1.1系統配置概述

  本系統采用LN2000 3.0控制系統，其由1個過程控制柜和1個繼電器柜組成，過程控制柜主要完成DEH控制功能、保護功能，繼電器柜主要完成汽機跳閘硬回路邏輯。DEH包括硬件和軟件部分，其中硬件主要包括了以下幾個部分：

雙冗余CPU控制器

操作員站

工程師站/歷史站

I/O模塊智能

電源管理模塊

伺服卡

轉速卡

數據交換機

以太網

CAN現場總線

軟件主要包括了以下幾個部分：

　　　系統管理

　　　系統數據庫組態(tài)

　　　SAMA圖組態(tài)

　　　圖形組態(tài)

　　　監(jiān)控

     趨勢曲線

操作員站畫面介紹

運行人員通過操作員站實現對汽輪機的控制,控制和監(jiān)視畫面主要包括總貌、棒圖、趨勢、信息狀態(tài)、閥門狀態(tài)、報警信息、操作面板等，各個操作畫面功能區(qū)分布清晰、簡捷，不僅方便運行人員操作，還方便對汽輪機的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，各主要控制畫面介紹如下：

主控畫面

　　本畫面為DEH系統的主操作畫面，整個啟動及并網及正常運行的過程都通過畫面來操作。畫面分幾個區(qū)域：

　　?信息狀態(tài)區(qū)

    ?閥門狀態(tài)區(qū)

    ?操作控制區(qū)

    ?操作畫面切換區(qū)

    ?報警信息區(qū)

    信息狀態(tài)區(qū)用于顯示當前的汽輪機的狀態(tài)并反饋其所處的模式，還對一些比較重要的參數顯示。

    閥門狀態(tài)區(qū)用于監(jiān)視各閥門的開關狀態(tài)及開度，用棒圖來顯示。

    操作控制區(qū)又分為操作選擇區(qū)、回路控制區(qū)、目標/速率設定區(qū)及限值設定區(qū)。其中操作選擇區(qū)用于汽機啟動過程中的主要操作如：掛閘、運行、手/自動、摩擦檢查及自動同期?；芈房刂茀^(qū)用于功率、壓力及CCS控制回路投/切及TPC保護、快卸負荷、單閥/順閥投/切。目標/速率設定區(qū)用于目標值及變化率設定，其中只用一個操作按鈕就能實現目標轉速、功率、壓力、閥位設定。另運行人員可以在汽機手動控制方式下進行手動設定閥位值。限值設定區(qū)用于對負荷高限、負荷低限、壓力低限、閥位高限進行設定，以保護機組的運行。

　  操作畫面切換區(qū)方便運行人員對其它操作畫面的調用。

    報警信息區(qū)用于對運行人員進行信息報警提示。

　  具體的操作畫面請參見下圖所示。

1.2　試驗畫面

本畫面為DEH系統進行各項試驗的操作畫面，包括OPC超速試驗、電超速試驗、機械超速試驗、主汽門嚴密性試驗、調門嚴密性試驗、閥門活動試驗。本畫面的內容分布和主控畫面一樣也包括如下幾個區(qū)域：信息狀態(tài)區(qū)、閥門狀態(tài)區(qū)、操作控制區(qū)。具體的操作畫面說明參見后面的DEH功能介紹，各操作畫面如下圖所示：

1.3　閥門校驗

　　 本操作畫面為DEH未啟動狀態(tài)下進行閥門校驗及LVDT零位校驗，具體的操作說明參見下節(jié)的DEH功能介紹，其畫面的布置如下：

1.4　汽機總貌圖

1.5　DEH跳閘首出

1.6　DEH主菜單

DEH功能介紹

在一定的ＤＥＨ狀態(tài)及外界條件下，操作員可采用一定的控制方法完成汽輪機的轉速、負荷、壓力的控制等，ＤＥＨ系統現設計有以下幾種控制方式：手動控制、自動控制、ＣＣＳ控制。

通常，ＤＥＨ以“自動”方式啟動。在自動方式下，有操作員設定目標轉速，目標負荷及升速率，ＤＥＨ控制ＣＶ閥及ＩＣＶ閥的開度，使汽輪機維持一定的轉速或功率。DEH的主要完成的功能如下表：

