升級(jí)改造后的DEH上位機(jī)調(diào)試試驗(yàn)及操作步驟

曹寶文

（天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，天津 300350）

升級(jí)改造后的DEH上位機(jī)調(diào)試試驗(yàn)及操作步驟

曹寶文

（天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，天津 300350）

目前，普遍采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）對(duì)汽輪機(jī)組進(jìn)行控制，以保證機(jī)組運(yùn)行的安全性、可靠性和靈活性。由于原DEH系統(tǒng)的上位機(jī)備件已無(wú)法買到，為確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)機(jī)組進(jìn)行DEH上位機(jī)的升級(jí)改造。對(duì)DEH升級(jí)改造后的系統(tǒng)調(diào)試與準(zhǔn)備工作做了介紹和說(shuō)明，對(duì)類似升級(jí)過(guò)程和系統(tǒng)日常維護(hù)具有參考意義。

DEH；系統(tǒng)升級(jí)；調(diào)試試驗(yàn)

1 DEH概述

DEH是指汽輪機(jī)的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是汽輪機(jī)組的心臟和大腦，是分散控制系統(tǒng)（DCS）的重要組成部分。DEH系統(tǒng)的主要功能包括：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制；自動(dòng)同期控制；負(fù)荷控制；參與一次調(diào)頻；快速減負(fù)荷；單閥、順序閥控制；閥門試驗(yàn)；超速保護(hù)（OPC）；與DCS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；運(yùn)行監(jiān)控；手動(dòng)控制等［1］。采用DEH控制可以提高高中壓調(diào)門的控制精度，為實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）及提高整個(gè)機(jī)組的控制水平提供基本保障。目前汽輪機(jī)大多都采用DEH控制系統(tǒng)。

2 DEH系統(tǒng)升級(jí)改造介紹

此次升級(jí)改造保留當(dāng)前的所有I/O卡件、機(jī)柜和電源。在改造之前要確認(rèn)原系統(tǒng)的最新文件配置、邏輯功能、參數(shù)和源文件，并做好原系統(tǒng)的備份工作，原系統(tǒng)的邏輯、參數(shù)、操作畫(huà)面、數(shù)據(jù)庫(kù)等轉(zhuǎn)入新的系統(tǒng)中［2］。此次升級(jí)共采購(gòu)工程師站一臺(tái)，操作員站一臺(tái)，顯示器兩臺(tái)，分散處理單元（DPU）兩臺(tái)以及相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。

2.1 操作及畫(huà)面的優(yōu)化

針對(duì)發(fā)電廠方面提出的幾點(diǎn)改進(jìn)意見(jiàn)，升級(jí)改造后的系統(tǒng)操作及畫(huà)面更加優(yōu)化［3］。DEH主菜單中的控制接線畫(huà)面增加了卡件端子接線圖，并將機(jī)柜中的卡件及所有I/O端子做了詳盡標(biāo)識(shí)。同時(shí)，增加一個(gè)AO卡件（包括調(diào)節(jié)級(jí)壓力、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷），用于試驗(yàn)。

增加了所有閥門VP卡的調(diào)試畫(huà)面，可以查看閥門運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)單個(gè)閥門進(jìn)行手動(dòng)控制。歷史點(diǎn)包括硬線點(diǎn)和所有中間點(diǎn)，可同時(shí)調(diào)用多組實(shí)時(shí)、歷史曲線且支持拖動(dòng)輸入。此外，還增加了點(diǎn)查詢功能，可以查看已被停掃和退出檢測(cè)的點(diǎn)。在邏輯圖中，畫(huà)面顏色更為豐富，通過(guò)不同顏色的線代表不同狀態(tài)，如紅色代表“1”，藍(lán)色代表被強(qiáng)制，“！”則表示該點(diǎn)為壞點(diǎn)。已經(jīng)定位的塊以爆炸式圖標(biāo)顯示。向前和向后查詢邏輯更加方便快捷。

2.2 系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)收

按照機(jī)組運(yùn)行要求、升級(jí)技術(shù)協(xié)議和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)收。

2.2.1 汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制試驗(yàn)

（1）啟機(jī)檢查。

在操作員自動(dòng)、旁路退出方式下進(jìn)行汽機(jī)掛閘，確認(rèn)閥限為100%，此時(shí)高壓調(diào)門（GV）和中壓調(diào)門（IV）慢慢全開(kāi)，高壓主汽門（TV）處于關(guān)閉狀態(tài)。

設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，汽機(jī)將按設(shè)置的升速率升速，向目標(biāo)轉(zhuǎn)速靠近。在這個(gè)環(huán)節(jié)中要驗(yàn)證目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率在某些區(qū)間內(nèi)是不能被設(shè)定的。

（2）TV-GV切換。

轉(zhuǎn)速升至一定值后，進(jìn)行TV-GV的切換操作，如圖1所示。在總覽頁(yè)面上，觀察閥切換情況是否正常。當(dāng)高壓調(diào)門逐漸關(guān)閉，轉(zhuǎn)速下降后，高壓主汽門立即開(kāi)到100%，此時(shí)，轉(zhuǎn)速由高壓調(diào)門控制。閥切換時(shí)間應(yīng)小于等于2min。切換結(jié)束后，將轉(zhuǎn)速目標(biāo)值設(shè)定為額定轉(zhuǎn)速，輸入升速率，開(kāi)始升速。

