機組DEH控制系統(tǒng)高壓調(diào)門抖動分析及處理

1、600MW機組DEH控制系統(tǒng)高壓調(diào)門抖動分析及處理發(fā)表時間:2003-10-9作者：李晉摘要：    揚州第二發(fā)電廠一期工程安裝了2臺600MW機組，其中汽輪發(fā)電機組是西屋公司的亞臨界一次中間再熱機組。汽機控制系統(tǒng)為DEH MOD 型。2套DEH控制系統(tǒng)分別隨機組在1999年10月和2000年6月投運。在系統(tǒng)安裝、調(diào)試、維護過程中，汽機高壓調(diào)門(高調(diào)門)出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，后采取了有針對性的處理措施，問題得以解決，保證了汽機的安全運行。1  調(diào)門控制回路    揚州第二發(fā)電廠DEH系統(tǒng)的調(diào)門控制回路采用了典型的西屋設(shè)計(圖1)。在

2、手動柜中共有10塊MVP卡件，2塊用于主汽門控制，4塊用于高調(diào)門控制，4塊用于中調(diào)門控制，此外還有2塊MPP卡件用于MVP和“8635”總線的通訊。    調(diào)門控制回路各部件介紹如下：    (1)“INFO CENTER”是1個由多個接插件構(gòu)成的連接底板，布置在手動柜內(nèi)，通過硬接線方式可以將手動或自動的控制指令傳送到MPP/MVP執(zhí)行。    (2)“8635”實際上是連接MDX卡件(CPU)與MPP卡件的通訊卡件，采用的是RS422通訊串口，其中主要包含了MVP卡件地址、字節(jié)長度、開度指令、修正、奇偶

3、校驗等通訊內(nèi)容，通過“8635”總線將DPU的控制信號送到MVP/MPP卡件去執(zhí)行，并將閥位開度等信號送回到DPU。    (3)手動盤“MANUAL PANEL”布置在集控室內(nèi)，為緊急情況下操作員手動控制汽輪機提供了接口。    (4)MPP卡(BACKPLANE ACCESS CARD)作為RS422串口的另一端，將自動控制指令進行適當(dāng)處理后送到對應(yīng)的MVP卡，或?qū)⑹謩涌刂菩盘柾ㄟ^相關(guān)的硬接線送到MVP卡。    (5)MVP(SERVO VALVE POSITION CONTROLLER)卡件負責(zé)接

4、收指令信號，在內(nèi)部的PI回路中進行處理，根據(jù)實際開度和閥門指令對調(diào)門進行調(diào)節(jié)，并將調(diào)門開度信號反饋到數(shù)據(jù)總線上。    (6)MOOG閥和LVDT分別起到執(zhí)行調(diào)門控制指令和反饋調(diào)門開度的作用。MOOG閥有2組線圈，正常工作時同時接收控制信號進行調(diào)節(jié)。LVDT是線位移差動變壓器，一次線圈由MVP卡件輸出的5V電壓驅(qū)動，為了防止干擾，疊加了1000Hz的正弦波交流信號，2組次級線圈感應(yīng)電壓的差壓反映閥門的開度信號，其數(shù)值送到MVP的相關(guān)電路進行處理。2  故障現(xiàn)象及其處理2.1  高壓調(diào)門開度突變及其處理2.1.1  現(xiàn)象 &#

5、160;  (1)1號機組2號高調(diào)門開度突變，機組負荷從508MW突變到495MW，而后開度又瞬間恢復(fù)；隨后2號高調(diào)門開度發(fā)生多次大幅度躍變，而其它參數(shù)正常。    (2)同日，2號高調(diào)門開度由43.8突變?yōu)?0.7，并且在CRT上的閥門框棒狀圖變紅報警，就地檢查發(fā)現(xiàn)，2號高調(diào)門已開至100。    (3)2號高調(diào)門就地突然開啟，然后又迅速關(guān)到與其它調(diào)門一致(37)，CRT上的閥門框棒狀圖變紅報警隨調(diào)門開度恢復(fù)而消失。    (4)l號機組2號高調(diào)門由11突變到60，機組負荷從300MW突變到3

6、60MW，引起鍋爐主汽壓和汽包水位變化。2.1.2  檢查和處理    (1)在運行過程中對2號高調(diào)門控制回路的各處接線進行了檢查，均無明顯異常，對卡件進行多次復(fù)位均無效。    (2)結(jié)合停機對此故障進行檢查和處理。此前初步分析為MVP卡件故障，于是更換了MVP卡。汽機復(fù)位后準備調(diào)試MVP卡，在調(diào)試中觀察CRT畫面，發(fā)現(xiàn)2號高調(diào)門零位正常，但滿度最大只能達到50，而在DPU的接線端子處測量LVDT二次線圈電壓(DC)分別為3.4V和1.6V(對應(yīng)實際開度為100)。為了確定故障原因，又將原來的MVP卡換上，情況與前相同。&

