1.1系统配置概述

  本系统采用LN2000 3.0控制系统，其由1个过程控制柜和1个继电器柜组成，过程控制柜主要完成DEH控制功能、保护功能，继电器柜主要完成汽机跳闸硬回路逻辑。DEH包括硬件和软件部分，其中硬件主要包括了以下几个部分：

双冗余CPU控制器

操作员站

工程师站/历史站

I/O模块智能

电源管理模块

伺服卡

转速卡

数据交换机

以太网

CAN现场总线

软件主要包括了以下几个部分：

　　　系统管理

　　　系统数据库组态

　　　SAMA图组态

　　　图形组态

　　　监控

     趋势曲线

操作员站画面介绍

运行人员通过操作员站实现对汽轮机的控制,控制和监视画面主要包括总貌、棒图、趋势、信息状态、阀门状态、报警信息、操作面板等，各个操作画面功能区分布清晰、简捷，不仅方便运行人员操作，还方便对汽轮机的运行状态进行监视，各主要控制画面介绍如下：

主控画面

　　本画面为DEH系统的主操作画面，整个启动及并网及正常运行的过程都通过画面来操作。画面分几个区域：

　　•信息状态区

    •阀门状态区

    •操作控制区

    •操作画面切换区

    •报警信息区

    信息状态区用于显示当前的汽轮机的状态并反馈其所处的模式，还对一些比较重要的参数显示。

    阀门状态区用于监视各阀门的开关状态及开度，用棒图来显示。

    操作控制区又分为操作选择区、回路控制区、目标/速率设定区及限值设定区。其中操作选择区用于汽机启动过程中的主要操作如：挂闸、运行、手/自动、摩擦检查及自动同期。回路控制区用于功率、压力及CCS控制回路投/切及TPC保护、快卸负荷、单阀/顺阀投/切。目标/速率设定区用于目标值及变化率设定，其中只用一个操作按钮就能实现目标转速、功率、压力、阀位设定。另运行人员可以在汽机手动控制方式下进行手动设定阀位值。限值设定区用于对负荷高限、负荷低限、压力低限、阀位高限进行设定，以保护机组的运行。

　  操作画面切换区方便运行人员对其它操作画面的调用。

    报警信息区用于对运行人员进行信息报警提示。

　  具体的操作画面请参见下图所示。

1.2　试验画面

本画面为DEH系统进行各项试验的操作画面，包括OPC超速试验、电超速试验、机械超速试验、主汽门严密性试验、调门严密性试验、阀门活动试验。本画面的内容分布和主控画面一样也包括如下几个区域：信息状态区、阀门状态区、操作控制区。具体的操作画面说明参见后面的DEH功能介绍，各操作画面如下图所示：

1.3　阀门校验

　　 本操作画面为DEH未启动状态下进行阀门校验及LVDT零位校验，具体的操作说明参见下节的DEH功能介绍，其画面的布置如下：

1.4　汽机总貌图

1.5　DEH跳闸首出

1.6　DEH主菜单

DEH功能介绍

在一定的ＤＥＨ状态及外界条件下，操作员可采用一定的控制方法完成汽轮机的转速、负荷、压力的控制等，ＤＥＨ系统现设计有以下几种控制方式：手动控制、自动控制、ＣＣＳ控制。

通常，ＤＥＨ以“自动”方式启动。在自动方式下，有操作员设定目标转速，目标负荷及升速率，ＤＥＨ控制ＣＶ阀及ＩＣＶ阀的开度，使汽轮机维持一定的转速或功率。DEH的主要完成的功能如下表：

DEH控制功能表

汽机的挂闸

此项操作通过操作员站ＯＩＳ完成。但汽机必须满足“所有阀门关”及“汽机已跳闸”这两个条件。在ＯＩＳ上调出“自动控制”画面，操作“挂闸”按钮，由ＤＥＨ输出挂闸指令，１＃高压主汽门、１＃中压主汽门、２＃中压主汽门活动试验电磁阀、挂闸电磁阀对应的继电器动作，输出电压，使电磁阀得电。若２０秒后，如保安油压（ＰＳ1、ＰＳ2、ＰＳ3）建立，则挂闸成功。如保安油压未建立，则挂闸失败。ＯＩＳ“挂闸”按钮显示绿色表示挂闸成功。如果汽机挂闸成功或20S后，挂闸电磁阀失电。

