汽轮机功率控制系统Word格式文档下载.docx

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-机组设备故障、参数越限（如凝气器内真空恶化、润滑油压下降等）、发生火灾或发电机解列（指那些要求关闭主汽门发电机保护）、或反应堆停堆时，使汽轮机停机。

1.2APC模式、BRU-K与汽轮机控制系统的对应关系

APC模式、BRU-K与汽轮机控制系统的对应关系见表1.2-1。

表1.2-1APC模式、BRU-K与汽轮机控制系统的对应关系

自动功率控制器工作模式

“T”

“N”

“C”

“APCoff”

汽轮机旁排阀（BRU-K）

开

“PM”

关

“PD”

注：

表中各符号的含义如下：

“T”：

APC主汽压力工作模式；

“N”：

APC反应堆功率控制模式；

“C”：

APC功率跟踪模式（由MCDS/ICIS进行功率分布控制）；

“PM”：

TC汽轮-发电机功率控制模式MAX51DE001；

“PD”：

TC主蒸汽集管压力控制模式LBA00DP001。

1.3汽轮机电液调节系统的主要功能和组成

K-1000-60/3000汽轮机调节系统是电调部分参与，液调为主的调节系统。

汽轮机的液调部分分为慢速作用通道和快速作用通道两个部分。

汽轮机跳闸回路是通过电磁阀1MAX51AA211、和1MAX51AA212起作用，两个电磁阀只要有一个动作，就会使汽轮机主汽门、主调门全部关闭。

同时也作用在慢速作用通道上。

汽轮机电液调节系统由以下子系统组成：

-汽轮机汽配系统；

-电液调节系统的液压部分；

-电液调节系统的电子部分；

-汽轮机保护系统；

-调节油供给系统。

1.3.1汽轮机电液调节系统的电子部分组成

汽轮机电液调节系统电子部分由以下系统组成：

-汽轮机转速调节系统（1MAX51DS001、1MAX51DS901）；

-汽轮机功率控制器（1MAX51DE001）；

-主汽母管压力调节器（1LBA00DP001）；

-主汽母管最小压力调节器（1LBA00DP002）；

-中间强制甩负荷（RELAYFORCING）保护（1MAY10EK001）；

-微分通道（1MAY10EK002）；

-甩负荷550MW保护（1MAY10EK004）；

-快速压力控制器（1LBA00DP003）；

-汽轮机启动阶段保护（1MAY10EK005）

-甩负荷到600MW/800MW/500MW保护（1MAY10EK006/1MAY10EK007/1MAY10EK008）；

-MSR加热蒸汽温度控制系统（1LBB00DT001/1LBB00DG001）。

汽轮机电液调节系统的电子部分的参数和状态在画面1MAY00EJ001上进行显示和操作。

1.3.2汽轮机电液调节系统的慢速作用通道

慢速作用通道是通过同步器电机（1MAX51AE001）进行控制，它是系统的主要调节方式，下列调节系统作用在慢速通道上：

-汽轮机转速调节器（1MAX51DS001）；

-发电机功率调节器（1MAX51DE001）；

-主蒸汽集管压力控制（1LBA00DP001）；

-主蒸汽集管最小压力限制（1LBA00DP002）；

-RELAYFORCING（1MAY10EK001）；

-甩负荷到550MW（1MAY10EK004）；

-甩负荷到600/800MW（1MAY10EK006/1MAY10EK007）。

另外，中间强制甩负荷（RELAYFORCING）保护（1MAY10EK001）虽然主要作用在快速通道上，但也需要慢速通道动作，进行跟踪和配合；

同样地，汽轮机保护电磁阀1MAX51AA211和/或1MAX51AA212动作或由于其它原因主汽门关闭（如汽轮机危急保安系统动作或手动停机）后，慢回路也需对动作，进行跟踪和配合。

汽轮机转速调节器、发电机功率调节器、主蒸汽集管压力控制、主蒸汽集管最小压力限制起作用时，根据汽轮机控制器所处的工作模式（转速调节、压力调节或功率调节），将相应的控制偏差送入比例微分（PD）调节器，产生脉宽与控制偏差成正比的增/减同步器电机的指令脉冲送到同步器电机，根据当时的同步器电机的转速开/关主调阀。

