超速保護(hù)控制系統(tǒng)

超速保護(hù)控制系統(tǒng)(OPC)超速保護(hù)控制單元(OPC)的最初目的是預(yù)防汽輪發(fā)電機(jī)組超速，避免機(jī)組轉(zhuǎn)速超過(guò)110%額定轉(zhuǎn)速而使汽機(jī)跳閘。此外在電力系統(tǒng)故障甩去部分負(fù)荷時(shí)，幫助提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這要依靠以下三個(gè)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)：中壓調(diào)門(mén)快關(guān)功能(CIV-CLOSEINTERCEPTORVALVES)；負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)功能(LDA-LOADDROPANTICIPATION)；超速保護(hù)控制功能(OPC-OVERSPEEDPROTECTIONCONTROL)，如圖6-1。第一部分的CIV功能雖然在電力系統(tǒng)甩掉部分負(fù)荷時(shí)提高穩(wěn)定裕量，但在很多情況下都由CIV禁止跨接器把它禁止掉，除非用戶所在電網(wǎng)認(rèn)為有必要保留CIV功能，其原因是CIV會(huì)給機(jī)組帶來(lái)一些負(fù)面的影響。CIV功能主要是依據(jù)汽輪機(jī)的機(jī)械功率與發(fā)電機(jī)的電負(fù)荷不平衡來(lái)觸發(fā)的。第二部分LDA是在甩全部負(fù)荷時(shí)關(guān)閉高、中壓調(diào)門(mén)，以防止汽機(jī)超速，在發(fā)電機(jī)主斷路器斷開(kāi)而實(shí)際的超速尚未發(fā)生之前發(fā)生就已作用。第三部分的OPC是在機(jī)組確實(shí)已經(jīng)存在超速行為之后，通過(guò)關(guān)閉高、中壓調(diào)節(jié)汽閥來(lái)控制超速的。為了保證超速保護(hù)功能的可靠性，所有重要的數(shù)字量和模擬量信號(hào)都直接輸入到OPC單元，模擬量有發(fā)電機(jī)功率信號(hào)，主蒸汽壓力，再熱蒸汽壓力和聯(lián)通管壓力等，開(kāi)關(guān)量信號(hào)如汽機(jī)掛閘狀態(tài)(ASL)，發(fā)電機(jī)主斷路器狀態(tài)(MGB)及自動(dòng)減負(fù)荷(RB)等。所有DEH中共有六個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)，其中三個(gè)數(shù)字量轉(zhuǎn)速輸入用于轉(zhuǎn)速控制回路，三個(gè)模擬量的轉(zhuǎn)速信號(hào)用于103%轉(zhuǎn)速的超速保護(hù)控制。二者均采用三取二邏輯。除此以外，上面提到的發(fā)電機(jī)功率，主蒸汽壓力和聯(lián)通管壓力信號(hào)也都是采用三個(gè)獨(dú)立的傳感器，通過(guò)三取二邏輯確保信號(hào)的可靠性。第一節(jié) 三取二變送器選擇邏輯三取二選擇邏輯的原理圖如圖6-2所示，由三個(gè)獨(dú)立的傳感器送來(lái)三路檢測(cè)信號(hào)A、B、C，首先應(yīng)對(duì)三個(gè)信號(hào)分別進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，每個(gè)信號(hào)都必須在預(yù)先規(guī)定的上下限之內(nèi)，且質(zhì)量完好。然后三個(gè)信號(hào)兩兩之間進(jìn)行比較，一個(gè)質(zhì)量好的信號(hào)至少要與另兩個(gè)信號(hào)中的一個(gè)相等時(shí)（當(dāng)然不是絕對(duì)的等值，只要其差值不超過(guò)規(guī)定的死區(qū)就認(rèn)為是相等），才認(rèn)為是正確的。例如A信號(hào)，當(dāng)它與B或C比較后，如果A=B，或A=C，則A是一個(gè)好的信號(hào)。對(duì)三個(gè)信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行鑒別之后（用AOK，BOK，COK標(biāo)識(shí)），即可進(jìn)行選擇。由于采用的是三取二邏輯，所以只需在“A”或“B”之間進(jìn)行選擇，也就是說(shuō)，信號(hào)有效時(shí)A與B至少有一個(gè)必須是好的。