 手动控制

DEH刚上电时，系统首先进入“手动”方式，OIS画面上控制方式显示“手动”。

在“手动”方式运行时，操作员可以通过“手动给定”来修改阀位给定值，直接控制阀位给定信号，变化率限制为1%/s。

当有以下条件产生时，“自动”方式将切至“手动”方式：

       •汽机并网时转速小于2980r/min;

　　   •汽机并网后，转速故障;

       •主汽门或阀门严密性试验时;

       •汽机跳闸;

       •操作员将“自动”方式切除。

无上述情况且阀位限制不动作时，“手动”方式可由操作员切至“自动”方式。即在OIS“自动控制”画面按 “手动”按钮，然后选择“自动”，控制方式将显示“自动”，表示DEH已切至自动方式。

以下各节功能都是在自动方式下完成的。

 转速控制

汽机挂闸后，机组可启动，在OIS“自动控制”画面上按“运行”按钮，按钮将显示绿色表示DEH开始运行了。同时#1高压主汽门、1#中压主汽门、2#中压主汽门活动试验电磁阀对应的继电器动作，对应的电磁阀失电。汽机准备冲转，此时画面上的所有的主汽门都应在全开位，所有的调门都应在全关位，汽机转速为零。

在OIS“自动控制”画面上，根据缸温，如冷态启动，应投入“暖机”方式。在OIS“自动控制”画面上按“目标设定”选项，设定目标转速。在“自动控制”画面上按“升速率”选项，选定合适的升速率（速率范围：0~500r/min/min）,DEH即按当前选定的升速率向选定的目标值靠近，并最终稳定在目标值。在“自动”方式下，操作员按下“进行/保持”按钮中的“进行”选项，此时画面上应显示“进行”字样。在下列情况下DEH目标转速的设定：

•手动方式，目标值跟踪当前转速；

•汽机跳闸，目标值跟踪当前转速；

•汽机不运行，目标值跟踪当前转速；

•摩擦检查，目标值跟踪当前转速；

•主汽门，调节门严密性试验，目标值跟踪当前转速;

•OPC动作时为3000rpm；

•机组并网后设3000 rpm

•目标超过上限时，将其改为3060（未进行超速试验时）或3360r/min（进行超速试验时）;

•目标错误设在临界区内时，将其改为临界区下限-20rpm。

在下列情况下DEH速率的设定   

　　　•如操作员未选择速率设定时，DEH则根据汽机启动的状态自动选择速率，冷态启动为100r/min/min, 温态启动为150 r/min/min，热态启动为240 r/min/min，极热态启动为300 r/min/min。

•汽机过临界转速时，则速率自动选择为400 r/min/min。

机组在600r/min左右时通常会进行摩擦检查.在OIS“自动控制”画面上按“摩擦检查”按钮,此时调门关闭,转速下降。

汽轮机到暖机点自动进行 “暖机”，热态和极热态则不需要暖机。暖机时间到或运行人员按下“进行”按钮可结束暖机。

当汽轮机转速稳定在3000r/min左右时，可对机组各系统进行并网前的检查，使其具备并网条件。当同期条件满足时，操作人员点击“自动控制”画面上的“自动同期”选项，状态显示“投入”，此时DEH根据电气送来的“同期增”或“同期减”信号增减转速。并网条件满足后油开关合闸，DEH立即增加给定值，使发电机自动带上初负荷，避免出现逆功率。

并网后的负荷控制

升负荷

     操作人员在OIS“自动控制”画面上按“目标设定”选项，根据缸温，按运行规程设定目标负荷，在“自动控制”画面上按“负荷变化率”按钮，可修改负荷率。在“功率控制”投入时，目标和给定值单位均以MW形式表示；在“主汽压力控制”投入时，目标值和给定值单位均以MPa表示，当以上两种回路均切除时，目标值和给定值单位以百分比形式表示。在下列情况下DEH自动设置目标：

