1、一一 、 概概 述述 數字電液控制系統，數字電液控制系統，DEH（Digital Electro-Hydraulic Control System ），），目前普遍采用目前普遍采用的是以的是以 DCS 為基礎的為基礎的DEH系統，系統，它具有對汽輪機發電機的啟動、升它具有對汽輪機發電機的啟動、升速、并網、負荷增速、并網、負荷增/減進行監視、減進行監視、操作、控制、保護等功能，以及數操作、控制、保護等功能，以及數字處理和字處理和 CRT 顯示功能。顯示功能。主要內容主要內容一、一、DEH系統的構成系統的構成二、二、DEH系統的主要功能系統的主要功能一、一、DEH系統的構成系統的構成 DEH系統由

2、被控對象、系統由被控對象、CRT圖像站、圖像站、數字控制器及數字控制器及EH油系統構成，如圖油系統構成，如圖15-1所所示。圖示。圖15-2為為DEH系統的被控對象示意圖。系統的被控對象示意圖。由鍋爐來的主蒸汽經高壓主汽門由鍋爐來的主蒸汽經高壓主汽門(TV)和高和高壓調節閥門壓調節閥門(GV)進入高壓缸，高壓缸的排進入高壓缸，高壓缸的排汽經再熱器再熱后，通過中壓主汽門汽經再熱器再熱后，通過中壓主汽門(RSV)和中壓調節閥門和中壓調節閥門(IV)進人中、低壓進人中、低壓缸，蒸汽在高、中、低壓缸膨脹做功，缸，蒸汽在高、中、低壓缸膨脹做功，沖轉汽輪機，從而帶動發電機發電。調沖轉汽輪機，從而帶動發電機

3、發電。調整閥門開度或蒸汽參數可達到調節汽輪整閥門開度或蒸汽參數可達到調節汽輪發電機組的電功率或頻率的目的。兩個發電機組的電功率或頻率的目的。兩個中壓主汽門在機組正常運行時不參與調中壓主汽門在機組正常運行時不參與調節，異常工況時，關閉所有的閥門可起節，異常工況時，關閉所有的閥門可起到保護機組的作用。到保護機組的作用。圖圖15-2DEH系統的被控對象示意系統的被控對象示意 位于計算機室內的數字控制器由輸人通道、位于計算機室內的數字控制器由輸人通道、主控制器和輸出通道等構成。輸入通道通過傳感主控制器和輸出通道等構成。輸入通道通過傳感器將反映機組狀態的參數器將反映機組狀態的參數(如油開關狀態、金屬如油

4、開關狀態、金屬溫度、振動等溫度、振動等)和被控量和被控量(轉速，轉速， 發電機功率、調發電機功率、調節級壓力等節級壓力等)進行轉換、隔離、放大等處理后送進行轉換、隔離、放大等處理后送入主控制器。在主控制器入主控制器。在主控制器 內部，一方面對外部內部，一方面對外部命令和機組狀態量進行處理后，送命令和機組狀態量進行處理后，送CRT顯示屏、顯示屏、打印機等，將系統打印機等，將系統 的運行方式以及目前機組的的運行方式以及目前機組的狀態告訴操作員，為操作運行提供信息；狀態告訴操作員，為操作運行提供信息； EH油系統由高壓抗燃油供油系統油系統由高壓抗燃油供油系統(EH供油系供油系統統)、電液轉換執行機構

5、和危急遮斷控制組件構成。、電液轉換執行機構和危急遮斷控制組件構成。EH供油系統向電液轉換執行機構提供高壓抗燃油，供油系統向電液轉換執行機構提供高壓抗燃油，電液轉換執行機構將電液轉換執行機構將DEH控制器來的控制信號轉控制器來的控制信號轉換成換成EH油壓信號，直接操縱各個蒸汽閥門油壓信號，直接操縱各個蒸汽閥門(高、高、中壓主汽門和調節閥中壓主汽門和調節閥)的開度。危急遮斷控制組件的開度。危急遮斷控制組件將危急遮斷系統所形成的遮斷汽輪機的電信號轉將危急遮斷系統所形成的遮斷汽輪機的電信號轉換成液壓信號，關閉所有的進汽閥門，實現緊急換成液壓信號，關閉所有的進汽閥門，實現緊急停機以保證機組的安全。停機以