当甩负荷到550MW或甩负荷到600MW/800MW/500MW时，通过同步器电机转速300rpm/min降功率，直到相应地降到550MW、600MW、800MW或500MW，如果功率测量回路故障，则甩负荷信号动作的时间取决于开始甩负荷时的功率与甩负荷目标功率之差。

当RELAYFORCING动作时，慢速作用通道和快速作用通道同时起作用。

慢速作用通道作用是，同步器电机转速1000rpm减，甩负荷信号动作的时间取决于开始甩负荷时的功率。

1.3.3汽轮机电液调节系统的快速作用通道

快速作用通道通过电液伺服阀和电超速电磁阀起作用，它们只在汽轮机工况发生剧烈变化时才参与调节。

下列调节系统作用在快速通道上：

-1MAY10EK003（超速-加速度保护）作用在电超速电磁阀上；

-电超速电磁阀为1MAX51AA215，使汽轮机主汽阀和主调门全部关闭。

从MAX51AA215本身的作用而言，当电超速保护动作时，汽轮机主汽阀和主调门全部关闭，而同步器不动作，当动作信号消失后，汽轮机主调门回到原来的位置，汽轮机继续运行。

但如果1MAY10EK003动作时间超过5s不消失，则会通过汽轮机保护停机回路，动作汽轮机保护停机电磁阀1MAX51AA211和1MAX51AA212，同时同步器回零，汽轮机打闸停机，主汽阀和主调门全部关闭；

-电液转换器EMC（MAX52AE031）的作用是快速调整主调门开度。

电液转换器EMC（MAX52AE031）起作用的前提条件是SLC1MAY10AE431（在画面1MAY00EJ001上）投入。

作用在电液转换器EMC（MAX52AE031）上的调节器包括：

RELAYFORCING（MAY10EK001）、加速度保护（MAY10EK002）和甩负荷到550MW时最小压力限制（LBA00DP003）作用乘以（-1），这三个信号的和作用到电液转换器上，产生-960mA~+960mA信号。