DEH控制功能表

汽機的掛閘

此項操作通過操作員站ＯＩＳ完成。但汽機必須滿足“所有閥門關”及“汽機已跳閘”這兩個條件。在ＯＩＳ上調出“自動控制”畫面，操作“掛閘”按鈕，由ＤＥＨ輸出掛閘指令，１＃高壓主汽門、１＃中壓主汽門、２＃中壓主汽門活動試驗電磁閥、掛閘電磁閥對應的繼電器動作，輸出電壓，使電磁閥得電。若２０秒后，如保安油壓（ＰＳ1、ＰＳ2、ＰＳ3）建立，則掛閘成功。如保安油壓未建立，則掛閘失敗。ＯＩＳ“掛閘”按鈕顯示綠色表示掛閘成功。如果汽機掛閘成功或20S后，掛閘電磁閥失電。

 手動控制

DEH剛上電時，系統首先進入“手動”方式，OIS畫面上控制方式顯示“手動”。

在“手動”方式運行時，操作員可以通過“手動給定”來修改閥位給定值，直接控制閥位給定信號，變化率限制為1%/s。

當有以下條件產生時，“自動”方式將切至“手動”方式：

       ?汽機并網時轉速小于2980r/min;

　　   ?汽機并網后，轉速故障;

       ?主汽門或閥門嚴密性試驗時;

       ?汽機跳閘;

       ?操作員將“自動”方式切除。

無上述情況且閥位限制不動作時，“手動”方式可由操作員切至“自動”方式。即在OIS“自動控制”畫面按 “手動”按鈕，然后選擇“自動”，控制方式將顯示“自動”，表示DEH已切至自動方式。

以下各節(jié)功能都是在自動方式下完成的。

 轉速控制

汽機掛閘后，機組可啟動，在OIS“自動控制”畫面上按“運行”按鈕，按鈕將顯示綠色表示DEH開始運行了。同時#1高壓主汽門、1#中壓主汽門、2#中壓主汽門活動試驗電磁閥對應的繼電器動作，對應的電磁閥失電。汽機準備沖轉，此時畫面上的所有的主汽門都應在全開位，所有的調門都應在全關位，汽機轉速為零。

在OIS“自動控制”畫面上，根據缸溫，如冷態(tài)啟動，應投入“暖機”方式。在OIS“自動控制”畫面上按“目標設定”選項，設定目標轉速。在“自動控制”畫面上按“升速率”選項，選定合適的升速率（速率范圍：0~500r/min/min）,DEH即按當前選定的升速率向選定的目標值靠近，并最終穩(wěn)定在目標值。在“自動”方式下，操作員按下“進行/保持”按鈕中的“進行”選項，此時畫面上應顯示“進行”字樣。在下列情況下DEH目標轉速的設定：

?手動方式，目標值跟蹤當前轉速；

?汽機跳閘，目標值跟蹤當前轉速；

?汽機不運行，目標值跟蹤當前轉速；

?摩擦檢查，目標值跟蹤當前轉速；

?主汽門，調節(jié)門嚴密性試驗，目標值跟蹤當前轉速;

?OPC動作時為3000rpm；

?機組并網后設3000 rpm

?目標超過上限時，將其改為3060（未進行超速試驗時）或3360r/min（進行超速試驗時）;

?目標錯誤設在臨界區(qū)內時，將其改為臨界區(qū)下限-20rpm。

在下列情況下DEH速率的設定   

　　　?如操作員未選擇速率設定時，DEH則根據汽機啟動的狀態(tài)自動選擇速率，冷態(tài)啟動為100r/min/min, 溫態(tài)啟動為150 r/min/min，熱態(tài)啟動為240 r/min/min，極熱態(tài)啟動為300 r/min/min。

?汽機過臨界轉速時，則速率自動選擇為400 r/min/min。

機組在600r/min左右時通常會進行摩擦檢查.在OIS“自動控制”畫面上按“摩擦檢查”按鈕,此時調門關閉,轉速下降。

汽輪機到暖機點自動進行 “暖機”，熱態(tài)和極熱態(tài)則不需要暖機。暖機時間到或運行人員按下“進行”按鈕可結束暖機。

當汽輪機轉速穩(wěn)定在3000r/min左右時，可對機組各系統進行并網前的檢查，使其具備并網條件。當同期條件滿足時，操作人員點擊“自動控制”畫面上的“自動同期”選項，狀態(tài)顯示“投入”，此時DEH根據電氣送來的“同期增”或“同期減”信號增減轉速。并網條件滿足后油開關合閘，DEH立即增加給定值，使發(fā)電機自動帶上初負荷，避免出現逆功率。

并網后的負荷控制

升負荷

     操作人員在OIS“自動控制”畫面上按“目標設定”選項，根據缸溫，按運行規(guī)程設定目標負荷，在“自動控制”畫面上按“負荷變化率”按鈕，可修改負荷率。在“功率控制”投入時，目標和給定值單位均以MW形式表示；在“主汽壓力控制”投入時，目標值和給定值單位均以MPa表示，當以上兩種回路均切除時，目標值和給定值單位以百分比形式表示。在下列情況下DEH自動設置目標：