6、保證機組的安全。 另一方面，將運行人員輸入或者是外另一方面，將運行人員輸入或者是外部輸入的增、減機組速度負荷的命令變部輸入的增、減機組速度負荷的命令變成機組所能接受的指令，經現時刻的被控成機組所能接受的指令，經現時刻的被控量的校正量的校正(如頻率校正、發電機功率校正、如頻率校正、發電機功率校正、調節級壓力校正調節級壓力校正)后，形成相應的控制量。后，形成相應的控制量。該控制量經輸出通道校正、該控制量經輸出通道校正、DA轉換、比轉換、比較及功率放大后送至電液轉換執行機構以較及功率放大后送至電液轉換執行機構以改變閥位的開度，實現機組的轉速改變閥位的開度，實現機組的轉速(或負荷或負荷)控制。控制。

7、位于集控室內的位于集控室內的CRT圖像站由圖像站由CRT顯示器、工業用顯示器、工業用PC機、打印機、操作盤機、打印機、操作盤和顯示盤等外圍設備構成，它用來實現人和顯示盤等外圍設備構成，它用來實現人-機對話功能。操作員可將對機組的控制機對話功能。操作員可將對機組的控制命令命令(如目標轉速負荷、變化率如目標轉速負荷、變化率)、運行、運行方式、控制方式和閥門試驗方式的選擇等方式、控制方式和閥門試驗方式的選擇等操作指令通過操作盤送至主控制器，從中操作指令通過操作盤送至主控制器，從中獲得機組的狀態信息并進行監視。獲得機組的狀態信息并進行監視。(一一) 實現機組的自動啟停實現機組的自動啟停(二二) 實現機

8、組的負荷自動控制實現機組的負荷自動控制(三三) 實現汽輪發電機組的自動監視與控制實現汽輪發電機組的自動監視與控制(四四) 實現汽輪發電機組的自動保護實現汽輪發電機組的自動保護(五五) 手動控制，無擾切換、冗余切換及其他手動控制，無擾切換、冗余切換及其他二、二、DEH系統的主要功能系統的主要功能(一一) 實現機組的自動啟停實現機組的自動啟停 DEH系統有高壓缸沖轉和中壓缸沖轉兩系統有高壓缸沖轉和中壓缸沖轉兩種啟動方式。一般情況下，高壓缸沖轉適應于種啟動方式。一般情況下，高壓缸沖轉適應于機組的冷態啟動方式，而中壓缸沖轉適應于機機組的冷態啟動方式，而中壓缸沖轉適應于機組的熱態啟動方式。高壓缸沖轉時，

9、由高壓主組的熱態啟動方式。高壓缸沖轉時，由高壓主汽門和高壓調節閥門控制機組的升速與升負荷，汽門和高壓調節閥門控制機組的升速與升負荷，中壓調節閥門和中壓主汽門在整個啟停過程中中壓調節閥門和中壓主汽門在整個啟停過程中均處于全開狀態。中壓缸沖轉時，除了高壓主均處于全開狀態。中壓缸沖轉時，除了高壓主汽門和調節閥門外，中壓調節閥門也參與機組汽門和調節閥門外，中壓調節閥門也參與機組的速度和負荷控制。的速度和負荷控制。(二二) 實現機組的負荷自動控制實現機組的負荷自動控制 機組并網后帶上機組并網后帶上5P0的初始負荷，的初始負荷，如果機組是冷態啟動，則由高壓調節閥如果機組是冷態啟動，則由高壓調節閥門控制機組

