摘要：DEH系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)、停機(jī)、功率頻率調(diào)節(jié)等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)的自動(dòng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方自動(dòng)調(diào)度等功能。隨著控制設(shè)備的升級(jí)，對(duì)機(jī)組的保護(hù)系統(tǒng)又提出了新的要求。如何與控制設(shè)備相適應(yīng)、相結(jié)合，如何更可靠、更迅速和更安全地完成保護(hù)系統(tǒng)的任務(wù)?；谶@一理念，必須有與

一、引言

淮北發(fā)電廠200MW發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)的原調(diào)節(jié)系統(tǒng)為全液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，存在低負(fù)荷適用性差、控制精度低、響應(yīng)不夠快、日常維護(hù)復(fù)雜、自動(dòng)化水平低等一系列的不足，采用先進(jìn)的純電調(diào)控制系統(tǒng)(DEH)，對(duì)200MW機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造，不僅可以大大提高機(jī)組的自動(dòng)化水平，而且能夠大大提高機(jī)組的控制精度和機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)水平，適應(yīng)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組調(diào)峰和自動(dòng)發(fā)電控制的要求。DEH系統(tǒng)除了對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行功頻調(diào)節(jié)外，還要在調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈或發(fā)生其它事故時(shí)，能及時(shí)，迅速的停機(jī)，以避免設(shè)備損壞或事故擴(kuò)大。而DEH自身僅僅只設(shè)計(jì)了一個(gè)超速保護(hù)項(xiàng)目，顯然不能滿足由于各種危機(jī)原因造成的機(jī)組停機(jī)，同時(shí)，汽輪機(jī)容量越大，事故的危害也越更大，再者，由于控制設(shè)備的升級(jí)，汽輪機(jī)保護(hù)項(xiàng)目越來越多，對(duì)保護(hù)的要求也越來越高。因此必須裝設(shè)安全可靠迅速的保護(hù)裝置—ETS保護(hù)系統(tǒng)。通過分析、找出原保護(hù)控制方式的不足以及與控制對(duì)象的不統(tǒng)一;而提出一種新的ETS控制模式(方式)，使新的控制模式能適應(yīng)DEH控制系統(tǒng)的要求，更能滿足保護(hù)的可靠性、快速性和安全性的要求。這就是ETS控制方案設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想。

二、DEH控制系統(tǒng)

2.1 概述

DEH—汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)，其英文為Digital Electro-Hydraulic Control System，簡稱DEH。它由計(jì)算機(jī)控制部分(DC)和液壓機(jī)構(gòu)部分組成，是汽輪機(jī)的專用控制系統(tǒng)?；幢卑l(fā)電廠200MW發(fā)電機(jī)組DEH采用上海新華公司生產(chǎn)的DEH-IIIA汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)。它改變了原來的200MW機(jī)組低壓油純液壓控制方式，采用獨(dú)立的高壓抗燃油驅(qū)動(dòng)的純電調(diào)系統(tǒng)。保護(hù)系統(tǒng)只保留機(jī)械超速部分，將高壓調(diào)門、中壓調(diào)門的油動(dòng)機(jī)分別用一個(gè)獨(dú)立的高壓油動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。高壓主汽門、中壓主汽門也分別用一個(gè)獨(dú)立的高壓油動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。油動(dòng)機(jī)的位置由DEH精確控制。4個(gè)高壓調(diào)門、4個(gè)中壓調(diào)門的位置，均由DEH根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)以及運(yùn)行方式的要求進(jìn)行精確控制，從而大大提高了控制精度，實(shí)現(xiàn)了閥門管理。

DEH高壓油系統(tǒng)通過OPC電磁閥和OPC油路，實(shí)現(xiàn)超速保護(hù)功能，通過隔膜閥與低壓安全油接口，實(shí)現(xiàn)低壓油遮斷時(shí)快關(guān)。

2.2 OPC控制

當(dāng)油開關(guān)跳閘，或轉(zhuǎn)速超過103%時(shí)，立即關(guān)高、中壓調(diào)門，以抑制轉(zhuǎn)速過度上升。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到110%時(shí)，DEH發(fā)出停機(jī)信號(hào)，立即關(guān)閉高、中壓主汽門和調(diào)門，達(dá)到超速保護(hù)功能。

TSI通過硬接線方式將數(shù)據(jù)顯示在DEH的CRT畫面上。

2.3危急遮斷系統(tǒng)

危急遮斷系統(tǒng)由電磁閥組和隔膜閥組成。

(a)電磁閥組件

四只AST電磁閥：在正常運(yùn)行時(shí)，它們是被勵(lì)磁關(guān)閉，從而封閉了自動(dòng)停機(jī)危急遮斷母管上的抗燃油泄油通道，使所有蒸汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞下的油壓建立起來。當(dāng)電磁閥失電打開，則總管泄油，導(dǎo)致所有蒸汽閥關(guān)閉而使汽機(jī)停機(jī)。

二只OPC電磁閥：它們是受DEH控制器的OPC部分所控制，布置成并聯(lián)。正常運(yùn)行時(shí)，該二只電磁閥是常閉的，封閉了OPC總管油液的泄放通道，使調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞下腔能夠建立油壓。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)103%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，OPC動(dòng)作信號(hào)輸出，該二個(gè)電磁閥就被勵(lì)磁(通電)打開，使OPC電磁閥母管油液泄放。這樣，相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的卸荷閥就快速開啟，使調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉。