其選擇是用軟件實(shí)現(xiàn)，并遵循這樣的原則：若傳感器A是好的，傳感器B有問(wèn)題，RS觸發(fā)器輸出為“0”，選擇A輸入；當(dāng)B信號(hào)恢復(fù)之后RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入均為“0”，其輸出狀態(tài)不變，仍然選擇A；如果傳感器B是好，A有問(wèn)題，則觸發(fā)器的輸出置“1”，B輸入被選中，當(dāng)A信號(hào)恢復(fù)以后，觸發(fā)器的狀態(tài)不變，仍然是B被選中。這樣做的目的是為了避免被選中的信號(hào)中斷，影響工作。如果任何兩個(gè)信號(hào)出了問(wèn)題，則該信號(hào)都不可信，應(yīng)退出工作。第二節(jié)中調(diào)門(mén)快關(guān)控制一、問(wèn)題的提出一臺(tái)機(jī)組在電網(wǎng)中與其它機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)，其輸出電功率可由下式計(jì)算：式中U—發(fā)電機(jī)受端母線電壓E一發(fā)電機(jī)的電勢(shì)XS一發(fā)電機(jī)及所聯(lián)母線的電抗5一功角，為母線電壓與發(fā)電機(jī)電勢(shì)間的相角差當(dāng)電網(wǎng)一路或一相發(fā)生故障跳閘時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率變小，如在圖6-3中由原工作點(diǎn)1突然下降到2點(diǎn)。由于電網(wǎng)負(fù)荷是瞬時(shí)變化，加上汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中存在慣性，動(dòng)作需要一定的偏差量和時(shí)間，故這時(shí)汽輪機(jī)的機(jī)械功率NT可以認(rèn)為不變。由于汽輪機(jī)產(chǎn)生的功率與發(fā)電機(jī)送出去的功率出現(xiàn)不平衡，過(guò)剩的功包N=NT-Ne使汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子加速，功角5亦隨同增大，工作點(diǎn)便由2點(diǎn)移到3點(diǎn)，發(fā)電機(jī)功率亦隨同增大，但仍小于原動(dòng)機(jī)功率NT，假設(shè)此時(shí)電氣保護(hù)動(dòng)作，使轉(zhuǎn)移阻抗重新下降，功角特性線變?yōu)閳D中中間的一條，工作點(diǎn)立刻由3移到4點(diǎn)，這時(shí)發(fā)電機(jī)輸出功率已大于汽輪機(jī)產(chǎn)生的功率（相差的功率由動(dòng)能轉(zhuǎn)換而來(lái)），加速度變?yōu)樨?fù)值，轉(zhuǎn)速開(kāi)始下降，但實(shí)際轉(zhuǎn)速仍然大于發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，機(jī)組功角仍在增大，假定移到5點(diǎn)，功角已達(dá)到最大值，這時(shí)的角加速度也達(dá)到了負(fù)的最大值。原加速過(guò)程的作功已被減速過(guò)程功耗消耗完，但實(shí)發(fā)功率仍大于原動(dòng)機(jī)功率，即Ne-NT〉0,使機(jī)組轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降。工作點(diǎn)從5點(diǎn)向平衡點(diǎn)D移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到D點(diǎn)時(shí)，雖然加速度已為0，但是實(shí)際轉(zhuǎn)速已小于同步轉(zhuǎn)速，工作點(diǎn)繼續(xù)下滑，這樣，機(jī)組轉(zhuǎn)速將在功率平衡點(diǎn)D的兩側(cè)振蕩，功角在變化，輸出功率亦在變動(dòng)，通常稱之為發(fā)電機(jī)的同期振蕩。（這種振蕩在自身阻尼作用下會(huì)逐步減小直至消失）。實(shí)際上，即使電氣保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作，也有可能發(fā)生同期振蕩，其機(jī)理與上述所分析的過(guò)程是相似的。