10、的升降負荷；如果是熱態門控制機組的升降負荷；如果是熱態啟動，中壓調節閥門參與高壓調節閥門啟動，中壓調節閥門參與高壓調節閥門的負荷控制，在機的負荷控制，在機 組負荷大于組負荷大于35的額的額定負荷以后，中壓調節閥門全開，將由定負荷以后，中壓調節閥門全開，將由高壓調節閥門控制機組的升降負荷。高壓調節閥門控制機組的升降負荷。(三三) 實現汽輪發電機組的自動監視與控制實現汽輪發電機組的自動監視與控制 汽輪發電機組的自動監視與控制功能汽輪發電機組的自動監視與控制功能由由ATC（Automation Tubine Control）軟軟件包完成，它由兩個任務程序和件包完成，它由兩個任務程序和16個子程個子程

11、序組成。在操作盤上設有四個帶燈序組成。在操作盤上設有四個帶燈PUSHPULL按鈕：按鈕：ATC切除、切除、ATC監視、監視、ATC進進行、行、ATC啟動，用來確定啟動，用來確定ATC狀態。狀態。 在機組啟動過程中，若在在機組啟動過程中，若在ATC監視下，且監視下，且滿足滿足ATC啟動條件時，按啟動條件時，按“ATC啟動啟動” 鍵可進鍵可進入入ATC啟動方式，此時啟動方式，此時ATC軟件包將根據機組軟件包將根據機組的狀態參數與相關數據進行分析、計算，向的狀態參數與相關數據進行分析、計算，向DEH系統提供機組當前的目標值、升速率、升系統提供機組當前的目標值、升速率、升負荷率、是否要求保持以及請求脫

12、機的信息等，負荷率、是否要求保持以及請求脫機的信息等，將汽輪發電機組從靜止狀態開始，逐漸進行盤將汽輪發電機組從靜止狀態開始，逐漸進行盤車、升速、暖機、直至同步并網，實現汽輪機車、升速、暖機、直至同步并網，實現汽輪機的全自動啟動。當按下的全自動啟動。當按下“ATC監視監視”鍵時，可鍵時，可進入汽輪發電機的自動監視和報警。一旦有參進入汽輪發電機的自動監視和報警。一旦有參數越限，就在數越限，就在CRT上顯示或由打印機打印，供上顯示或由打印機打印，供運行人員參考。運行人員參考。 從從“ATC監視監視”可進入可進入“ATC切除切除”狀態，這時，系統只執行狀態，這時，系統只執行ATC掃描，把越掃描，把越限

13、參數存儲起來，一旦重新進入限參數存儲起來，一旦重新進入“ATC監監視視”狀態時，則把已存的越限參數寫上，狀態時，則把已存的越限參數寫上，從從CRT或打印機上輸出。或打印機上輸出。(四四) 實現汽輪發電機組的自動保護實現汽輪發電機組的自動保護1OPC超速保護控制器超速保護控制器2危急遮斷控制裝置危急遮斷控制裝置(ETS)3機械超速和手動脫扣機械超速和手動脫扣1OPC超速保護控制器超速保護控制器 OPC超速保護控制器由超速保護控制器由中壓調節閥門快關功能中壓調節閥門快關功能(CIV)、負負荷下跌預測功能荷下跌預測功能(LDA)和和超速控制功能超速控制功能三部分組成。三部分組成。CIV是在電力系統故

14、障、出現部分甩負荷時，是在電力系統故障、出現部分甩負荷時，快關快關中壓調節閥門、延遲中壓調節閥門、延遲0.31s后再開啟，以便在部后再開啟，以便在部分甩負荷瞬間維護電力系統穩定分甩負荷瞬間維護電力系統穩定；LDA是在發電機是在發電機主開關跳閘而汽輪機仍帶有主開關跳閘而汽輪機仍帶有30以上負荷時及時關以上負荷時及時關閉高、中壓調節閥門，以防止汽輪機超速而導致危閉高、中壓調節閥門，以防止汽輪機超速而導致危急保安器動作；急保安器動作； 超速控制功能是當機組在非超速控制功能是當機組在非OPC測測試情況下出現轉速高于試情況下出現轉速高于103額定轉速時，額定轉速時，將高、中壓調節閥門關閉，并將負荷控將高

