm,此时可以更改升速率调整速度变化率。

当转速大于500rpm时，摩擦检查自动取消，所有调门全部关闭，随后抽汽调门全开,同时退出启动方式。如果继续启动，需要重新选择启动方式。

★ 主汽门、调门严密性试验

DEH提供了主汽门严密性试验和调门严密性试验功能，通过试验保证主汽门和各调门的密封性良好。

★ 主汽门、调门在线活动试验

为保证发生事故时阀门能可靠动作, DEH系统具备对阀门进行在线试验的功能，包括主汽门在线活动试验和调门在线活动试验。在进行阀门在线试验时, 汽轮机的正常运行不会受到任何影响。

★ 拉阀试验、阀位标定和阀位限制

DEH系统具有拉阀试验、阀位标定和阀位限制功能，在机组启动前DEH阀位标定功能对阀门伺服系统的整定功能；由于某种原因，在一段时间内，不希望阀门开得太大时，操作员可设置阀位限制值来保护汽轮机的安全运行。

★ 电超速保护试验、机械超速保护试验

控制机柜中超速投切开关有三种位置，正常运行时开关处于中间位置。在超速投切旋至电超速位置或机械超速位置时改变超速保护的定值以满足超速试验的要求（如果为智能超速保护卡，则103％和110％可以在线设置改变定值）。DEH-NK系统可以通过超速试验来保证机组的OPC电磁阀回路、103％超速保护、110%超速保护以及机械超速保护工作是否正常。

★ 自动同期

DEH系统提供自动同期接口，机组转速稳定在3000rpm后，在条件允许时由DEH系统接收同期装置增减信号控制转速实现自动同期。

★ 机组并网后，自动带初负荷；负荷限制

机组并网后可自行带初负荷以防止逆功率运行，初负荷值可在线修改（在转速负荷参数设置画面），负荷限制值也可在线修改。

★ 阀位控制

机组并网后的默认控制方式为阀位控制，操作员可在参数设定面板（点击“阀位设定“按钮弹出）中设定阀位目标值、速率、阀位高低限。DEH将根据该设定值直接控制高调门的开度。

★ 功率控制

当机组功率闭环回路投入后，功率PID按照功率设定值和实际功率反馈（两个功率信号进行大选）的偏差进行调整。此时操作员可在参数设定面板（点击“负荷设定“按钮弹出）中设定功率目标值、升负荷速率、负荷高低限。功率PID将根据该设定值进行运算，从而控制高调门的开度。设定值与实际功率偏差大时，退出功率闭环。

当功率反馈信号故障或不可靠、人为切除功率回路、功率回路投入条件不满足时，机组退出功率回路控制，进入阀位控制模式。

★ 主汽压力控制

当主汽压回路投入条件满足时，机组主汽压回路投入，主汽压PID按照主汽压设定值和主汽压反馈（两个信号进行大选）的偏差进行调整。此时操作员可在参数设定面板（点击“主汽压设定“按钮弹出）中设定主汽压目标值、速率。主汽压PID将根据该设定值进行运算，从而控制高调门的开度，维持主汽压力稳定。

当主汽压反馈信号故障或不可靠、人为切除主汽压回路、主汽压回路投入条件不满足时，机组退出主汽压回路控制，进入阀位控制模式。

★ 抽汽控制（抽汽机组）

在机组满足投入抽汽运行条件时，运行人员可通过操作员站投入抽汽压力控制，通过抽汽压力反馈，控制抽汽阀的开度。

同时通过解耦控制，在抽汽量变化时满足机组电负荷基本保持不变，在发电量变化时满足抽汽量基本保持不变。

★ 排汽控制和背压保护（背压机组）

DEH系统具有排汽压力控制功能，通过开关高调门开度使排气压力维持正常值。在满足排汽压力控制回路投入条件的情况下投入本功能，当背压反馈信号故障或不可靠或人为切除背压回路等条件不满足时，机组退出背压回路控制，进入阀位控制模式。