實(shí)際上，在轉(zhuǎn)速改變時(shí)，汽輪機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)亦將動(dòng)作，使汽輪機(jī)產(chǎn)生的功率不再是個(gè)常數(shù)，而是隨轉(zhuǎn)速的增高而減小，如圖中虛線N'T所示，使過(guò)剩功率N'T-Ne變小，減速功率Ne-N'T變大，使功角在D點(diǎn)兩側(cè)的振蕩變小，有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定;但由于轉(zhuǎn)速的變化很小，NT的變化亦很小。以上說(shuō)明，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后，由于發(fā)電機(jī)輸出功率的減少而汽輪機(jī)的原動(dòng)功率基本不變，使功角S有較大的變動(dòng)，輸出功率發(fā)生振蕩，會(huì)使電網(wǎng)發(fā)生振蕩，與之并列機(jī)組的負(fù)荷亦在振蕩，有可能使事故擴(kuò)大，與原遠(yuǎn)端受電電網(wǎng)失步，引起電網(wǎng)的崩潰，造成大面積停電。如上所述，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因是在電網(wǎng)負(fù)荷突然減少的情況下，汽輪機(jī)產(chǎn)生的功率基本沒(méi)有改變，使汽輪機(jī)產(chǎn)生的功率與發(fā)電機(jī)輸出的功率不平衡。汽輪機(jī)的快關(guān)控制正是根據(jù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定要求提出來(lái)的，根據(jù)一定的信號(hào)，當(dāng)甩掉部分負(fù)荷時(shí)，動(dòng)作調(diào)速系統(tǒng)，瞬時(shí)關(guān)小汽輪機(jī)進(jìn)汽閥（西屋只關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥），減小汽輪機(jī)的進(jìn)汽，使汽輪機(jī)產(chǎn)生的原動(dòng)功率與減小了的電功率相適應(yīng)，以便維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。快關(guān)動(dòng)作只是短時(shí)間的關(guān)閉進(jìn)汽閥門(mén)，暫時(shí)縮小電功率與機(jī)械功的差距，避免過(guò)大的加速度，從而有效地防止過(guò)大的振蕩甚至失步。經(jīng)短暫關(guān)閉后，進(jìn)汽閥又重新開(kāi)啟，恢復(fù)原來(lái)的功率。關(guān)閉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)制動(dòng)。若故障長(zhǎng)時(shí)間存在，可能危及穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，則需要減負(fù)荷(即降低NT線)，此時(shí)可按汽輪機(jī)常規(guī)的減負(fù)荷除理，不屬于快關(guān)控制的范圍。利用汽輪機(jī)快關(guān)閥門(mén)的功能來(lái)協(xié)助改善電力系統(tǒng)故障時(shí)的動(dòng)態(tài)特性，是很有前途的一種措施，七十年代開(kāi)始各國(guó)對(duì)這一措施在實(shí)用上即開(kāi)始了試驗(yàn)研究。現(xiàn)有的汽輪機(jī)電調(diào)系統(tǒng)大多只考慮了局部措施，功能相對(duì)簡(jiǎn)單，使用的名稱也各不相同，如美國(guó)GE公司的電調(diào)系統(tǒng)中此功能稱為功率負(fù)荷不平衡(POWER-LOADUNBALANCD簡(jiǎn)稱PLU)，西屋(WH)公司和日本三菱公司的電調(diào)系統(tǒng)中此功能包括在超速保護(hù)控制中(OVERSPEEDPROTECTIONCONTROL簡(jiǎn)稱OPC)，而法國(guó)ALSTHOM公司的電調(diào)系統(tǒng)中則稱之為動(dòng)態(tài)校正(DYNAMICCORRECTION)等。