发布时间 : 星期五 文章600MW（日立）汽轮机控制与保护系统更新完毕开始阅读984845f04693daef5ef73de0
运行二分场培训教材 主机控制和保护系统
汽轮机控制和保护系统
一、 系统简介
汽轮机主机控制系统主要包括日立提供的DEH、HITASS。二者由一个统一的日立CV网络联成一体，可以实现汽轮机从自投盘车到转速控制、负荷控制、试验等功能。
汽轮机主保护系统设有专门的PRP继电器盘，大多数跳闸信号均送入PRP柜，去动作跳机装置。跳机装置设有两类电磁阀，机械跳闸电磁阀MTV和主跳闸电磁阀MTSV，任何一类动作均可跳机。危急保安器为偏心机械飞环式结构。 二、HITASS 系统
HITASS的含义为Hitachi Automatic Start-Up System，与DEH配合，主要完成汽轮机的启动控制和热应力计算。
（一）、HTIASS启动控制
HITASS分为高压缸启动（HP START ）和中压缸启动（IP START）两种模式。在每种模式下，均可实现自动或手动启动。
1. HITASS自启动
1.1汽机启动前的准备工作（TURBINE PREP）
由HITASS系统对汽轮机启动状态、蒸汽条件、蒸汽温度与缸温的匹配情况、凝汽器真空、轴承油压、盘车状态、疏水阀等进行检查。不满足条件在报警盘上显示出来。
1.2 汽机摩擦检查（RUB CHECK）
汽轮机按设定的升速率升速到200r/min，自动关闭所有阀门，汽轮机转速开始降低，运行人员对机组内部运转部分进行听音检查，确认有无摩擦。 1.3汽机升速（ACELERATION）
摩擦检查结束后，汽轮机自动开始升速，按机组的启动状态选择是否进行HEAT SOAK，在整个升速过程中，汽轮机按热应力等参数控制升速、暖机时间，并最终达到额定转速。
在通过临界转速时，机组自动提高升速率以快速通过，此时HOLD按钮不起作用。 1.4发电机启励（EXCITATION）：DEH 给出触发信号，AVR自动励磁升压。
1.5并网、带初负荷（SYNCHRO INIT.LOAD） HITASS与ASS配合，汽轮机并网带初负荷暖机。 1.6阀切换（LOAD UP）
按下LOAD UP按钮，旁路自动关闭，蒸汽全部进入汽轮机。 2. HITASS手动启动
当HITASS在MONITOR 或OFF位时，可直接操作按钮进行手动启动。
（二）、HTIASS 热应力计算
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1.转子热应力计算及与计算机的接口
HITASS采用高压转子第一级后及中压转子再热汽进口处作为热应力控制点。该系统通过对转子监视段的蒸汽温度、转子表面换热系数及转子的温度分布的计算，得出转子表面热应力和中心孔热应力。由于存在时间滞后的原因，所以要根据假设的蒸汽温度及蒸汽压力的变化计算出预计的热应力值，并利用这预计的热应力值来实现对汽轮机的控制。计算机对高压转子和中压转子的预计热应力值进行高值选择，输出作为控制参数，依此计算出升速率或升负荷率供DEHG控制汽轮机。
HITASS输出以下4个热应力计算信号用于汽轮机的寿命管理：
1．高压转子表面热应力 2．高压转子中心孔热应力 3．中压转子表面热应力 4．中压转子中心孔热应力 2 HITASS-200E的转子热应力控制
当操作员选择了“THSC USE”时， HITASS-200E根据计算出的预计热应力值，可以实现汽轮机的自动预检查、启动升速、并列带初始负荷、阀切换，并能根据异常条件确定程序是否HOLD或继续执行。当HITASS处于MONITOR位置时，可对操作员操作情况、异常情况进行监视并发报警。当操作员选择了“THSC NOT USE”时，热应力计算程序将不起作用。 HITASS还会根据操作员选择的启动方式，确定相应的热应力值和寿命损耗比例。 LIGHT MEDIUM HEAVY 20.4 29.2 35.6 热应力值KG/MM2 0.03 0.033 0.075 寿命损耗（%）
三、DEH系统
DEH的含义为Digital Electro-Hydraulic Control System，主要完成汽轮机的转速控制、负荷控制、部分保护和试验功能等。 （一）、正常调节功能
DEH的正常调节是通过电液转换液压缸来操纵高中压调门的。这些正常调节功能主要包括： 1.转速控制
转速控制主要是指汽轮机冲转升速控制、转速同步控制等功能。
冲转升速控制：汽轮机开始冲转升速时，DEH进入“Speed-Up-1”模式，PI调节器控制实际升速率与设定升速率一致，当实际转速与设定转速偏差＜δ1时，DEH进入“Speed-Up-2”模式，升速率随着实际转速与设定转速的偏差的减小而相应降低。当实际转速与设定转速偏差＜δ2时，DEH进入“Speed-Control”模式，PI调节器根据实际转速与设定转速的偏差去控制调门开度，即控制实际转速在设定值。机组升速到3000r/min后，可在DEH控制盘上手动增减转速。