（3）OPC超速試驗(yàn)。

當(dāng)汽機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定到額定轉(zhuǎn)速后，可以進(jìn)行OPC超速試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，設(shè)置汽機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速超過(guò)OPC動(dòng)作值。待轉(zhuǎn)速升到動(dòng)作值，畫(huà)面提示OPC動(dòng)作，所有GV、IV調(diào)門立即發(fā)關(guān)閉指令，同時(shí)轉(zhuǎn)速目標(biāo)設(shè)定值降為額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)汽機(jī)轉(zhuǎn)速低于OPC動(dòng)作值后，OPC信號(hào)消失，GV和IV調(diào)門重新開(kāi)啟。靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，所有GV、IV調(diào)門應(yīng)立即關(guān)閉，并保持全關(guān)狀態(tài)，直至退出試驗(yàn)。

圖1 閥門模式對(duì)話框

2.2.2 同期試驗(yàn)及并網(wǎng)

檢查并網(wǎng)條件是否滿足，當(dāng)自動(dòng)同期允許信號(hào)來(lái)時(shí)，DEH總覽畫(huà)面顯示“允許自動(dòng)同期”。投入自動(dòng)同期，如圖2所示。汽機(jī)將根據(jù)同期裝置的增減同期信號(hào)來(lái)改變汽機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定值，使汽機(jī)轉(zhuǎn)速增加或減少。當(dāng)?shù)竭_(dá)同期轉(zhuǎn)速后，同期裝置自動(dòng)并網(wǎng)。并網(wǎng)后負(fù)荷自動(dòng)帶5%初始負(fù)荷，轉(zhuǎn)速控制自動(dòng)變?yōu)樨?fù)荷控制。

圖2 控制模式對(duì)話框

2.2.3 汽機(jī)負(fù)荷控制試驗(yàn)

（1）功率回路投入或切除試驗(yàn)

選擇“功率回路”，通過(guò)“投入”鍵和“切除”鍵來(lái)控制功率閉環(huán)回路。在投入功率回路后，汽機(jī)保證實(shí)際功率與設(shè)定功率相等。切除功率回路后，汽機(jī)只保證閥門開(kāi)度。

（2）一次調(diào)頻功能試驗(yàn)。

當(dāng)一次調(diào)頻功能投入后，如果網(wǎng)頻超出了一次調(diào)頻死區(qū)，一次調(diào)頻立即動(dòng)作。增加或是減少網(wǎng)頻，觀察一次調(diào)頻功能。

2.2.4 遙控負(fù)荷試驗(yàn)

汽機(jī)接收到來(lái)自DCS的遙控請(qǐng)求信號(hào)后，畫(huà)面顯示“允許遙控”；當(dāng)DEH條件滿足且遙控負(fù)荷設(shè)定值有效時(shí)，可以投入遙控指令，此時(shí)DEH作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收來(lái)自DCS的遙控功率信號(hào)。試驗(yàn)時(shí)，手動(dòng)強(qiáng)制DCS的目標(biāo)負(fù)荷，觀察汽機(jī)負(fù)荷是否能跟隨變化。當(dāng)切除遙控后，觀察目標(biāo)值與設(shè)定值跟蹤是否會(huì)引起負(fù)荷波動(dòng)。

2.2.5 單閥、順序閥切換試驗(yàn)

機(jī)組帶負(fù)荷后，DEH默認(rèn)進(jìn)行單閥控制，畫(huà)面顯示“GV單獨(dú)運(yùn)行”，可以進(jìn)行單閥、順序閥的切換。在“閥門模式”窗口中選中“順序閥”，進(jìn)行汽機(jī)進(jìn)汽方式切換。切換完成后，畫(huà)面顯示“GV順序閥運(yùn)行”，觀察閥門開(kāi)度變化和負(fù)荷變化。

2.2.6 閥門在線試驗(yàn)

TV單獨(dú)門桿行程活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，在DEH總覽頁(yè)面上，分別進(jìn)入每個(gè)閥門的閥門試驗(yàn)窗，并觸發(fā)“關(guān)”命令。因TV開(kāi)度設(shè)置為90%，閥門關(guān)閉至90%，最后通過(guò)清除鍵使TV閥重新開(kāi)啟至100%。GV單獨(dú)門桿全行程活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，單個(gè)GV慢慢關(guān)閉后再慢慢打開(kāi)，試驗(yàn)過(guò)程中其余GV則相應(yīng)變化開(kāi)度來(lái)維持負(fù)荷不變。中壓主汽門（RSV）門桿全行程活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，IV首先自動(dòng)關(guān)閉，RSV試驗(yàn)電磁閥帶電，閥門立即關(guān)閉。全關(guān)后，電磁閥失電，RSV全開(kāi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，IV自動(dòng)開(kāi)啟。IV單獨(dú)門桿行程活動(dòng)試驗(yàn)和中壓排汽門（CV）單獨(dú)門桿行程活動(dòng)試驗(yàn)與TV類似，不同的是CV試驗(yàn)時(shí)閥門關(guān)閉至75%。