二、執(zhí)行快關(guān)的信號(hào)如上所述，執(zhí)行快關(guān)的依據(jù)，是汽輪機(jī)產(chǎn)生的功率與發(fā)電機(jī)輸出的功率之間發(fā)生較大的不平衡，則要求測(cè)量汽輪機(jī)功率NT和發(fā)電機(jī)功率Ne。目前，直接在軸上測(cè)量汽輪機(jī)產(chǎn)生的功率NT仍有困難，好在對(duì)NT的測(cè)量要求不太高，因此，常用來(lái)作為度量汽輪機(jī)產(chǎn)生的功率信號(hào)是某中間級(jí)壓力。對(duì)于非調(diào)整式抽汽的汽輪機(jī)，理論上任何一點(diǎn)的壓力都可以用作測(cè)量汽輪機(jī)的功率，常用的是調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽壓力或再熱進(jìn)汽中壓調(diào)節(jié)閥后壓力。但西屋公司所用的是中壓缸排汽壓力，也就是低壓聯(lián)通管處的蒸汽壓力，在凝汽器背壓一定的條件下，此處的壓力一定，流量一定，在此流量下的功率基本上就確定了。當(dāng)然，調(diào)節(jié)閥的管理方式（單閥還是順序閥），機(jī)組運(yùn)行方式（定壓還是滑壓），主蒸汽和再熱蒸汽的溫度，加熱器及旁路的運(yùn)行方式等都對(duì)計(jì)算功率有影響，因此，有必要加入一定的修正或補(bǔ)償，但用汽輪機(jī)通流部分的壓力作為汽機(jī)功率信號(hào)，方法是可行的。發(fā)電機(jī)的功率可根據(jù)電流電壓用測(cè)功元件直接測(cè)量出來(lái)，由于發(fā)電機(jī)的電壓在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)變化不大，因而可以簡(jiǎn)單地直接用發(fā)電機(jī)的電流信號(hào)作為電功率的信號(hào)。在發(fā)出快關(guān)控制信號(hào)（CIV）后，中壓調(diào)節(jié)閥能在大約0.15秒內(nèi)關(guān)閉，關(guān)閉持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短是根據(jù)電網(wǎng)穩(wěn)定性需要和消除故障所需的時(shí)間等要求來(lái)確定的。中壓調(diào)節(jié)閥快關(guān)之后，低壓聯(lián)通管上的壓力立即降低，但這不能作為快關(guān)恢復(fù)的條件，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障消除的時(shí)間往往大于蒸汽壓力降低所需要的時(shí)間，若此時(shí)便將中壓調(diào)節(jié)閥重新開(kāi)啟，仍會(huì)出現(xiàn)汽輪機(jī)功率過(guò)大，沒(méi)有達(dá)到快關(guān)的目的，故一般在快關(guān)控制動(dòng)作后，不是根據(jù)代表汽輪機(jī)功率的壓力信號(hào)變小到一定數(shù)值這一條件，而是根據(jù)電力系統(tǒng)的需要，規(guī)定一延遲時(shí)間（0.3~1S）后再開(kāi)啟進(jìn)汽閥?？礻P(guān)信號(hào)結(jié)束后，負(fù)荷的恢復(fù)是立即完成的，這在第四章介紹油系統(tǒng)的快開(kāi)電磁閥時(shí)已作說(shuō)明。實(shí)際上從轉(zhuǎn)子的沖擊扭矩和輸出功率有較大波動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，緩慢地恢復(fù)出力較好，西屋公司資料中沒(méi)有提到從復(fù)位信號(hào)發(fā)出后到中壓調(diào)門(mén)全開(kāi)所需要的時(shí)間，這實(shí)際上取決于快開(kāi)電磁閥后節(jié)流件的孔徑大小(參見(jiàn)圖5-12)。三、快關(guān)控制(CIV)邏輯在了解了快關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥的意義和過(guò)程之后，現(xiàn)在來(lái)分析其邏輯的實(shí)現(xiàn)，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，把CIV邏輯分解成使能邏輯和觸發(fā)邏輯兩部分來(lái)分析。