专 用 测 速 模 块
I/O模块 FI2 TFW 伺服模块
•2· 迟缓率 • 单机运行时，转速上升时静态特性与转速下降时调节系统静态特性之间的转速差与 额定转速之比，称为调节系统的迟缓率。
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调节系统静态特性
转速 升速 3000 降速
0
功率 N
汽轮机典型静特性图
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静态特性的指标有： 不等率：即静态曲线总斜率，其倒数代表转速反馈量的大小，IEC规定在3～6 ％内。 局部不等率：即静态曲线各点的斜率,规定在3～12％内。 不灵敏区：由滑阀的摩擦及过封度产生 。 IEC规定： ≤150MW ＞150MW 机械液压系统 0.2% 0.1% 电液调节系统 0.1% 0.06% 转速闭环范围，通常在2700～3500r/min,对于弹性调速器型系统转速闭环范围 更大。 动态特性的指标有： 最大超速量：规定小于保护系统动作转速，通常低于107% 阶跃响应振荡次数：小于3次。
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高压抗燃油纯电调
由计算机控制系统和以抗燃油为工质的高压液压系统构成 了高压抗燃油数字电液控制系统，简称高压抗燃油DEH，采用 MOOG阀，作为电液转换元件。 纯电调是相对电液并存而言的一种控制形式。在电调发展 初期，由于担心电气部分不可靠，还保留了一个液压控制回路 ，称为电液并存。电调发展至今已无保留液压备用的必要，撤 消液压备用回路后的电液控制系统称为纯电调。 系统采用磷酸酯型抗燃油为工质，以杜绝火灾隐患。 计算机控制系统和高压液压系统（包括电液伺服阀）都是专 业化极强、非常成熟的工业领域，两者很容易结合起来，构成 理想的汽轮机数字电液控制系统，正好能适应大型机组的自动 化要求，所以高压抗燃油数字电调已成为大型机组典型的控制 系统。
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汽轮机负荷控制
Load Control and limitation
负荷调节是两个回路的串级调节系统，通过调门的控制来
调节机组负荷
并网带初负荷 功率调节回路 一次调频回路 负荷限制 - 内环 - 外环
电、热负荷解耦调节
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转速负荷控制回路原理
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汽轮机配汽机构
机械配汽：提板配汽、凸轮配汽，隔板配汽，一个油动机控制多个调节阀 流量特性取决于阀门的装配，在运行过程中不能调整。 电气辅助配汽：阀门管理，油动机和调节阀一一对应，在运行中可转换节流配汽和
喷嘴配汽
重叠度，配汽特性可以在运行过程中修改 配汽特性的非线性在机组转速控制和负荷控制过程中给控制系统带来困难，表现为
汽轮机数字电液 调节系统
汽轮机自动调节任务
•汽轮机调节系统的任务是要及时地调节汽轮机功率，使它满足外界负荷变化的需要，同 时又要维持电网的频率在50HZ左右，这两个任务是有机地相互联系在一起的。 •汽轮机上将热能转化为机械能的设备。 •蒸汽作用在汽轮机转子上产生的主动力矩为MT，发电机受到的制动力矩MG（不考虑摩 擦损失）则有： • Mt-Mg=J.dw/dt • 当M=0时，机组转速将发生变化。 •汽轮机转速变化，将带来以下影响： •（1）影响供电质量，供电质量有两个指标，即频率和电压。 •电压虽与机组转速有关，但主要是对励磁电流的调整进行调节，而频率只取决于机组转 速，其关系式为：f=p.n/60 •p:发电机组极对数 •n: 机组转速 •（2）影响机组安全，机组转速增加过大，将使转动部分零部件产生过大的应力。 •因此，为了保证供电质量和机组安全，汽轮机都装有调节系统，基本任务是： 在外界负 荷与机组功率相适应时，保证机组稳定运行，当外界负荷改变时，机组转速发生变化时 调节系统能相应地改变汽轮机功率，使之与外界负荷相适应，建立新的平衡，并保持机 组转速偏差不超过规定的范围。
转速和负荷波动大。
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DEH的技术指标：
转速控制范围：4.3 转/分～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)；
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低压透平油纯电调
由计算机控制系统和低压透平油液压系统构成的低压透平 油数字电液控制系统，简称低压透平油DEH，也是一种纯电调 ，能达到高压抗燃油DEH同样的性能和功能。低压透平油液压 系统是汽轮机制造厂传统的液压系统，低压透平油纯电调的发 展远不如高压抗燃油纯电调快，其主要原因是电液转换问题解 决不好，缺少像高压系统的电液伺服阀那样规范而高性能的电 液转换元件
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液压系统的特点