?發(fā)電機剛并網時，目標為初負荷給定值（%）；

?負荷控制投入時，目標值為當前負荷值(MW)；

?主汽壓力控制投入時，目標值為當前主汽壓力（MPa）；

?跳閘時，目標為零；

?在CCS控制方式下，目標值為CCS給定（%）;

?目標超過上限時，改為上限值。

進行/保持

　　在OSI“自動控制”畫面上按“進行/保持”選項，狀態(tài)顯示“進行”，使汽機開始升負荷，給定值自動地以給定的負荷率向目標值逼近。

   汽輪機在升負荷過程中，考慮到某些參數限制，可以進行暖機，再次按壓“進行/保持”按鈕，DEH發(fā)出“保持”指令，停止升負荷，開始暖機，并可再操作“進行”按鈕結束暖機。

一次調頻

   機組并網后，為保證供電品質對電網頻率的要求，通常應自動投入一次調頻功能。一次調頻的投入條件如下：

  ?DEH在“自動”狀態(tài)；

　?無轉速信號故障;

  ?負荷首次大于20%后;

　 一次調頻的邏輯設計時注意的幾個問題如下：

?通常為使機組承擔合理的一次調頻量，應設置合適的DEH不等率及死區(qū)。

  ? DEH設置的不等率在3%~6%內可調，一般設定為5%。

  ?死區(qū)在0r/min~30r/min內可調，設定為2r/min。

  ?轉速死區(qū)范圍：3000r/min±死區(qū)值。

 ?當機組轉速在死區(qū)范圍之外時，一次調頻動作，調門總流量指令按不等率隨轉速變化而變化，反之，則一次調頻不動作，閥門總流量指令不變化。

功率控制的投入與切除

在滿足以下條件時可投入負荷控制：

   ?無功率控制切除信號；

   操作人員可操作OIS“自動控制”畫面的“功率控制”按鈕，選擇“投入”，狀態(tài)顯示為“投入”，則負荷控制投入，目標功率以MW形式表示，穩(wěn)定時負荷應等于設定值。

當以下情況發(fā)生時功率控制被切除：

   ?油開關跳閘；

   ?汽機已跳閘；

   ?手動方式；

   ?功率信號故障；

   ?實際功率小于3%或大于負荷上限；

   ?TPC動作；

   ?閥位限制動作；

   ?負荷小于負荷限制值或大于高負荷限制值；

　 ?RB動作

   ?投入CCS控制；

   操作員可手動切除功率控制，即操作員在OIS“自動控制”畫面上按下“功率控制”按鈕，選擇“切除”，狀態(tài)顯示為“切除”，則將功率控制回路切除。

高/低負荷限制設定

   DEH允許操作人員設置高、低負荷限制。

高負荷限制

   操作OIS，調出“自動控制”畫面，按“負荷高限”按鈕，可設定高負荷限制值。在未并網或鍋爐自動方式，負荷高限值定為負荷的量程上限加5%負荷且不可更改；在并網后，操作員可從OIS上輸入一個新的高負荷限制值，但是從OIS上輸入的高限值不能比輸入時的實際負荷小。當實際負荷高于高負荷限制值時，自動關小調門，使實際負荷低于此限制值。

低負荷限制

   操作OIS，調出“自動控制”畫面，按“負荷低限”按鈕，可設定低負荷限制值（0MW~xxMW）,但是從OIS上輸入的低限值不能比輸入時的實際負荷大。當實際負荷低于低負荷限制時，自動開大閥門，使實際負荷高于此限制值。

壓力控制的投入與切除

在滿足以下條件時可投入壓力控制：

   ?不在負荷控制回路；

   ?不在CCS控制方式；

　 ?無壓力控制切除信號；

   操作人員可操作OIS“自動控制”畫面的“壓力控制”按鈕，選擇“投入”，狀態(tài)顯示為“投入”，則壓力控制投入，目標壓力以MPa形式表示，穩(wěn)定時壓力應等于設定值。