在了解了快關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥的意義和過(guò)程之后，現(xiàn)在來(lái)分析其邏輯的實(shí)現(xiàn)，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，把CIV邏輯分解成使能邏輯和觸發(fā)邏輯兩部分來(lái)分析。CIV使能邏輯(EIV-ENABLEFASTVALVING)EIV使能邏輯如圖6-4所示，其中的RS觸發(fā)器的等效邏輯(觸發(fā)器為RESETOVERSET邏輯)是當(dāng)置位端S=1，復(fù)位端R=0時(shí)，觸發(fā)器輸出有效。圖6-4EIV使能邏輯閥快關(guān)使能的條件，為描述機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行這一狀態(tài)特征，即:-機(jī)械功率與電功率相等（OPC壓力二MW，S=1）；-中壓調(diào)節(jié)閥未關(guān)，或理解為現(xiàn)在沒(méi)有CIV正在發(fā)生（必須使R端不為1）;-提供的機(jī)械功率與電功率信號(hào)均可靠，其可靠性的判斷是基于OPC壓力變送器無(wú)高、低限故障（O〈中壓缸排汽壓力V125%），功率送變器無(wú)高、低故障（3%<MW<120%），考慮到機(jī)組未并網(wǎng)時(shí)無(wú)電功率信號(hào)，故電功率低限故障信號(hào)以斷路器閉合為條件。從下面的邏輯中可以看到，EIV是OPC觸發(fā)CIV的必要條件。但CIV觸發(fā)器一經(jīng)置位后，又將其反饋到EIV的R端，使EIV復(fù)位，即在CIV發(fā)生時(shí)EIV=0，OPC不可能再次觸發(fā)CIV，但即使CIV復(fù)位以后，中壓調(diào)節(jié)閥已經(jīng)開(kāi)啟，如果系統(tǒng)未達(dá)互新的平衡（OPC壓力二MW），EIV仍然無(wú)法置位，即CIV請(qǐng)求仍然被EIV=0封鎖著，直至機(jī)械功率與電功率再次基本相等時(shí)，EIV才會(huì)置位，這說(shuō)明部分甩負(fù)荷自動(dòng)快關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥的功能在一定時(shí)間段只能執(zhí)行一次，如果有必要可由運(yùn)行人員撳外部CIV請(qǐng)求鍵，使IV關(guān)下，參見(jiàn)CIV觸發(fā)邏輯的S端。CIV觸發(fā)邏輯CIV觸發(fā)邏輯如圖6-5所示。前已提到CIV的宗旨就是考慮機(jī)組在甩部分負(fù)荷時(shí)，為維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定而采取的措施，因此自然地采用汽輪機(jī)的機(jī)械功率(以O(shè)PC壓力表征)與發(fā)電機(jī)的電功率(MW)的差值越限為觸發(fā)條件，請(qǐng)求CIV動(dòng)作，當(dāng)然必須以壓力與功率信號(hào)的可靠性為前提。使能信號(hào)EIV是觸發(fā)CIV的另一必要條件。除了OPC根據(jù)機(jī)械功率與電功率的失配自動(dòng)觸發(fā)CIV以外，還留有一個(gè)外部觸發(fā)CIV的接口，可由運(yùn)行人員在控制臺(tái)或由外部接點(diǎn)輸入信號(hào)直接觸發(fā)CIV，而無(wú)須計(jì)較變送器是否可靠及使能邏輯是否有效，可稱之為強(qiáng)制CIV。CIV觸發(fā)能否使其中標(biāo)，也就是說(shuō)能否實(shí)現(xiàn)中壓調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉，還取決于機(jī)組的狀態(tài)。前面曾提到在現(xiàn)場(chǎng)接線端子上有一跨接器可以直接屏蔽掉CIV使之在任何情況下都不能動(dòng)作，這完全由用戶來(lái)決定。例如，利港電廠二期350MW機(jī)組就將CIV功能取消了。圖6-5CIV觸發(fā)邏輯此外，若汽機(jī)已跳閘，或者負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)功能的復(fù)位信號(hào)（斷路器、即主開(kāi)關(guān)已斷開(kāi)7.5S且汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降至103%以下）也會(huì)使CIV復(fù)位。