液压系统具有驱动力大、没有惯性定位精度高、动态响应 快、可靠性高等优点，并具有一定的信号综合、放大能力，是 汽轮机理想的控制系统，至今仍广泛应用在汽轮机控制系统中 ，是汽轮机控制系统基本组成部分。 目前汽轮机DEH的液压系统基本采用两种压力等级方式： 高压抗燃油系统 系统压力14.5Mpa 低压透平油系统 系统压力小于2.0Mpa
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电液转换的问题
电液控制系统由电气和液压两部分组成，如何将电气信号转 换成液压信号，便成为电调系统的关键。 在高压系统电液转换 元件称为电液伺服阀。最为人们所熟知的电液伺服阀为美国 MOOG公司生产的喷嘴挡板式电液伺服阀，简称MOOG阀，是一种 定型的产品，广泛应用于高压液压电液伺服系统中。具有控制 精度高，动态响应快的特点。但是其抗污染能力较差，对液压 油的清洁度要求很高。 在低压系统中，电液转化元件成为电液转换器。由于低压 透平油液压系统为汽轮机传统的液压控制系统，国内、外许多 厂家都开发过，电液转换器与自己的液压系统配套，以适应电 调发展的需要。例如：国内的汽轮机厂有自己的电液转换器， 没有形成行业通用的电液转换器 SVA9、DDV634,电液转换蝶阀放大器， REXA阀、CPC、VOITH、 TM25,
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DEH-NTK主要功能
• 汽机挂闸／开主汽门／摩检 • 自动／手动升速 • 转速闭环控制(冲转／升速／暖机／转速保持／自动冲临界) • 自动／手动同期 • 超速试验(103％、110％和112％) • OPC超速保护 • 并网后自动带初负荷 • 功率闭环控制/阀位控制 • 抽汽压力控制 • 补气控制 • 协调控制 • 孤网控制 • 主汽压控制、保护限制／快速减负荷(RUNBACK) • 汽机运转层以上全部监控
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>20000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0～50℃、相对湿度10～95%(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。
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调节系统静态特性
调节系统静态特性 要使调节系统能够对转速（电网频率）及功率进行调节，汽轮机调节系统必须具有 稳定的静态特性和动态特性。 •所谓调节系统静态特性是指汽轮机在单机运行时，在平衡状态时，汽轮机功率和转速 的关系，在功率N和转速n直角坐标系上应是从左至右向下倾斜的曲线，具有这样形状 的静态特性才是具有稳定性。 •1· 调速系统不等率 •单独运行的汽轮发电机组从空负荷工况变化到额定负荷工况时转速差与额定转速的比 值： • n=(Nmax-Nmin)/nH
FDEM
107%
OPC动作区域
105%
103%
一
频率给定 + 3000 -
次
调
频
n
探头
REFDMD:DEH功率给定 FDEM：DEH流量参考 X1：一次调频量 X2：二次调频量 n：机组转速
MW 100% 30% 60% 100% dMW
二次 调频 PLU 107% 动作范围 103%动作范 围 一次 二次 调频范围 95%
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低压透平油数字电调系统DEH
控制系统的信号测量、给定装置及信号综合比较放大均由 计算机控制系统实现，执行部分及配汽机构仍可沿用传统 液调的。对于大型机组的液压系统通常采用高压抗燃油作 为工质，执行部分及配汽机构改为一机一阀形式，机械凸 轮改为电气凸轮。多采用纯电调形式。 采用进口液压设备作电液转换：SVA-9、MOOG阀、DDV 阀、REXA阀等。 伺服系统有电液油动机型、电液放大器型、REXA阀型等。 数字控制的重要特点为离散控制，需要采用足够小的采样 周期才能达到稳定性要求。
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DEH-NTK 系统图
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DEH硬件平台变化
欧陆传统系统 T103、T940
欧陆发展 T2550
科远股份 KM940
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组成原理
HUB 油动机
配汽机构
操作员站 工程师站
DEH 主控 主控
控制柜
LVDT 反馈 处理通用标准信号 AI、DI、AO、DO、 PI等等
MW Loop and Impulse Press. Loop
功率定值 功率/阀位选择 + MW BR
PID
阀门开度定值
功率回路原理图 转速定值 + n 转速回路原理图 NTC.TJ, ZJ
PID
阀门开度定值
一次调频与二次调频
Frequency Control
n
dn
REFDMD + + X2
+ + X1 PID dn X1
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