當以下情況發(fā)生時壓力控制被切除：

   ?油開關跳閘；

　 ?手動方式

　 ?汽機跳閘

   ?解列

   ?負荷高限、低限動作

   ?RB

   ?壓力控制保護動作

   ?閥位限制動作

   ?一次調頻動作

   ?壓力信號故障

   ?實際壓力小于xxMp或超過100%

   操作員可手動切除壓力控制，即操作員在OIS“自動控制”畫面上按下“壓力控制”按鈕，選擇“切除”，狀態(tài)顯示為“切除”，則將壓力控制回路切除。

主汽壓力限制保護的投入與切除

主汽壓力限制定值設定

操作員從OIS調出“自動控制”畫面，輸入主汽壓保護的所需的設定點。該值的范圍在xxMPa~xxMPa之間，缺省值為xxMPa,按“TPC”按鈕，投入主汽壓保護。

主汽壓力限制的投入

　　主汽壓力限制值確定以后，在滿足以下條件時，可投入TPC控制

  ?發(fā)電機并網；

  ?主汽壓力信號正常；

　?功率信號正常；

   操作人員在“自動控制”畫面上按“TPC”的“投入”按鈕，狀態(tài)顯示為“投入”，表明主汽壓力限制功能已投入。當TPC功能動作時，負荷控制將被切除，退出協調（CCS）方式；閥位指令以當前負荷率的速率遞減，直至減至一定負荷（暫定為3%）或主汽壓力重新大于其限制值。

當以下狀態(tài)發(fā)生時，TPC功能將被切除：

?主汽壓力信號故障；

?油開關跳閘；

?功率信號故障；

操作員從OIS “TPC”切除。即操作人員在“自動控制”畫面上按“TPC”按鈕，并選擇“切除”，狀態(tài)顯示變?yōu)椤扒谐?，表明主汽壓力限制功能已退出?/p>

 CCS控制

CCS控制的投入條件

  ?無CCS控制切除條件；

在CCS控制方式下，負荷控制無法投入，目標閥位值為CCS給定（%），操作員禁止操作負荷高、低限制值，分別自動設置為xxMW和xxMW。在“CCS控制”投入后，禁止進行閥門試驗。操作人員可操作OIS“自動控制”畫面的“CCS控制”按鈕，選擇“投入”，狀態(tài)顯示為“投入”，則CCS控制投入。

當有以下條件產生時CCS控制方式被切除。

  ?手動方式；

? “CCS請求”信號消失；

  ?從CCS來的給定信號故障；

  ?TPC保護動作；

  ?油開關跳閘；

  ?汽機已跳閘；

  ?高、低負荷限制值動作；

  ?操作人員將CCS控制切除。

  ?單/順轉換進行時

  ?主汽壓信號故障

操作員可手動切除CCS控制，即操作員在OIS“自動控制”畫面上按下“CCS控制”按鈕，選擇“切除”，狀態(tài)顯示為“切除”，則將CCS控制回路切除。

閥位控制

    機組在自動方式下，并網后，機組自動為閥位控制方式，如果DEH同時不在壓力，負荷，CCS控制方式下則，自動為閥位控制。操作員可通過“自動控制”畫面上“目標”按鈕輸入閥門開度，直接控制壓力或功率。閥門變化率可通過“負荷變化率”按鈕進行設置。

如果任一投入壓力、功率或CCS控制回路，則退出閥位控制方式。

超速試驗和保護

　　操作員可調出“超速試驗”畫面，通過操作“超速試驗按鈕”開始試驗，并通過轉速目標和轉速變化率設定，即可進行試驗，操作畫面能記錄最大轉速和跳閘轉速。

 103%超速限制（OSP）

在正常運行過程，且沒有做超速試驗，轉速信號正常的情況下，如果轉速超過103%（3093r/min），則OSP動作，DEH信號迅速動作所有調門的超速動作電磁閥，使所有調節(jié)閥全部關閉。當轉速低于3000r/min后，閥門將受轉速控制重新打開。

 110%超速保護

DEH設有110%汽輪機超速保護功能，當汽輪機轉速達到110%額定轉速時，DEH會輸出打閘信號去現場，使汽輪機跳閘，關閉所有進汽閥門。

 加速度保護

   當機組甩負荷時，轉子將加速。當實際轉速大于2700r/min，加速度大于規(guī)定值時，加速度保護輸出控制信號，通過超速限制電磁閥使中壓調節(jié)閥關閉，以防止機組超速。

功率-負荷不平衡

   當汽輪機功率（用中壓缸入口壓力表征）與汽輪機負荷（用發(fā)電機電流表征）不平衡時，會導致汽輪機超速。當中壓缸入口壓力與發(fā)電機電流之間的偏差超過設定值時，功率-負荷不平衡繼電器動作，快速關閉中壓和高壓調節(jié)閥，抑制汽輪機的超速。

閥門活動試驗

    所有閥門都可以在“閥門活動試驗”操作畫面上進行在線活動性試驗，閥門活動性試驗包括主汽閥活動試驗、調節(jié)閥活動試驗。要想進行閥門活動試驗，必須滿足以下條件：