發(fā)生CIV使中壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉之后，如果發(fā)電機(jī)斷路器仍然保持閉合（三相中至少兩相閉合），這就證明確實(shí)是甩部分負(fù)荷的行為，由圖中看到CIV置位的反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)0.5秒（0.3?1秒可調(diào)）遲延之后，使RCIV信號(hào)置位，從而使CIV觸發(fā)器復(fù)位。這一復(fù)位信號(hào)能保持10秒，它是通過(guò)自身十秒的延遲反饋到RCIV復(fù)位端而實(shí)現(xiàn)的，這意味著在CIV復(fù)位的頭10秒鐘內(nèi)，無(wú)論是CIV使能后再次出現(xiàn)功率與負(fù)荷的不平衡，還是外部接點(diǎn)手動(dòng)強(qiáng)關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥，都無(wú)法使CIV置位，即10秒之內(nèi)不可再次關(guān)閉中壓調(diào)節(jié)閥?？焖僦亻_(kāi)中壓調(diào)節(jié)閥是通過(guò)控制中壓調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的兩只電磁閥20/CIV和20/FOIV來(lái)實(shí)現(xiàn)的（參見(jiàn)圖5-18），RCIV的置位輸出信號(hào)復(fù)位CIV觸發(fā)器的同時(shí)，也使20/CIV電磁閥釋放，同時(shí)使20/FOIV電磁閥通電（在判斷發(fā)電機(jī)斷路器未斷開(kāi)的條件下），高壓油通過(guò)節(jié)流孔直接進(jìn)到中壓閥門(mén)的下腔室使之迅速開(kāi)啟?；幢倍姀S快關(guān)邏輯作了簡(jiǎn)化，但總體功能沒(méi)有變化。如圖6-6所示，當(dāng)下列任一信號(hào)存在時(shí)，將禁止快關(guān)IV功能。（1） MW變速器故障（2） 中壓缸排汽壓力測(cè)量故障（3） 汽輪機(jī)跳閘（4） 從端子排上，短接禁止快關(guān)功能在沒(méi)有禁止快關(guān)的信號(hào)時(shí)，在主開(kāi)關(guān)閉合的情況下，一旦發(fā)現(xiàn)中壓缸排汽壓力（對(duì)應(yīng)汽輪機(jī)的機(jī)械功率）大于MW時(shí)，則觸發(fā)IV快關(guān)，快關(guān)時(shí)間定為0.5秒，此后將釋放快關(guān)電磁閥，IV將重新開(kāi)啟。也可以從外部觸發(fā)快關(guān)功能。從現(xiàn)有邏輯看，沒(méi)有控制快開(kāi)電磁閥信號(hào)，所以對(duì)于淮北電廠DEH來(lái)說(shuō)，沒(méi)有其它電廠的DEH所具有的快開(kāi)IV功能。通過(guò)一個(gè)10秒延時(shí)關(guān)斷算法，可以保證10秒內(nèi)不可能再次觸發(fā)快關(guān)IV。圖6-6淮北二電廠CIV邏輯四、快關(guān)中的幾個(gè)問(wèn)題1.快關(guān)時(shí)間西屋可供選擇的快關(guān)持續(xù)時(shí)間為0.3?1秒，典型值為0.5秒。實(shí)踐證明，快關(guān)時(shí)間過(guò)短時(shí)，在第一振蕩周期中仍會(huì)產(chǎn)生失步，起不到快關(guān)的效果，理想的持續(xù)時(shí)間是在第一次振蕩時(shí)功率過(guò)剩的加速面積等于減速耗功的面積，即功角開(kāi)始下降時(shí)所需要的時(shí)間，即圖6-3中從51到65的時(shí)間最為理想，具體數(shù)值可稍大一些。但持續(xù)時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)出現(xiàn)“過(guò)制動(dòng)”，使功角在第二或第三振蕩周期中出現(xiàn)最大的6值。一般地6取0.4?0.6秒為宜，具體取值仍要根據(jù)電網(wǎng)的要求而定。2.