正电流关主调门，负电流开主调门。

1.3.4同步器电机的控制方式

同步器电机有两种控制动作：

一种为同步器电机减，即同步器电机反转，关主调门，另一种为同步器电机增，即同步器电机正转，开主调门。

对应于每种控制动作，同步器电机有四种工作模式：

保护方式、自动（程控）方式、手动方式和调节方式。

因而，每种控制动作接受四种类型的命令：

保护命令、手动命令、自动（程控）命令和调节命令。

保护命令的优先级最高，不受工作模式的限制，且不需允许条件；

其次为手动命令和自动（程控）命令，这两种命令的优先级相同，对应于相同的允许信号，当同步器电机为手动工作模式时有效，且只有其相应的允许条件满足时其信号才能有效；

调节命令的优先级最低，当同步器电机为自动（调节）工作模式时有效，且只有其相应的允许条件满足时其信号才能有效。

在当前的汽轮机控制中，不设同步器电机保护“增”命令。

以下讨论其它几类命令的条件。

（1）同步器电机保护“减”命令

当两个以上主汽门关闭（如汽轮机危急保安系统动作或手动停机）、或汽轮机保护停机命令动作后，同步器电机保护“减”。

同步器电机停止保护“减”的转速为2200rpm。

保护信号有保持。

当同步器回到初始位置时，复位同步器电机停止保护“减”命令。

如果在150s之后还收不到同步器回到初始位置的信号，则自动复位同步器电机保护“减”命令。

（2）同步器电机手动“减”命令

根据手动信号（“M”DECREASE）减同步器。

任何时候，允许手动（M）命令减同步器。

手动减（“M”DECREASE）同步器电机的命令来自硬接线（后备盘）或OM操纵员的减同步器电机命令。

（3）同步器电机自动（程控）“减”命令

根据自动信号（AADECREASE）减同步器电机。

任何时候，允许自动（AA）命令减同步器电机。

当下列信号之一有效时，产生同步器电机“AA”减命令：

-同步器未处于调节控制模式时，最小压力控制器1LBA00DP002动作（实际主汽压力小于95%主汽集管给定值）；

-甩负荷到600MW/800MW/500MW保护（1MAY10EK006/1MAY10007/1MAY10008）动作；

-甩负荷550MW保护（1MAY10EK004）动作；

-与电网同期期间，发出手动或自动减同步器电机命令；

-RLYFORCING动作。

当RLYFORCING动作减同步器电机时，同步器电机自动（程控）减的转速为1000rpm，其它情况下同步器电机自动（程控）减的转速为300rpm。

（4）同步器电机调节“减”命令

当同步器不处于初始零位调节且脉动油压力1MAX52CP901大于1.0MPa时，允许以调节命令减同步器电机。

以调节方式减同步器电机时，同步器电机接受来自1MAX51DS901的减脉冲，脉冲的频率及宽度取决于所处的调节工作模式的控制偏差和控制器参数。

同步器电机以调节方式减的转速为300rpm。

（5）同步器电机手动“增”命令

当脉动油压力1MAX52CP901<

3.2MPa且功率限制器1MAX52CG001未动作时，允许以手动命令增（“M”INCREASE）同步器电机。

手动增（“M”INCREASE）同步器电机的命令来自硬接线（后备盘）或OM操纵员的增同步器电机命令。

（6）同步器电机自动（程控）“增”命令

3.2MPa且功率限制器1MAX52CG001未动作时，允许以自动（程控）命令增（AAINCREASE）同步器电机。

同步器电机“AA”升高命令输入AAINCREASE逻辑：

-初始加负荷：

在发电机已经并网时，产生一个3s的同步器电机增脉冲；

-同期操作：

在同期时，收到同步器电机增命令；

-打开主汽门。

当收到来自操纵员（OT）或冲转功能组程序（1MYA00EC001执行到第4步）的打开主汽门的命令时，产生同步器电机增命令并保持（前提条件是所有的高压和低压主汽门全关）。

直到当至少一个高压主调门或低压主调门打开时或脉动油压1MAX52CP901大于1.2MP复位该同步器电机增命令。

打开主汽门时同步器电机的转速为2200rpm。

（7）同步器电机调节“增”命令

调节增的条件与允许自动/手动/调节增的条件RCINCREASE相同，即当脉动油压力1MAX52CP901<

3.2MPa且功率限制器1MAX52CG001未动作时，允许以调节命令（ACINCR）增同步器电机。

以调节方式增同步器电机时，同步器电机接受来自1MAX51DS901的增脉冲，脉冲的频率及宽度取决于所处的调节工作模式的控制偏差和控制器参数。

1.3.5同步器电机控制方式的转换

（1）同步器电机切换到调节方式

将同步器电机TCG投入调节方式前提条件是同步器电机TCG处于手动。

允许同步器电机投入调节方式的条件：

-汽轮机转速大于2700rpm或小于1200rpm，（即不在共振区），且没有将同步器电机投入手动模式的命令。

如果满足下列条件之一，则同步器电机自动投入转换到调节方式工作：

-在发电机未并网时，如果BRU-K打开或APC为T模式（发电机未并网时APC不太可能为T模式，但设计的逻辑是这样的）时，当发电机并网成功后延时2s（在这两秒钟之内，自动命令AA打开主调门，初始升功率到50MW），产生一个0.5s的脉冲信号，将同步器电机自动投入调节方式。

（一般来说，此时汽轮机旁排运行，因此汽轮机功率调节器应工作在汽轮-发电机功率控制模式，对应于PM-模式）；

-当发电机已经并网后，APC不处于T模式时，当BRU-K由打开状态全部关闭时，产生一个1s的脉冲信号，将同步器电机自动投入调节方式。

（此时，由于BRU-K关闭，且APC未工作在T模式，汽轮机功率调节器应工作在主蒸汽集管压力控制模式，对应于PD-模式）；

-当发电机已经并网后，BRU-K关闭时，且APC未工作在T模式时，产生一个1s的脉冲信号，将同步器电机自动投入调节方式。

-当发电机已经并网后，但同步器电机仍处于手动方式时，当投入T模式时，产生一个0.5s的脉冲信号，将同步器电机自动投入调节方式。

（汽轮机功率调节器对应于投入汽轮-发电机功率控制-PM-模式）（此时，由于APC工作在T模式，汽轮机功率调节器应工作在汽轮-发电机功率控制模式，对应于PM-模式）；