•发电机刚并网时，目标为初负荷给定值（%）；

•负荷控制投入时，目标值为当前负荷值(MW)；

•主汽压力控制投入时，目标值为当前主汽压力（MPa）；

•跳闸时，目标为零；

•在CCS控制方式下，目标值为CCS给定（%）;

•目标超过上限时，改为上限值。

进行/保持

　　在OSI“自动控制”画面上按“进行/保持”选项，状态显示“进行”，使汽机开始升负荷，给定值自动地以给定的负荷率向目标值逼近。

   汽轮机在升负荷过程中，考虑到某些参数限制，可以进行暖机，再次按压“进行/保持”按钮，DEH发出“保持”指令，停止升负荷，开始暖机，并可再操作“进行”按钮结束暖机。

一次调频

   机组并网后，为保证供电品质对电网频率的要求，通常应自动投入一次调频功能。一次调频的投入条件如下：

  •DEH在“自动”状态；

　•无转速信号故障;

  •负荷首次大于20%后;

　 一次调频的逻辑设计时注意的几个问题如下：

•通常为使机组承担合理的一次调频量，应设置合适的DEH不等率及死区。

  • DEH设置的不等率在3%~6%内可调，一般设定为5%。

  •死区在0r/min~30r/min内可调，设定为2r/min。

  •转速死区范围：3000r/min±死区值。

 •当机组转速在死区范围之外时，一次调频动作，调门总流量指令按不等率随转速变化而变化，反之，则一次调频不动作，阀门总流量指令不变化。

功率控制的投入与切除

在满足以下条件时可投入负荷控制：

   •无功率控制切除信号；

   操作人员可操作OIS“自动控制”画面的“功率控制”按钮，选择“投入”，状态显示为“投入”，则负荷控制投入，目标功率以MW形式表示，稳定时负荷应等于设定值。

当以下情况发生时功率控制被切除：

   •油开关跳闸；

   •汽机已跳闸；

   •手动方式；

   •功率信号故障；

   •实际功率小于3%或大于负荷上限；

   •TPC动作；

   •阀位限制动作；

   •负荷小于负荷限制值或大于高负荷限制值；

　 •RB动作

   •投入CCS控制；

   操作员可手动切除功率控制，即操作员在OIS“自动控制”画面上按下“功率控制”按钮，选择“切除”，状态显示为“切除”，则将功率控制回路切除。

高/低负荷限制设定

   DEH允许操作人员设置高、低负荷限制。

高负荷限制

   操作OIS，调出“自动控制”画面，按“负荷高限”按钮，可设定高负荷限制值。在未并网或锅炉自动方式，负荷高限值定为负荷的量程上限加5%负荷且不可更改；在并网后，操作员可从OIS上输入一个新的高负荷限制值，但是从OIS上输入的高限值不能比输入时的实际负荷小。当实际负荷高于高负荷限制值时，自动关小调门，使实际负荷低于此限制值。

低负荷限制

   操作OIS，调出“自动控制”画面，按“负荷低限”按钮，可设定低负荷限制值（0MW~xxMW）,但是从OIS上输入的低限值不能比输入时的实际负荷大。当实际负荷低于低负荷限制时，自动开大阀门，使实际负荷高于此限制值。