15、、中壓調節閥門關閉，并將負荷控制改變為轉速控制，由高壓調節閥門來制改變為轉速控制，由高壓調節閥門來控制汽輪機轉速，同時根據轉速來調整控制汽輪機轉速，同時根據轉速來調整中壓調節閥門，逐步將積聚在再熱器中中壓調節閥門，逐步將積聚在再熱器中的蒸汽排出。上述三項功能是通過超速的蒸汽排出。上述三項功能是通過超速保護控制器、控制保護控制器、控制OPC電磁閥釋放電磁閥釋放OPC母管油壓實現的。母管油壓實現的。2危急遮斷控制裝置危急遮斷控制裝置(ETS) 在在300MW及以上機組上都設有危急遮斷控及以上機組上都設有危急遮斷控制系統制系統，用來監視下述參數；凝汽器真空低、軸承油壓低、用來監視下述參數；凝汽器真空

16、低、軸承油壓低、推力軸承磨損、推力軸承磨損、EH油壓低、機組油壓低、機組110超速，及超速，及一個可接受外部遮斷的遙控信號。當上述被監視一個可接受外部遮斷的遙控信號。當上述被監視的狀態任意一個出現時，都將使的狀態任意一個出現時，都將使ATC電磁閥失電，電磁閥失電，釋放自動。停機跳閘母管壓力油釋放自動。停機跳閘母管壓力油泄掉油動機泄掉油動機的壓力油，使閥門在彈簧作用下迅速關閉，切斷的壓力油，使閥門在彈簧作用下迅速關閉，切斷機組的進汽，停機處理，避免事故進一步擴大。機組的進汽，停機處理，避免事故進一步擴大。3機械超速和手動脫扣機械超速和手動脫扣 當機組轉速超過當機組轉速超過110的額定值時，或的額

17、定值時，或運行人員要求停機時，機械超速和手動脫運行人員要求停機時，機械超速和手動脫扣系統通過釋放潤滑油系統經節流孔在機扣系統通過釋放潤滑油系統經節流孔在機械超速和手動跳閘母管建立的壓力油，打械超速和手動跳閘母管建立的壓力油，打開常閉隔膜閥，釋放自動停機跳閘母管油開常閉隔膜閥，釋放自動停機跳閘母管油壓，實現緊急停機。壓，實現緊急停機。(五五) 手動控制、無擾切換、冗余切換及其他手動控制、無擾切換、冗余切換及其他 DEH系統的手動控制是通過閥門控制系統的手動控制是通過閥門控制卡卡(VCC卡卡)和操作盤上的增、減按鈕及快、和操作盤上的增、減按鈕及快、慢選擇按鍵來直接控制閥門的開度。手動慢選擇按鍵來直

18、接控制閥門的開度。手動控制有一級手動與二級手動兩種方式，如控制有一級手動與二級手動兩種方式，如圖所示。圖所示。 一級手一級手動增減閥門時還有一些邏輯條件，起到防動增減閥門時還有一些邏輯條件，起到防止誤操作和保護機組的作用；二級手動是止誤操作和保護機組的作用；二級手動是DEH最后一級硬件備用，通過操作臺上的最后一級硬件備用，通過操作臺上的增減按增減按鈕，對每種閥門進行控制，無其他鈕，對每種閥門進行控制，無其他邏輯條件。此外，一級手動精確度高于二邏輯條件。此外，一級手動精確度高于二級手動，故常級手動，故常采用一級手動。采用一級手動。 自動、一級手動、二級手動三者中任自動、一級手動、二級手動三者中任