-当发电机已经并网后，但同步器电机仍处于手动方式时，当汽轮机旁排运行（BRU-K打开）时，产生一个0.5s的脉冲信号，将同步器电机自动投入调节方式。

（此时，由于汽轮机旁排运行，汽轮机功率调节器应工作在汽轮-发电机功率控制模式，对应于PM-模式）；

-甩负荷600MW/800MW信号消失时（甩负荷600MW/800MW保护动作时，切除了同步器电机的调节方式），同步器电机自动投入调节方式。

（此时，如果发电机仍然并网，则由于甩负荷600MW/800MW后，一般来说，如果APC工作在自动模式，则APC工作在T模式；

如果APC工作在手动模式，则会导致汽轮机旁排工作，所以，汽轮机功率调节器应工作在汽轮-发电机功率控制模式，对应于PM-模式）；

-且甩负荷550MW信号消失时，如果APC不是T模式且BRU-K未动作，则产生一个2s的脉冲信号将同步器电机投入调节方式。

（由于甩负荷550MW是由反应堆功率加速预保护APP动作引起的，如果APP动作前，APC工作在手动模式，APP动作后，APC仍工作在手动模式，如果APP动作前APC工作在自动模式，则APC应为N模式，且汽轮机旁排不应打开，所以汽轮机功率调节器应工作在主蒸汽集管压力控制模式，对应于PD-模式）。

（2）同步器电机切换到手动方式

当满足下列条件之一时，同步器电机TCG切除调节模式，转为手动模式：

-在发电机已经并网后，汽轮机转速大于3030RMP或小于2940rpm；

-同期投入；

（此时同步器电机工作在自动/程控方式，接收来自同期装置的“AAINCREASE”或“AADECREASE”命令）；

-当主汽门全关时，有来自OM或来自冲转程序的打开主汽门的命令；

-RLYFORCING动作期间；

-保护命令减同步器电机；

-甩负荷600MW/800MW/500MW动作期间；

（此时同步器电机工作在自动/程控方式，接收来自保护1MAY10EK006/1MAY10EK007/1MAY10EK008的“AADECREASE”命令）；

-甩负荷550MW动作期间；

（此时同步器电机工作在自动/程控方式，接收来自保护1MAY10EK004的“AADECREASE”命令）；

-在并网后，如果发电机功率大于最大允许功率NMAX或小于最小允许NMIN，当T模式或BRU-K被投入时，产生一个1s的脉冲，切除同步器电机调节方式；

（NMAX来自1MAA00DE002A/XQ41，NMIN来自1MAA00DE002B/XQ31）；

-同步器电机故障。

1.3.6同步器电机转速的选择

同步器电机有三种转速，对应于打开/关闭主调阀的不同速率：

-当打开主汽阀或汽轮机保护停机时同步器电机转速为2200rpm；

-当汽轮机转速过临界区（汽轮机转速有效给定值1MAX51DS001/XQ31在1200-2700rpm之间）或RLYFORCING动作时同步器电机转速为1000rpm；

-在其它的情况下，同步器电机转速为300rpm。

调节方式下汽轮机调节系统的原理示意图如图1.3-1所示。

其中，“控制模式逻辑”根据起作用的调节器（转速、压力或功率调节器）选择适用的偏差及适用的控制参数KP和TI。

2.汽轮机转速调节系统（1MAX51DS001）

2.1概述

汽轮机转速调节系统，为比例-微分调节器，当汽轮机升速模式和孤岛运行模式时投入。

当发电机与电网解列后，如果没有停机保护动作时，进入孤岛运行模式，速度给定值控制器的有效给定值为3000rmp。

启动汽轮-发电机时先投入MYA00EC001冲转程序，当暖机结束后，操纵员投入同步器电机调节方式，根据“发电机未并网”、且“同步器电机调节方式”、且“同步器电机无故障”信号，汽轮机转速调节系统自动投入调节方式。