为了保护机组的正常运行，DEH设有背压保护功能，当投入条件成立时，可由操作人员根据需要决定是否投入背保护（保护投入前先设定好保护定值）。背压保护动作，DEH系统将自动按一定的速率开大或关闭调门直至排汽压力恢复正常。背压压力低保护动作后，

高调门自动开大；背压压力高保护动作时，高调门自动关小，当实际功率小于额定值的10％背压仍然不能恢复时，自动退出背压压力高保护动作。

★ 一次调频功能

DEH设有一次调频功能，当机组并网后，一次调频功能自动投入。负荷给定值＝一次调频值＋负荷目标值。

如果一次调频投入，DEH系统将自动根据频差调节负荷设定值，以适应电网频率的的变化。调频死区、上下限和灵敏度（转速不等率）可在线设置。

★ 主汽压保护

DEH设有主汽压保护功能，当投入条件成立时，可由操作人员根据需要决定是否投入主汽压保护。（保护投入前先设定好保护定值）

如主汽压保护动作，DEH系统将自动按一定的速率关闭调门直至机前主汽压恢复至大于保护定值。如果功率小于10%额定负荷时主汽压仍然不能恢复，主汽压保护功能将自动退出。

主汽压力低保护动作后，高调门自动关小，当实际功率小于额定的10％时，自动退出主汽压力低保护动作。

主汽压力高保护动作时，高调门闭锁。 ★ Runback功能

DEH设有RUNBACK保护功能，可由操作人员根据需要决定是否投入RUNBACK功能。当DEH接收到DCS来的Runback信号，保护动作，DEH系统将自动按一定的速率关闭调门直至负荷低于目标负荷。动作恢复时，负荷目标值保持动作值。

★ 低真空保护

对于凝汽机组，设计有低真空保护功能。 ★ 协调控制接口，接收CCS指令

在协调控制条件满足后，按下“遥控投入”键，遥控模式灯亮，表示DEH已投入负荷遥控方式，同时送出“遥控投入”信号至CCS控制装置，表示DEH已可接收CCS来的负荷增、减脉冲，此时在DEH退出功率回路，主汽压回路，和阀位控制方式，按预先设定好的增减幅度改变调门开度来满足遥控需要。

当遥控条件不满足或人为切除遥控，DEH将退出遥控模式，进入阀位控制方式。 ★ OPC超速保护、甩负荷保护

DEH系统并网信号消失后，立即发出OPC动作指令，快关高压调门和低压抽汽调门，并将转速目标值自动设为3000 rpm。

当转速降至小于2050rpm后，OPC动作指令撤除，高、低调门重新开启，并维持汽轮机在3000rpm转速下空转，保证汽机故障消除后能迅速重新并网。

★ 故障诊断报警

DEH系统可在线进行故障自诊断并给出报警，诊断可至通道级，并能判断故障原因。当诊断到模板故障后，可在线进行更换，重要I/O故障时，自动切换手动运行并以声光形式报警。功率信号失效后，DEH报警并切入手动。转速信号失效后，DEH关闭调门并输出停机指令

★ 工程师站进行参数修改、组态

工程师站提供一套完整的软件包，包括实时操作系统程序和组态软件，组态软件都是模块化的结构，对用户是透明的，便于用户方便地进行组态，在程序编辑或修改完成后，通过数据高速公路将系统组态程序装入有关的处理器模件，同时支持在线参数修改，组态功能。

★ 历史数据记录和事故分析查询功能

提供历史数据记录功能，在事件发生后可以通过历史记录来分析事件发生的过程以及事故发生的原因，通过分析来指导运行，预防事件的再次发生。

★ 仿真功能

DEH可以提供仿真功能，提高系统的可靠性和方便性，主要有三方面的作用：

1、 提供一个相对真实的环境，不仅能对运行人员，还可以对维护人员进行有效培训。 2、 通过仿真系统对DEH进行静态调试，保证系统的出厂质量。 3、 通过大量的历史数据进行事故回放，有利于事故分析和人员培训。 ★ 与其它系统具有良好接口

提供多种标准的通讯协议和通讯方式与其他系统进行数据交换。

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