19、何一種投入控制時，其他兩種均處于自動跟何一種投入控制時，其他兩種均處于自動跟蹤狀態。當自動故障時由容錯系統切換到一蹤狀態。當自動故障時由容錯系統切換到一級手動。一級手動故障時由操作員切換到二級手動。一級手動故障時由操作員切換到二級 手 動 ， 切 換 與 投 入 的 順 序 ：級 手 動 ， 切 換 與 投 入 的 順 序 ：自動（雙機）自動（雙機） （單機）（單機）一級手動一級手動二級手動二級手動 DEH DEH系統采用系統采用A A、B B機切換運行的方式，機切換運行的方式，A A機故障時切換至機故障時切換至B B機，反之亦然。故障的機，反之亦然。故障的檢測、判別和切換由容錯系統進行。故障

20、檢測、判別和切換由容錯系統進行。故障類型包括：電源故障、通信故障、差值故類型包括：電源故障、通信故障、差值故障、通道檢測故障等。障、通道檢測故障等。 OA OA方式是方式是DEHDEH系統的基本運行方式。在機系統的基本運行方式。在機組第一次啟動時，指定使用組第一次啟動時，指定使用OAOA方式。在該方方式。在該方式下，不論機組是處于轉速控制還是負荷控式下，不論機組是處于轉速控制還是負荷控制下，制下，DEHDEH系統均根據操作員在操作臺上設定系統均根據操作員在操作臺上設定的轉速的轉速( (或負荷或負荷) )目標值以及升速率等來控制目標值以及升速率等來控制機組升速機組升速( (或帶負荷或帶負荷) )

21、。在機組運行的各個階。在機組運行的各個階段，如盤車、暖機、升速、同步、并網、升段，如盤車、暖機、升速、同步、并網、升負 荷 等 ， 操 作 臺 上 均 有 人 工 確 定 斷 點負 荷 等 ， 操 作 臺 上 均 有 人 工 確 定 斷 點按鈕，在由操作員確認上一階段的進程后，按鈕，在由操作員確認上一階段的進程后，才進入下一個流程。才進入下一個流程。 自動汽輪機控制的目的在于保證汽輪發電機組的自動汽輪機控制的目的在于保證汽輪發電機組的安全正確啟動和加負荷。當機組選擇安全正確啟動和加負荷。當機組選擇ATCATC方式時，若機方式時，若機組處于速度控制下，組處于速度控制下，ATCATC程序在監控汽輪

22、機運行的同時，程序在監控汽輪機運行的同時，決定其轉速目標值和適應轉子應力的升速率；處于負決定其轉速目標值和適應轉子應力的升速率；處于負荷控制下，由操作員給定目標值后，荷控制下，由操作員給定目標值后，ATCATC程序監控汽輪程序監控汽輪發電機組運行報警和跳閘情況的同時，將控制升負荷發電機組運行報警和跳閘情況的同時，將控制升負荷率；處于綜合控制下，當遙控源如率；處于綜合控制下，當遙控源如ADSADS、CCSCCS投入且投入且“ATCATC啟動啟動”同時按下時，目標值和給定值都受遙控源同時按下時，目標值和給定值都受遙控源控制，控制，ATCATC程序監視與轉子應力有關的負荷率。在程序監視與轉子應力有關

23、的負荷率。在ATCATC運行時，對必要的信息，可以定時顯示和打印。運行時，對必要的信息，可以定時顯示和打印。 在在 AS AS 方式下，機組轉速的增或減受方式下，機組轉速的增或減受自動同步裝置所產生的脈沖信號控制。機自動同步裝置所產生的脈沖信號控制。機組在自動同步控制器下并網。機組并網或組在自動同步控制器下并網。機組并網或“自動同期控制允許自動同期控制允許”觸點斷開后，觸點斷開后，DEH DEH 系統將從系統將從 AS AS 方式自動回到方式自動回到 OA OA 方式。方式。 遙控方式是指機爐協調控制方式遙控方式是指機爐協調控制方式(CCS)和自動調度系統控制方式和自動調度系統控制方式(ADS)，其目的用于實現機爐的協調控制或實現經其目的用于實現