?DEH在“自動”方式，但不能在“CCS控制”方式；

?機組必須已并網，負荷在xxMW~xxMW之間；

?所有主汽門全開；

?沒有進行其它閥門活動試驗；

主汽氣閥活動試驗過程（以MSV2活動試驗為例）：

當試驗允許條件滿足時，在OIS“閥門活動試驗”畫面上投入“試驗開關”，然后點擊“MSV2試驗”，選擇“投入”，右側主汽門MSV2開始試驗。MSV2活動電磁閥帶電，閥門將由全開位向下關，當檢測到“MSV2試驗到位開關”時，活動電磁閥失電，閥門將全開。畫面將顯示“成功”，表示試驗成功了。如果12S之內未檢測到“MSV2試驗到位開關”，畫面將顯示“失敗”，則表示試驗失敗?；顒釉囼灲Y束后將“試驗開關”切除，退出試驗。（注：MSVI及MSV2不能同時試驗。）

調節(jié)閥活動試驗過程（以CV1活動試驗為例）：

當試驗允許條件滿足時，在OIS“閥門活動試驗”畫面上投入“試驗開關”，在OIS“閥門活動試驗”畫面上點擊“CV1試驗”，選擇“投入”，CVI開始試驗。CVI以1.5%/s的速度從全開位到全關位，當關到2%時，畫面將顯示“成功”，表示試驗成功，此時CV1以1.5%/s的速度從全關位到全開位。如果在200S內閥門未關到2%，則在畫面顯示“失敗”，表示試驗失敗。（注：其它CV閥不能同時試驗。）

在單個閥門活動試驗過程中，應投入功率反饋控制回路，以保持發(fā)電機功率基本保持不變。

　　閥門試驗過程中如出現如下情況將退出試驗：

?手動方式；

?汽輪機跳閘；

?實際功率超出xxMW－xxMW；

?CCS方式投入；

?單/順閥轉換開始；

?“試驗開關”切除；

閥門嚴密性試驗

在滿足下列條件時，可進行閥門嚴密性試驗：

?DEH在“自動”方式；

?調閥的伺服卡正常；

?油開關未合閘；

?未進行任何試驗。

當試驗允許條件滿足時，在OIS“閥門嚴密性試驗”畫面上，投入“試驗開關”，然后點擊“主汽閥試驗”按鈕，則高、中壓主汽門的快關電磁閥動作，高、中壓主汽門關閉，汽機控制方式由“自動”切至“手動”方式，所有調門全開。嚴密性試驗開始計時，DEH根據有關參數計算出“可接受轉速”，在該畫面上有轉速趨勢圖，記錄轉速惰走時間。

當試驗允許條件滿足時，在OIS“閥門嚴密性試驗”畫面中投入“試驗開關”，點擊“調門試驗”按鈕，則高、中壓調門的快關電磁閥動作，高、中壓調門關閉，汽機控制方式由“自動”切至“手動”方式，嚴密性試驗開始計時，DEH根據有關參數計算出“可接受轉速”，在該畫面上由轉速趨勢圖，記錄轉速惰走時間。

主汽門嚴密性試驗、調門嚴密性試驗過程中，不允許將“閥門嚴密性試驗”置位“切除”，如需要結束試驗，要求手動打閘。

單閥/順閥轉換

在滿足下列條件時，可進行由單閥切向順閥控制：

  ?沒進行閥門活動試驗

?沒有負荷高限、低限動作

?沒有RB

?沒有壓力控制保護動作

?沒有閥位限制動作

?沒有一次調頻動作

  ?單/順切換沒在進行中;

當條件滿足時，運行人員調出“自動控制”畫面，操作“閥控方式”按鈕，選擇順序閥，按鈕將顯示“順閥”表示機組開始轉換，其以一定的轉換速度由單閥向順序閥控制切換，切換完成時間一般為10分鐘。

　當以下情況發(fā)生時，將由順閥切向單閥方式

　?汽機解列；

　?汽機跳閘；

閥門校驗

在滿足下列條件時，可進行閥門校驗：

　　　 ?汽機已掛閘；

　　　 ?汽機未運行；

       ?汽機轉速小于100rpm;

　　　 ?各閥門的伺服卡正常；

當條件滿足時，運行人員調出“閥門校驗”畫面，操作“單號校驗允許”按鈕，然后選擇要進行校驗的單號閥門（CV1，CV3，ICV1），此時DEH向伺服卡發(fā)出“校驗允許”和“校驗開始”信號，伺服卡開始進行閥門校驗，閥門將自動全開、全關進行校驗，并向DEH發(fā)出“校驗開始”信號。雙號閥門（CV2，CV4，ICV2）校驗同單號一樣。