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转速同步控制：发电机采取自动方式并网时，DEH调整转速在3010与2990r/minJ间按0.5r/min/sec摆动，如图所示
在机组正常运行时，当汽轮机的能量（再热器压力）和发电机负荷（定子电流）间的不平衡值＜15%额定负荷时，DEH 可调节转速至正常，保持同步转速。
汽轮机DEH同步转速调整范围为（-6%—+6%），迟缓率≤0.06%，速度不等率可在3-5% 范围内调整。 2.负荷控制
2.1机组并网后，可在DEH控制盘上手动增减调门开度，从而改变机组负荷； 2.2在WDPF控制画面上将DEH切至REMOTE方式后，可在M/A手操站上手动增减调门开度，从而改变机组负荷。
2.3 M/A站投入AUTO模式后，DEH 就可以根据负荷指令与变负荷指令进行增减负荷。 3.负荷限制
DEH提供了一个负荷限制功能（LOAD LIMIT SET ）。由0开至100%需60秒时间。在额定参数下其开度相当于高压调门的开度。它通过限制高压调门的开度来限制机组负荷。 （二）、预紧急调节功能（预防超速）
DEH功能中的预紧急调节装置操纵高中压调门，其在异常运行情况下的动作与正常调节装置相同。预紧急调节装置有： 1. 加速继电器(AGC)
当机组发生大量甩负荷时，AGC能先于正常速度调节动作。中调门快动阀带电，快动阀克服弹簧力下移。由于紧急跳闸油被快动阀阻断，盘式泄油阀便开启泄油，液压缸则快速下移全关，切断汽机进汽以防机组超速。
AGC触发的条件为：功率负荷不平衡值＞15%、转速＞3060r/min、加速度＞46.88r/min/s. 当汽轮机转速降到3000r/min以下且不再上升时，AGC继电器自动复位,中压调门重新开启。AGC有三各个相同的回路，采用3取2触发逻辑。 2. 功率负荷不平衡继电器(PLU)
当机组突然甩负荷时，PLU能先于正常速度调节动作，高中压调门电磁快动阀带电。快
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动阀活塞克服弹簧力下移。由于紧急跳闸油被快动阀阻断，盘式泄流阀便开启泄油，液压缸则快速下移关闭，切断汽机进汽以防超速。
PLU触发条件为：功率负荷不平衡值＞40%、发电机定子电流下降速度＞ 40%/10ms。当功率负荷不平衡值＜40% 1秒后，PLU继电器自动复位，高中压调门自动开启。PLU有三各个相同的回路，采用3取2触发逻辑。
（三）、后备超速跳闸(（停机保护）
DEH检测到汽轮机转速超过112%额定转速时，关闭高中压主汽门、调门和抽汽继动卸载阀。后备超速跳闸有三各个相同的回路，采用3取2触发逻辑。
（四）、调门室预暖及HEAT SOAK
汽轮机调门室预暖指的是在汽轮机冲转前当高压调门室内壁温＜150℃时，当主蒸汽温度和主机真空等条件满足一定条件后，复位汽轮机，通过开启#2主汽门来预暖。DEH控制盘上有仪表可显示#2主汽门开度。
HEAT SOAK是指在中压缸启动方式下汽轮机冲转后通过开启高调门来预暖高压转子，在DEH控制盘上可设定或解除此功能。机组摩擦检查完成开始升速前或转速＜150r/min时，可设定HEAT SOAK功能，高压调门开启，汽轮机升速到400r/min时，高调门开度保持不变，由中压调门进行升速。HEAT SOAK结束后，高调门关闭。 （五）、其它辅助功能
1. 阀门活动试验
在机组正常运行中，DEH 提供了阀门的试验功能，可对高中压主汽门、调门进行活动试验。以#1主汽门活动试验为例：
(I) 按下集控室控制盘上的#1主汽门试验按钮。
(II) 关闭信号输入#1主汽门伺服阀，#1主汽门液压缸内液压油通过伺服阀泄出，#1主汽门逐渐关闭。
(III) #1主汽门在关至约10%开度时，电磁快关阀带电，#1主汽门快速关闭至全关。 (IV) 通过#1主汽门位置指示器确认主汽门全关后，松开试验按钮。 (V) 电磁快关阀失电，开启信号输入伺服阀，#1主汽门逐渐开启至全开。
2. 超速试验
DEH提供了汽轮机超速试验功能，汽轮机定速后，在DEH控制盘上按下“OVER SPEED TEST”按钮，汽轮机按预定的升速率α升速到108%，而后按升速率β升速到112%，汽轮机跳闸。若汽轮机未升速到跳闸值就松开按钮，则DEH就会按照升速率γ降低转速至3000r/min。 3.后备操作
四、汽轮机主机保护 （一）、动作条件