軸向推力的影響對(duì)于大型中間再熱機(jī)組，由于中間再熱容積的滯后作用，加上高壓缸占機(jī)組總功率的百分?jǐn)?shù)只有25%左右，故快關(guān)只關(guān)高壓調(diào)節(jié)閥作用不大，西屋選擇的是只關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥，由于中間再熱容積較大，關(guān)閉后壓力升高較小，對(duì)高壓缸的排汽壓力和工作情況影響較小。但對(duì)軸向推力影響較大。在中壓調(diào)門(mén)關(guān)閉之后，中壓缸的軸向推力可認(rèn)為很快下降到零。而高壓缸的排汽壓力（中間再熱容積內(nèi)壓力）升高較慢，對(duì)高壓缸軸向推力影響較小，可認(rèn)為高壓缸的推力不變。在正常情況下高壓轉(zhuǎn)子的軸向推力方向一般與整個(gè)轉(zhuǎn)子的不平衡軸向推力方向相反，在失去中壓缸的平衡推力之后，轉(zhuǎn)子向高壓缸側(cè)串動(dòng)，將整個(gè)高壓缸的軸向推力加到推力瓦塊的非工作面上，這個(gè)力可能比正常運(yùn)行時(shí)推力瓦塊的工作面上承受的力還要大得多，因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)兩缸的推力方向相反，推力軸承只需承受兩缸推力之差。加上轉(zhuǎn)子移動(dòng)的量超過(guò)推力軸承內(nèi)的軸向串動(dòng)間隙，使非工作面瓦塊突然受到一個(gè)沖擊載荷，容易造成燒瓦的事故，尤其是在發(fā)生CIV之前機(jī)組原有負(fù)荷比較高的情況，問(wèn)題更加突出。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的的扭振問(wèn)題在汽輪機(jī)進(jìn)行快關(guān)控制時(shí)，負(fù)載突變，使汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸節(jié)螺栓都受到一個(gè)很大的沖擊扭矩，引起很大的應(yīng)力。另外，在汽輪機(jī)快關(guān)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率總有些振蕩，若此功率振蕩的周期與轉(zhuǎn)子的扭振頻率相近或合拍，則會(huì)引起轉(zhuǎn)子的扭振共振，使轉(zhuǎn)子損壞。即使在電功率的振蕩頻率不與扭振頻率合拍，若轉(zhuǎn)子扭振頻率與工作頻率相近時(shí)，沖擊負(fù)荷也會(huì)引起轉(zhuǎn)子扭振，使應(yīng)力增大。這些都是在采用快關(guān)控制時(shí)應(yīng)該考慮的問(wèn)題。第三節(jié)負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)功能負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)（LOADDROPANTICIPATOR-LDA）功能是在機(jī)組甩掉全負(fù)荷時(shí)預(yù)防汽輪發(fā)電機(jī)超速的電超速保護(hù)功能。當(dāng)機(jī)組原來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)中壓缸排汽壓力（即Crossover壓力，又稱為OPC壓力）高于額定值的30%（數(shù)據(jù)可調(diào)整），除非壓力傳感器出現(xiàn)低限故障，若發(fā)電機(jī)主斷路器一旦斷開(kāi)，即說(shuō)明發(fā)電機(jī)甩全負(fù)荷，LDA立即置位，請(qǐng)求OPC動(dòng)作（功能在下節(jié)介紹），快速關(guān)閉高中壓調(diào)節(jié)閥，在實(shí)際轉(zhuǎn)速尚未升高的情況下，提早地采取預(yù)防措施，避免超速行為發(fā)生。此時(shí)［^日控制器由負(fù)荷控制轉(zhuǎn)為速度控制，而且速度參考值自動(dòng)地設(shè)定為額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)主斷路器跳開(kāi)7.5秒鐘（1?10秒可調(diào)），且機(jī)組的轉(zhuǎn)速已回到103%額定轉(zhuǎn)速以下時(shí)，LDA復(fù)位，機(jī)組轉(zhuǎn)速由高壓調(diào)節(jié)閥來(lái)控制。復(fù)位信號(hào)也可由斷路器閉合或汽輪機(jī)跳閘來(lái)完成，見(jiàn)圖6-7。