二個(gè)單向閥：二個(gè)單向閥安裝在自動(dòng)危急遮斷油路(AST)和超速保護(hù)控制油路(OPC)之間，當(dāng)OPC電磁閥動(dòng)作，單向閥維持AST的油壓，使主汽門保持全開。當(dāng)轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，OPC電磁閥關(guān)閉，調(diào)節(jié)閥重新打開，由調(diào)節(jié)閥來控制轉(zhuǎn)速，使機(jī)組維持在額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)AST電磁閥動(dòng)作，AST油路油壓下跌，OPC油路通過二個(gè)單向閥，油壓也下跌，關(guān)閉所有蒸汽進(jìn)汽閥(主汽門、調(diào)門)而停機(jī)。

(b)隔膜閥

它連接著潤滑油(低壓安全油)系統(tǒng)與EH油(高壓安全油)系統(tǒng)，其作用是當(dāng)潤滑油系統(tǒng)的壓力降到不允許的程度時(shí)，可通過EH油系統(tǒng)遮斷汽輪機(jī)。

機(jī)械超速遮斷機(jī)構(gòu)和手動(dòng)超速試驗(yàn)杠桿的單獨(dú)動(dòng)作或同時(shí)動(dòng)作，均能使透平油壓力降低或消失，因而使壓縮彈簧打開閥門把EH危機(jī)遮斷油排到回油管，將關(guān)閉所有的調(diào)節(jié)閥和主汽閥。

三、ETS系統(tǒng)

ETS即危急遮斷控制系統(tǒng)。在危及機(jī)組安全的重要參數(shù)超過規(guī)定值時(shí)，通過ETS系統(tǒng)使所有汽門迅速關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。

3.1原保護(hù)控制的組成方式

110ZJ為主汽門關(guān)閉繼電器，當(dāng)主汽門關(guān)閉以后，為防止電磁鐵常時(shí)間帶電而燒壞電磁鐵，將確認(rèn)信號(hào)串在關(guān)閉回路中，確認(rèn)信號(hào)元件使用行程開關(guān)。當(dāng)行程開關(guān)動(dòng)作后，110ZJ主汽門關(guān)閉繼電器吸合，其常閉接點(diǎn)斷開切斷跳機(jī)電磁鐵電源。

當(dāng)任一跳機(jī)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，跳機(jī)交流接觸器CZ動(dòng)作的同時(shí)，跳機(jī)中間繼電器器25ZJ動(dòng)作，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換繼電器J1，J1的常閉接點(diǎn)切斷AST閥的電源(AST動(dòng)作原理為得電不動(dòng)，失電動(dòng)作)泄去EH高壓油;當(dāng)DEH超速動(dòng)作時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換繼電器3ZJ的同時(shí)CZ動(dòng)作，重復(fù)上述過程，達(dá)到EH高壓油和低壓油同時(shí)切斷的目的。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，只需按下保護(hù)復(fù)位按鈕，即可實(shí)現(xiàn)掛閘。

顯然上述保護(hù)設(shè)計(jì)存在如下不足：

1)“互動(dòng)”即原來的ETS動(dòng)作回路和DEH有一個(gè)硬轉(zhuǎn)換回路，動(dòng)作時(shí)效上存在遲延，不利于保護(hù)動(dòng)作迅速性;

2)“互動(dòng)”保護(hù)動(dòng)作的可靠性完全取決于繼電器可靠性，轉(zhuǎn)換繼電器可靠性的高低即誤動(dòng)作率和拒動(dòng)作率即是“互動(dòng)”保護(hù)動(dòng)作回路可靠性的指標(biāo);

3)EH油系統(tǒng)的OPC轉(zhuǎn)速控制回路當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到110%時(shí)，DEH立即發(fā)出停機(jī)信號(hào);而ETS其它跳閘條件滿足時(shí)動(dòng)作的對(duì)象確需通過低壓油切斷高壓油來達(dá)到關(guān)閉主汽門;動(dòng)作的對(duì)象不同，時(shí)效遲后，控制的方式顯然不是最佳;

4)老系統(tǒng)是硬接線方式，保護(hù)邏輯關(guān)系固定，如要變動(dòng)，會(huì)很麻煩;只能通過更換元器件和接線來實(shí)現(xiàn);

5)別的升級(jí)，老的保護(hù)系統(tǒng)顯然與DEH控制及DCS的控制保護(hù)要求存在不協(xié)調(diào)，如快速性和可靠性等方面就顯得力不從心：繼電器控制只能達(dá)到“秒級(jí)”，而電子器件可以達(dá)到“毫秒級(jí)”、甚至“納秒級(jí)”，顯然從保護(hù)的角度來說越快越好;同時(shí)電子器件的無故障小時(shí)數(shù)也高于繼電器幾個(gè)數(shù)量級(jí)，顯然也滿足保護(hù)越可靠越好的要求。這就提出了保護(hù)要升級(jí);

6)當(dāng)有保護(hù)跳閘條件未復(fù)歸時(shí)，保護(hù)仍處于跳閘狀態(tài)，投入保護(hù)開關(guān)即跳機(jī)不能避免由于人員精神不集中而造成人為誤操作的惡性事件。