压力控制的投入与切除

在满足以下条件时可投入压力控制：

   •不在负荷控制回路；

   •不在CCS控制方式；

　 •无压力控制切除信号；

   操作人员可操作OIS“自动控制”画面的“压力控制”按钮，选择“投入”，状态显示为“投入”，则压力控制投入，目标压力以MPa形式表示，稳定时压力应等于设定值。

当以下情况发生时压力控制被切除：

   •油开关跳闸；

　 •手动方式

　 •汽机跳闸

   •解列

   •负荷高限、低限动作

   •RB

   •压力控制保护动作

   •阀位限制动作

   •一次调频动作

   •压力信号故障

   •实际压力小于xxMp或超过100%

   操作员可手动切除压力控制，即操作员在OIS“自动控制”画面上按下“压力控制”按钮，选择“切除”，状态显示为“切除”，则将压力控制回路切除。

主汽压力限制保护的投入与切除

主汽压力限制定值设定

操作员从OIS调出“自动控制”画面，输入主汽压保护的所需的设定点。该值的范围在xxMPa~xxMPa之间，缺省值为xxMPa,按“TPC”按钮，投入主汽压保护。

主汽压力限制的投入

　　主汽压力限制值确定以后，在满足以下条件时，可投入TPC控制

  •发电机并网；

  •主汽压力信号正常；

　•功率信号正常；

   操作人员在“自动控制”画面上按“TPC”的“投入”按钮，状态显示为“投入”，表明主汽压力限制功能已投入。当TPC功能动作时，负荷控制将被切除，退出协调（CCS）方式；阀位指令以当前负荷率的速率递减，直至减至一定负荷（暂定为3%）或主汽压力重新大于其限制值。

当以下状态发生时，TPC功能将被切除：

•主汽压力信号故障；

•油开关跳闸；

•功率信号故障；

操作员从OIS “TPC”切除。即操作人员在“自动控制”画面上按“TPC”按钮，并选择“切除”，状态显示变为“切除”，表明主汽压力限制功能已退出。

 CCS控制

CCS控制的投入条件

  •无CCS控制切除条件；

在CCS控制方式下，负荷控制无法投入，目标阀位值为CCS给定（%），操作员禁止操作负荷高、低限制值，分别自动设置为xxMW和xxMW。在“CCS控制”投入后，禁止进行阀门试验。操作人员可操作OIS“自动控制”画面的“CCS控制”按钮，选择“投入”，状态显示为“投入”，则CCS控制投入。

当有以下条件产生时CCS控制方式被切除。

  •手动方式；

• “CCS请求”信号消失；

  •从CCS来的给定信号故障；

  •TPC保护动作；

  •油开关跳闸；

  •汽机已跳闸；

  •高、低负荷限制值动作；

  •操作人员将CCS控制切除。

  •单/顺转换进行时

  •主汽压信号故障

操作员可手动切除CCS控制，即操作员在OIS“自动控制”画面上按下“CCS控制”按钮，选择“切除”，状态显示为“切除”，则将CCS控制回路切除。

阀位控制

    机组在自动方式下，并网后，机组自动为阀位控制方式，如果DEH同时不在压力，负荷，CCS控制方式下则，自动为阀位控制。操作员可通过“自动控制”画面上“目标”按钮输入阀门开度，直接控制压力或功率。阀门变化率可通过“负荷变化率”按钮进行设置。

如果任一投入压力、功率或CCS控制回路，则退出阀位控制方式。

超速试验和保护

　　操作员可调出“超速试验”画面，通过操作“超速试验按钮”开始试验，并通过转速目标和转速变化率设定，即可进行试验，操作画面能记录最大转速和跳闸转速。

 103%超速限制（OSP）

在正常运行过程，且没有做超速试验，转速信号正常的情况下，如果转速超过103%（3093r/min），则OSP动作，DEH信号迅速动作所有调门的超速动作电磁阀，使所有调节阀全部关闭。当转速低于3000r/min后，阀门将受转速控制重新打开。

 110%超速保护

DEH设有110%汽轮机超速保护功能，当汽轮机转速达到110%额定转速时，DEH会输出打闸信号去现场，使汽轮机跳闸，关闭所有进汽阀门。

 加速度保护

   当机组甩负荷时，转子将加速。当实际转速大于2700r/min，加速度大于规定值时，加速度保护输出控制信号，通过超速限制电磁阀使中压调节阀关闭，以防止机组超速。

功率-负荷不平衡

   当汽轮机功率（用中压缸入口压力表征）与汽轮机负荷（用发电机电流表征）不平衡时，会导致汽轮机超速。当中压缸入口压力与发电机电流之间的偏差超过设定值时，功率-负荷不平衡继电器动作，快速关闭中压和高压调节阀，抑制汽轮机的超速。