2.2汽轮机转速调节器（1MAX51DS001）的工作原理

（1）被调量：

汽轮机转速。

（2）投入调节方式条件：

-发电机未并网，且

-同步器电机处于调节方式（不处于手动），且

-同步器电机无故障。

将同步器电机投入调节方式的情况有两种：

A冲转：

操纵员手动将同步器电机投入调节方式；

B孤岛运行：

发变组保护动作，汽轮-发电机与电网脱离，RELAYFORCING动作结束后，自动将同步器电机投入调节方式，进行汽轮机转速控制模式，带厂用电运行。

发电机孤岛运行启动时，不进行与外电网的同期操作，不进行初始加负荷，直接将发电机开关合闸，然后发电机工作在孤岛方式，汽轮机调节器工作在转速调节工作方式。

（3）偏差计算

-转速偏差=有效给定值－汽轮机转速；

-转速偏差在OM上显示，并当转速偏差大于30rpm时，在OM上发出报警信号。

（4）反馈测量值

转速测量值1MAX51CS901，由1MAX51CS004、1MAX51CS005、1MAX51CS006取平均值得到。

（5）有效转速给定值

汽轮机转速调节器的控制偏差根据有效转速给定值计算。

有效转速给定值根据有效给定值的变化速率和目标转速给定值转速计算得到。

目标转速给定值分为两个阶段，1100rpm（n1）和3000rpm，可由汽轮机启动程序1MYA00EC001确定或由操纵员由OT画面设定。

有效给定值的变化速率根据汽轮机是否在临界区确定。

当汽轮机不在临界转速区（汽轮机转速有效给定值1MAX51DS001/XQ31小于1200rpm，或大于2700rpm）时，转速有效给定值的变化速率为500rpm/min，当汽轮机通过轴系临界转速（汽轮机转速有效给定值1MAX51DS001/XQ31在1200-2700rpm之间）时，转速有效给定值的变化速率为750rpm/min。

（6）控制量

同步器行程主调门油压

（7）同期

当发电机并网前，汽轮机转速>

2880rpm时，操纵员可从OM画面投入同期装置，可选择手动、半自动、自动三种方式。

同期装置投入后，同步器电机转为手动工作方式，根据来自同期装置的自动或手动INCR命令，同步器电机以程控方式升（AAINCR），开大主调门；

或者，根据来自同期装置的自动或手动DECR命令，同步器电机以程控方式降（AADECR），关小主调门。

2.3汽轮机速度给定值的设置

汽轮机转速调节器有两个转速给定值：

目标转速给定值和有效转速给定值。

有效转速给定值与转速测量值进行比较产生控制偏差。

在汽轮机转速控制器投入自动之间之前，转速目标给定值和有效给定值跟踪速度测量值。

由逻辑命令启动汽轮机升速，转速给定值控制器由跟踪模式切换为保持汽轮机转子转速为当前阶段的转速给定值。

启动模式下，可以根据启动顺序将目标给定值设为n1（1100rpm）或3000rpm。

当达到n1（1100rpm）后，在画面上显示该转速的保持时间τ。

当高压缸金属温度1MAA10CT011/XQ01大于150℃时，τ等于0；

当高压缸金属温度1MAA10CT011/XQ01大于150℃时，τ等于600s（10分钟）。

该保持时间在当执行汽轮机启动程序1MYA00EC001时起作用，当执行汽轮机启动程序1MYA00EC001时，在达到n1-1100rpm后，等该保持时间结束后，才能将转速目标给定值设置为n2-3000rmp。

（如果不执行冲转程序，逻辑上不限制控制操作员必须等保持时间结束才能将转速设为3000rpm）。

目标给定值的变化速率是1000rpm/s，即可以在3s之内由0上升到额定值3000rpm。

在并网之前的同步过程中，汽轮机的转速的改变，是通过直接将自动同期装置的命令或后备盘上的“INCREASE”或“DECREASE”命令送到同步器电机实现的，汽轮机速度调节器的目标转速给定值和有效转速给定值跟踪实际的转速测量值。

当目标转速给定值的变化绝对值大于10rpm时，汽轮机速度调节器的有效转速给定值跟踪实际的转速测量值。

当汽轮机停机保护动作时，汽轮机速度调节器的目标转速给定值和有效转速给定值跟踪0。

当主汽门全部关闭时，汽轮机速度调节器的目标转速给定值和有效转速给定值跟踪0。

（1）目标给定值：

1MAX51DS001/ZQ21

-输出上限值：

3180rpm；

-输出下限值：

0rpm。

转速给定值为n11100