2.2.7 汽機(jī)手動(dòng)運(yùn)行模式功能試驗(yàn)

退出操作員自動(dòng)運(yùn)行模式，將當(dāng)前運(yùn)行模式切為手動(dòng)，此時(shí)畫(huà)面顯示“手動(dòng)控制”，所有閥門保持原有開(kāi)度不變，且都切為手動(dòng)控制。在“手操盤”窗口內(nèi)，可以通過(guò)“上升”和“下降”按鈕來(lái)手動(dòng)改變TV、GV和IV閥的開(kāi)度。

除了上述幾個(gè)試驗(yàn)外，還包括CV排汽壓力調(diào)節(jié)功能試驗(yàn)、抽汽調(diào)壓門抽汽壓力調(diào)節(jié)功能試驗(yàn)以及CV手動(dòng)試驗(yàn)和抽汽調(diào)壓門手動(dòng)試驗(yàn)。

2.3 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

硬件安裝完畢后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。第1步應(yīng)檢查上電后硬件是否運(yùn)行正常，通過(guò)控制器燈和卡件燈檢查控制器和卡件狀態(tài)是否正確，通訊是否正常，供電模塊是否正常。第2步檢查各項(xiàng)窗口功能是否正常，包括點(diǎn)信息、點(diǎn)查詢、邏輯圖、系統(tǒng)圖、趨勢(shì)圖和報(bào)警等。第3步檢查組態(tài)功能是否正常，包括新建卡件、新建點(diǎn)、修改邏輯圖和修改系統(tǒng)圖等。第4步是核對(duì)測(cè)點(diǎn)通道、傳點(diǎn)以及檢查有無(wú)壞點(diǎn)。對(duì)于DI卡件需要短接相應(yīng)端子，觀察相應(yīng)點(diǎn)的翻轉(zhuǎn)。對(duì)于DO卡件需要強(qiáng)制該點(diǎn)，測(cè)量相應(yīng)端子的通斷。對(duì)于AI卡件需要送入相應(yīng)信號(hào)，觀察相應(yīng)點(diǎn)數(shù)值［4］。對(duì)于AO卡件需要強(qiáng)制該點(diǎn)，測(cè)量相應(yīng)端子輸出電流。第5步要進(jìn)行控制器、網(wǎng)絡(luò)的冗余切換試驗(yàn)［5］。拔下處于控制狀態(tài)的控制器上的網(wǎng)線或關(guān)閉該控制器，檢查備用控制器是否切換至在線；拔下工作站一個(gè)端口的網(wǎng)線，檢查工作站工作是否正常；關(guān)掉在線交換機(jī)的電源，檢查備用交換機(jī)是否切換至在線；分別關(guān)閉控制器主、輔24V DC電源，檢查控制器工作是否正常。第6步是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行備份。最后一步是閥門的傳動(dòng)與整定。整定的目的是獲得實(shí)際閥門流量特性曲線和修正閥門管理參數(shù)和控制參數(shù)。

2.4 其他準(zhǔn)備工作

DEH在正式使用前，除了要進(jìn)行控制器、網(wǎng)絡(luò)的冗余切換試驗(yàn)和負(fù)荷測(cè)試外，還要仔細(xì)檢查各工作站操作是否正常，原系統(tǒng)功能是否完好。

3 結(jié)束語(yǔ)

DEH升級(jí)改造后順利并網(wǎng)，并網(wǎng)后控制系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。本文針對(duì)DEH上位機(jī)的升級(jí)改造，將升級(jí)改造后的系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)過(guò)程和準(zhǔn)備工作做了介紹和說(shuō)明，可以為維護(hù)檢修人員針對(duì)汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)的類似升級(jí)過(guò)程和日常維護(hù)提供參考資料。

［1］吳楓，李賀.秦山二期數(shù)字電液控制系統(tǒng)的升級(jí)改造［J］.儀器儀表用戶，2013，20（5）：73-75.

［2］臧旭東.從WDPF系統(tǒng)到Ovation系統(tǒng)的升級(jí)改造［J］.華電技術(shù)，2013，35（2）：50-53.

［3］朱又生.630MW機(jī)組DCS與DEH一體化升級(jí)改造［J］.江蘇電機(jī)工程，2013，32（4）：62-65.

［4］曹瑩，李云鵬，孫來(lái)雙.華能大連電廠DEH控制系統(tǒng)改造淺析［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（12）：31-33.

［5］康樂(lè).300MW機(jī)組DEH控制系統(tǒng)升級(jí)改造［J］.電子世界，2016（10）：135，141.

（本文責(zé)編：劉炳鋒）

TK 262

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1674-1951（2016）11-0052-03

曹寶文（1986—），女，天津人，助教，工學(xué)學(xué)士，從事電力系統(tǒng)自動(dòng)化研究方面的工作（E-mail：caobaowennk＠126.com）。

2016-07-26；

2016-10-17