阀门活动试验

    所有阀门都可以在“阀门活动试验”操作画面上进行在线活动性试验，阀门活动性试验包括主汽阀活动试验、调节阀活动试验。要想进行阀门活动试验，必须满足以下条件：

•DEH在“自动”方式，但不能在“CCS控制”方式；

•机组必须已并网，负荷在xxMW~xxMW之间；

•所有主汽门全开；

•没有进行其它阀门活动试验；

主汽气阀活动试验过程（以MSV2活动试验为例）：

当试验允许条件满足时，在OIS“阀门活动试验”画面上投入“试验开关”，然后点击“MSV2试验”，选择“投入”，右侧主汽门MSV2开始试验。MSV2活动电磁阀带电，阀门将由全开位向下关，当检测到“MSV2试验到位开关”时，活动电磁阀失电，阀门将全开。画面将显示“成功”，表示试验成功了。如果12S之内未检测到“MSV2试验到位开关”，画面将显示“失败”，则表示试验失败。活动试验结束后将“试验开关”切除，退出试验。（注：MSVI及MSV2不能同时试验。）

调节阀活动试验过程（以CV1活动试验为例）：

当试验允许条件满足时，在OIS“阀门活动试验”画面上投入“试验开关”，在OIS“阀门活动试验”画面上点击“CV1试验”，选择“投入”，CVI开始试验。CVI以1.5%/s的速度从全开位到全关位，当关到2%时，画面将显示“成功”，表示试验成功，此时CV1以1.5%/s的速度从全关位到全开位。如果在200S内阀门未关到2%，则在画面显示“失败”，表示试验失败。（注：其它CV阀不能同时试验。）

在单个阀门活动试验过程中，应投入功率反馈控制回路，以保持发电机功率基本保持不变。

　　阀门试验过程中如出现如下情况将退出试验：

•手动方式；

•汽轮机跳闸；

•实际功率超出xxMW－xxMW；

•CCS方式投入；

•单/顺阀转换开始；

•“试验开关”切除；

阀门严密性试验

在满足下列条件时，可进行阀门严密性试验：

•DEH在“自动”方式；

•调阀的伺服卡正常；

•油开关未合闸；

•未进行任何试验。

当试验允许条件满足时，在OIS“阀门严密性试验”画面上，投入“试验开关”，然后点击“主汽阀试验”按钮，则高、中压主汽门的快关电磁阀动作，高、中压主汽门关闭，汽机控制方式由“自动”切至“手动”方式，所有调门全开。严密性试验开始计时，DEH根据有关参数计算出“可接受转速”，在该画面上有转速趋势图，记录转速惰走时间。

当试验允许条件满足时，在OIS“阀门严密性试验”画面中投入“试验开关”，点击“调门试验”按钮，则高、中压调门的快关电磁阀动作，高、中压调门关闭，汽机控制方式由“自动”切至“手动”方式，严密性试验开始计时，DEH根据有关参数计算出“可接受转速”，在该画面上由转速趋势图，记录转速惰走时间。

主汽门严密性试验、调门严密性试验过程中，不允许将“阀门严密性试验”置位“切除”，如需要结束试验，要求手动打闸。

单阀/顺阀转换

在满足下列条件时，可进行由单阀切向顺阀控制：

  •没进行阀门活动试验

•没有负荷高限、低限动作

•没有RB

•没有压力控制保护动作

•没有阀位限制动作

•没有一次调频动作

  •单/顺切换没在进行中;

当条件满足时，运行人员调出“自动控制”画面，操作“阀控方式”按钮，选择顺序阀，按钮将显示“顺阀”表示机组开始转换，其以一定的转换速度由单阀向顺序阀控制切换，切换完成时间一般为10分钟。

　当以下情况发生时，将由顺阀切向单阀方式

　•汽机解列；

　•汽机跳闸；

阀门校验

在满足下列条件时，可进行阀门校验：

　　　 •汽机已挂闸；

　　　 •汽机未运行；

       •汽机转速小于100rpm;

　　　 •各阀门的伺服卡正常；

当条件满足时，运行人员调出“阀门校验”画面，操作“单号校验允许”按钮，然后选择要进行校验的单号阀门（CV1，CV3，ICV1），此时DEH向伺服卡发出“校验允许”和“校验开始”信号，伺服卡开始进行阀门校验，阀门将自动全开、全关进行校验，并向DEH发出“校验开始”信号。双号阀门（CV2，CV4，ICV2）校验同单号一样。