汽轮机数字电液控制系统概述课件.ppt

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1、第一章汽轮机数字电液控制系统概述（DEH概述）第一节汽轮机数字电液控制系统概述第一节汽轮机控制系统的发展汽轮机的作用：热能→机械能转换发电机的作用：机械能→电能转换供电质量：电压；周波（频率/转速）汽轮机自动控制装置的任务：维持周波（频率/转速）稳定一、机械液压式调节系统什么是机械液压调节系统以一套机械液压机构实现转速的自动调节和负荷的手动调节的系统称为～。机械液压调节系统的英文符号MECHANICAL-HYDRAULICCONTROL，简称MHC。国内汽轮机厂生产的200MW以下容量(含

2、200MW)及早期300MW的汽轮机绝大多数配用机械液压式控制系统。1.直接调节系统试根据图1-1画出汽轮机直接调节系统的方框图机械液压调节系统响应速度较慢，机械间隙引起的迟缓率较大，静态特性固定，无法根据需要而任意变动。但是由于它的可靠性在相当长一段时间内比电子元件高，其特性也能基本满足汽轮机运行的要求，所以普遍采用，主要有高速弹性调速器调速系统、径向泵液动调速系统、旋转阻尼液动调速系统几种类型。直接调节系统只限于小功率汽轮机，功率大的汽轮机移动阀门需要较大的力，需要使用间接调节系统。2.间接

3、调节系统二、电液调节系统电液调节系统是针对机械液压系统存在的问题而采用的解决方法。电液调节系统的英文符号：EHCEHC系统中执行机构仍采用液压伺服装置，运算部件则由电子部件组成。特点：信号综合方便；运算精度高；能适用多种运行工况。运算部件由晶体管或集成运算放大器组成的电液调节系统称为AEH。运算部件由微处理机或单片机组成的电液调节系统称为DEH。模拟电液控制系统(AEH)是随着电子元件可靠性的提高而出现的，它由模拟电路组成。模拟电调系统的调速器部分(即运算部分)由电子元件组成而执行部件仍采用液压

4、执行器，电调的电子部分很容易实现信号的综合处理，控制精度高，能适合各种不同运行工况的要求，而且操作、调整和修改都比较方便；电调的液压部分(液压执行器)输出推动力大，响应速度快。功频电液控制的原理功频电液控制系统的基本工作原理如图所示。系统中测功、测频、控制器PID、功放、给定等称为电控部分，油动机为液压控制部分。电液转换器是将电信号转换成液压控制信号的装置，它是电控部分与液压部分的联络部件，即接口装置。下面简述其工作原理。当外界负荷增加时，汽轮机转速下降，测频单元感受了转速变化，产生一个与转速偏

5、差成比例的电压信号△Uf，输入到PID控制器，经PID运算后输入到电液转换器的感应线圈，当线圈的电磁力克服了弹簧的支持力后，使高压抗燃油（EH油）进入油动机底部，使油动机上行开大了调节阀门，增大了汽轮机的功率，与外界负荷变化相适应。汽轮机的功率增加后测功元件感受到了这一变化后，输出一负的电压信号△Up到PID控制器，如果△Uf=△Up，且两者的极性相反，其代数和为零，此时的输出不变，因此控制系统的一个过渡过程结束。当外界负荷减少时其控制过程与上述相反。当新蒸汽压力降低变化时，在同样阀门开度下汽轮

6、机的功率减少，这时测功单元输出电压信号减小，因此在PID入口仍有正电压信号存在，使PID输出信号继续增加，经功放、电液转换器和油动机后又开大调节阀门，直到测功元件输出电压与给定电压完全抵消时，即使PID入口信号代数和为零时才停止动作。由此可见，采用了测功单元后可以消除新蒸汽压力变化对功率的影响，从而保证了频率的偏差与功率变化之间的比例关系。即保证了一定的速度不等率，也就是保证了一次调频的能力不变。利用测功单元和PID控制器的特性也可补偿功率滞后。当外界负荷增加时使汽轮机转速下降，测频单元输出正电

7、压信号作用于PID控制器，经过一系列的作用开大调节阀门，首先使高压缸增加功率，但此时由于中压缸功率增加缓慢，使测功元件输出信号很小，不足以抵消测频单元输出正电压信号，因此，高压调节阀门继续开大，即产生过开。这样高压缸因过开而产生的过剩功率刚好抵消了中压缸功率滞后。当中低压缸功率滞后逐渐消失时，由于测功元件输出电压的作用又使高压调节阀门关小，当中低压缸功率滞后完全消失后，高压调节阀门开度又回到稳态设计值。此时，控制系统动作结束了。根据以上的叙述可知，无论是新蒸汽压力发生波动还是功率产生滞后，都能保

8、证转速偏差与功率变化之间的固定比例关系，即保证了一次调频能力不变。这就是功频电液控制系统的工作原理。汽轮机电液并存控制系统，大多用于对原机械液压式调节系统进行改进。DEH的控制信号通过电液转换器，变换成液压控制信号，取代液压调节系统中的脉冲油压信号去控制油动机，原液压控制系统可以作为备用，使电调和液调之间能相互无扰动切换，相互跟踪。但是由于电液并存系统的先天缺陷，不仅使用户必须维护两套调节系统外，还必须解决相互跟踪、切换等，使实际运行、维护成本升高。因此，随着计算机和控制系统技术的发展，各种方式