7、#160;   (3)將2號高調(diào)門與4號高調(diào)門的MVP卡連接插頭對調(diào)，同樣的故障現(xiàn)象又出現(xiàn)在4號高調(diào)門上。至此即確認柜內(nèi)預(yù)制電纜有問題。    (4)對手動柜內(nèi)預(yù)制電纜進行檢查，發(fā)現(xiàn)LVDT二次線圈確有1根線接觸不好。于是重新在手動柜內(nèi)敷設(shè)1根連接導(dǎo)線，對MVP卡進行了調(diào)試，使2號高調(diào)門的抖動故障得到徹底處理。2.2  高壓調(diào)門抖動及其處理2.2.1  現(xiàn)象    (1)在1機組投運后，3號高調(diào)門經(jīng)常出現(xiàn)抖動的現(xiàn)象，導(dǎo)致閥門管理方式由順序閥跳為單閥方式，引起機組負荷波動。其間檢查了控制回路的各段

8、連接電纜，對MVP卡進行了更換、調(diào)整，但未能消除抖動現(xiàn)象。    (2)利用機組小修，對4只高調(diào)門中間接線盒到MOOG閥端子盒的電纜進行了更換，同時還更換了3號高調(diào)門中間接線盒到DPU機柜的電纜。在小修結(jié)束進行靜態(tài)調(diào)試時3號高調(diào)門仍然抖動，幅度在3左右，而1號、2號、4號高調(diào)門穩(wěn)定。    (3)為進一步分析問題，嘗試將3號高調(diào)門的MOOG閥線圈解除1機組，結(jié)果3號高調(diào)門的抖動現(xiàn)象基本消除。    (4)在正常運行約2天后，2號高調(diào)門開始抖動，幅度在2左右。對2號高調(diào)門的接線進行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。解除2號

9、高調(diào)門的1組MOOG線圈，抖動現(xiàn)象消失。其它調(diào)門未出現(xiàn)抖動。    (5)在運行數(shù)天后，又出現(xiàn)4號高調(diào)門抖動，抖動幅度在3左右，在升降負荷過程中，抖動會短暫消失，嘗試解除4號高調(diào)門的l組MOOG線圈，抖動現(xiàn)象消失。    (6)同樣在運行2天后，發(fā)現(xiàn)1號高調(diào)門也開始抖動，抖動幅度在3左右，在升降負荷過程中，抖動會短暫消失。隨后，解除1號高調(diào)門的1組MOOG線圈，抖動現(xiàn)象消失。2.2.2  處理過程    首先，對各個調(diào)門的LVDT和MOOG閥的參數(shù)進行了測量，數(shù)據(jù)均在正常范圍內(nèi)，同時檢查了各處連

10、接電纜，未有明顯異常。按照該系統(tǒng)單點接地的原則，對原來不規(guī)范的接地點進行了整改，但抖動現(xiàn)象依然存在。依次解除每只調(diào)門的1組MOOG線圈，保留單線圈控制，調(diào)門抖動現(xiàn)象消除。3  高壓調(diào)門抖動原因及分析    結(jié)合上文從控制回路的角度分析，高調(diào)門抖動的原因大致有以下幾種。    (1)控制回路中接線、連接電纜故障(如機柜內(nèi)部的預(yù)制電纜斷開故障)，引起信號抖動，致使調(diào)門抖動。此類故障現(xiàn)象比較明顯，容易判斷。    (2)外部干擾串入控制回路，導(dǎo)致控制回路輸出信號不穩(wěn)定，如外界電磁波引起的頻率干擾。例如

11、：2002年11月對4號高調(diào)門作處理時，已經(jīng)將4號高調(diào)門的EH進油門隔死，但CRT上的4號高調(diào)門開度反饋卻出現(xiàn)10左右突跳的異常情況，實際上此時就地調(diào)門并未動作。檢查電纜、接線均未有明顯故障。分析原因，認為由于LVDT的一次線圈信號的工作頻率是1kHz，如果干擾信號與工作頻率之間形成諧振，就會造成LVDT反饋到MVP卡件的信號不穩(wěn)定，導(dǎo)致卡件輸出波動。所以要采用更有效的屏蔽、接地等抗干擾的措施。    (3)由圖2可知，MOOG閥的2組線圈是冗余配置的，其中任意1組故障后，另外1組仍然能夠維持工作。而從MVP卡件的線路圖中分析，這2組線圈在輸出回路中是并聯(lián)關(guān)系。M

12、VP卡的驅(qū)動輸出接近于電流源，原來須分別負載2組線圈上的工作電流，當(dāng)解除其中1組后使電流源負載減輕50，因此相對原來2組線圈而言工作更加穩(wěn)定，對干擾信號的抑制能力得到加強，但這樣做降低了回路的可靠性?，F(xiàn)場的這種干擾對于每個調(diào)門控制回路上的作用基本相同。當(dāng)解除全部MOOG閥的冗余線圈后，加強對干擾信號的抑制能力，調(diào)門才能夠穩(wěn)定工作。    上述處理方法犧牲了回路的冗余程度，從某種意義上降低了可靠性。但是因為原DEH系統(tǒng)的硬件無法有效抑制現(xiàn)場疊加的隨機干擾，故用犧牲冗余度來克服干擾引起的調(diào)門抖動也是為保證汽機安全穩(wěn)定運行不得已的選擇。對此，應(yīng)用抗干擾能力更強的伺服閥驅(qū)動卡替代現(xiàn)在的MVP卡，同時滿足抗干擾和冗余輸出的要求。    (4)MVP卡件的增益以及其它參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、MVP卡件調(diào)整不當(dāng)、MOOG閥線圈的極性等也