罗扬曙 刘友宽 董均宇 刘 升

(1.云南电力技术有限责任公司，云南 昆明 650051;2.云南电力试验研究院 (集团)有限公司电力研究院，云南 昆明 650217)

1 前言

汽机甩负荷试验主要目的是考验整个系统的稳定性，汽机转速控制的动态超调量、过度过程调整时间等动态特性。当机组脱网后对汽机DEH系统的OPC动作、调门快关时间要求非常高，若机组脱网后OPC电磁阀和调门不能迅速动作和关闭，会造成汽机转速飞升超过110%，超速保护动作，造成试验失败。大部分DEH系统的OPC功能设计都增加了继电器硬回路，油开关动作后通过继电器中转，一路进DCS系统，另一路直接动作OPC电磁阀，保证调门迅速关闭，达到转速控制的目的。DCS和DEH采用的MAXDNA系统实现一体化控制。DEH系统未设计OPC动作硬回路，直接采用DCS出口动作OPC电磁阀，而DCS逻辑块的正常控制周期为500ms，如果不修改对应模块的控制周期，经过DCS多重逻辑判断实现的甩负荷试验将不能成功完成。

2 可行性分析和验证

汽机甩负荷调门关闭时间是指从油开关动作到调门开始动作时的延迟时间，再加上调门的净关闭时间。根据汽机甩负荷后动态最高飞升转速公式 ［1］:

式中 λ—甩负荷时负荷下降的百分数。

T1、T2—油动机的滞后时间和关闭时间，s。

Ta—转子飞升时间常数。

Tv—蒸汽容积时间常数。

n0—额定转速，r/min。

可知，飞升转速与调门油动机的延迟时间和净关闭时间密切相关。延迟时间是指油开关跳闸至调门开始关闭前的时间，是试验时必须控制的时间，在此时间内，汽轮机保持甩负荷前的进汽量，因此应尽可能减小此时间内中间环节各部件时间常数，减小滞后时间，才能达到控制飞升转速的目的。下面分析一下本台机组延迟时间环节:

1)油开关动作到DCS DI(数字量输入)卡件的时间，油开关信号未经过中转，为信号线路转递时间，时间很小，大约在40 ms以内;

2)DCS出口到OPC继电器动作到OPC电磁阀动作时间，继电器动作需要大约是40ms，电磁阀动作时间也基本相同，总共时间为80 ms;

3)经过DCS处理的延迟时间，包括硬件扫描时间和逻辑组态控制周期，信号回路如图1所示:

图1 信号回路

DIB和DOB为系统硬件入口和出口，功能模块和DTAG为逻辑组态块，控制周期参数都可以进行修改，但是控制回路中有漏改的大控制周期模块，会占用较大的延迟时间，难于满足试验时间要求，所以必须经过试验方法测算出经过DCS系统的时间，从而估算出此滞后时间，确定试验可行性，以保证试验安全进行。

本台机组油开关动作进入DIB到逻辑OPC保护动作DOB出口经过了如图2所示的甩负荷逻辑判断。

图2 DCS的甩负荷OPC保护逻辑

试验时，取两个数字量SOE输入点，一个数字量输出点。输出点模拟OPC动作信号，此输出点接至输入2上作为其输入。短接输入1，模拟脱网信号，此信号经过DCS以上逻辑判断后由DO卡件输出到输入2上，记录两个试验输入点1、2的SOE时间，即可近似算出机组脱网后经过DCS系统的延迟时间。试验分为四组，每组四次求出平均值:第二、三组把甩负荷逻辑各功能模块放在组态同一组级下，第一、四组把甩负荷逻辑各功能模块放在组态不同组级下，第二、四组所有块SvcTimeBase属性改为Critical(相当于块扫面时间为40ms)，第一、三组改任一个为Normal(相当于扫面时间为500ms)，根据DCS SOE记录得到表1所示的延迟时间数据。

表1 DCS的甩负荷逻辑延迟时间记录表

根据试验及表1分析得出以下结论:

1)组态所有涉及到影响OPC动作逻辑块SvcTimeBase属性必须改为Critical;

2)卡件DIB/DOB扫面时间属性必须设置为Critical;

3)逻辑块应放入同一组级下，可以减少滞后时间环节;

组态时所有涉及甩负荷逻辑功能块放入同一组级下，SvcTimeBase属性须设为Critical。根据静态试验得出甩负荷的整个滞后时间约为250 ms。

3 试验过程

根据试验结果，可以进行50%与100%甩负荷试验。试验进行前，首先检查外围硬件:检查继电器和OPC电磁阀驱动电源，保证DCS出口后继电器和电磁阀能可靠动作;第二，再检查DCS甩负荷逻辑，逐一检查修改各功能块SvcTimeBase属性为Critical，注意DIB、DOB的修改，不能遗漏。另外，本套DEH系统设计有通过伺服驱动卡快关回路，能使伺服卡调门指令快速回零，达到快关的双重保护之目的，所以此快关回路逻辑功能块的控制周期也需进行相应修改。最后根据甩负荷试验程序完成甩前准备工作，投切相应保护和联锁。

4 结论

2×300MW CFB机组第一台机组的甩负荷试验由DCS系统软逻辑成功完成。50%甩负荷试验，汽机的最大飞升转速为3069rpm，油开关动作到 DCS DI点 OPC动作的时间为 100.95ms，OPC动作出口到调门开始关闭的时间为69.20ms，调门净关闭时间65.00ms，故脱网到调门关闭总时间为235.15ms;根据50%甩负荷试验各项指标均满足要求，进行100%甩负荷试验，汽机的最大飞升转速为3199 rpm，油开关动作到DCS DI点OPC动作的时间为90.33ms，OPC动作出口到调门开始关闭的时间为69.00ms，调门净关闭时间197.50ms，脱网到调门关闭总时间为356.83ms。随着DCS软硬件技术的不断发展，DCS系统各项功能得到快速的提升，通常对时间要求比较高的汽机甩负荷试验，都能直接通过DCS系统较好的完成。

［1］王文营，李士军，王建.汽轮发电机组甩负荷试验的分析探讨 ［J］.河北电力技术，2004，(3).

［2］沈士一，庄贺庆，康松，等.汽轮机原理［M］.北京:水利电力出版社，1991.