圖6-7負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)功能(LDA)從本質(zhì)上看，負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)功能也是通過(guò)超速保護(hù)控制器，快速泄掉OPC母管中的高壓油，導(dǎo)致高中壓調(diào)節(jié)閥失去動(dòng)力油而關(guān)閉的。泄油通道參見(jiàn)圖5-12的20/OPC電磁閥。LDA的目的一是為了防止超速，其二也是希望在斷路器跳開(kāi)后機(jī)組能夠快速重新并網(wǎng)，故在轉(zhuǎn)速下跌至接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)(V103%)，LDA復(fù)位，20/OPC電磁閥斷電使OPC油壓重新建立起來(lái)，IV閥重新開(kāi)打，對(duì)于BPOFF方式，則全開(kāi)胸，對(duì)于BPON方式，其開(kāi)度為在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行閥切換時(shí)IV閥的記憶開(kāi)度，而高壓調(diào)節(jié)汽閥則由于DEH轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路的投入，在轉(zhuǎn)速偏差的作用下保持關(guān)閉狀態(tài)，直至汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟控制轉(zhuǎn)速。由此看來(lái)，LDA的恢復(fù)時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，否則，轉(zhuǎn)速下跌至低于額定轉(zhuǎn)速之后再?gòu)?fù)位，在正的轉(zhuǎn)速偏差的作用下汽輪機(jī)又會(huì)產(chǎn)生加速度，可能引起二次超速，而且也拖延了并網(wǎng)的時(shí)間。第四節(jié)超速保護(hù)控制功能(OPC)超速控制功能邏輯圖如圖6-8所示，共有三種信號(hào)能夠引發(fā)超速保護(hù)信號(hào)動(dòng)作，釋放兩只電磁閥。一是負(fù)荷下跌預(yù)測(cè)邏輯的置位信號(hào)LDA，二是OPC的試驗(yàn)信號(hào)，三是機(jī)組轉(zhuǎn)速超過(guò)103%的超速信號(hào)。圖6-8 超速保護(hù)控制邏輯關(guān)于LDA觸發(fā)OPC,動(dòng)作的過(guò)程上一節(jié)已做了討論，現(xiàn)在來(lái)看其它兩個(gè)信號(hào)。OPC試驗(yàn)信號(hào)來(lái)自于上一章介紹的手動(dòng)盤(pán)上的OPC鑰匙開(kāi)關(guān)，在機(jī)組處于轉(zhuǎn)速控制階段，將手動(dòng)盤(pán)上的OPC鑰匙開(kāi)關(guān)置于試驗(yàn)(OPCTEST)位置時(shí)，兩只電磁閥20-1/OPC和20-2/OPC應(yīng)立即釋放，從而泄掉OPC油壓而使高中壓調(diào)節(jié)汽閥迅速關(guān)閉。這個(gè)試驗(yàn)只能在轉(zhuǎn)速控制階段進(jìn)行，用來(lái)檢驗(yàn)OPC控制器動(dòng)作時(shí)是否能真正地激勵(lì)OPC電磁閥，一旦發(fā)電機(jī)斷路器閉合之后，這個(gè)試驗(yàn)即被禁止。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)將OPC鑰匙開(kāi)關(guān)置于正常(NORMAL)位置時(shí)，高中壓調(diào)節(jié)汽閥就會(huì)重新緩慢開(kāi)啟。OPC母管的失壓并不會(huì)影響到機(jī)組的緊急停機(jī)系統(tǒng)的安全油壓——AST油壓，因而機(jī)組仍然處于掛閘狀態(tài)。第三種觸發(fā)OPC的邏輯是，無(wú)論機(jī)組是處于速度控制階段還是負(fù)荷控制階段，只要檢測(cè)到轉(zhuǎn)速超過(guò)103%的額定轉(zhuǎn)速，而OPC功能沒(méi)有被閉鎖，即刻觸發(fā)OPC請(qǐng)求，泄掉OPC油壓而使高壓調(diào)門(mén)和中壓調(diào)門(mén)迅速關(guān)閉。這顯然是一種在機(jī)組已經(jīng)