第六章汽輪機(jī)電調(diào)系統(tǒng)的組成和應(yīng)用解讀課件.ppt
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1、汽輪機(jī)電調(diào)系統(tǒng)的組成和應(yīng)用汽輪機(jī)電調(diào)系統(tǒng)的組成和應(yīng)用目錄目錄l機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡介l電氣接線圖介紹lWoodward505介紹電調(diào)裝置電調(diào)裝置l505 調(diào)速器面板正面面板背面端子圖lVOITH 閥-電液轉(zhuǎn)換器VOITH 閥油口505端子圖端子圖電氣原理接線圖電氣原理接線圖l接線說明l電源接線l模擬量輸入/輸出l開關(guān)量輸入/輸出l電液轉(zhuǎn)換器接線l通訊接線03-B Woodward505介紹介紹 505/505E是以微處理器為基礎(chǔ)的調(diào)速器,適用于單執(zhí)行機(jī)構(gòu)或雙執(zhí)行機(jī)構(gòu)的汽輪機(jī)控制。調(diào)速器采用菜單驅(qū)動軟件以引導(dǎo)現(xiàn)場工程師根據(jù)具體的發(fā)電機(jī)或機(jī)械驅(qū)動應(yīng)用要求對調(diào)速器進(jìn)行編程組態(tài)。本說明主要介紹調(diào)速器的工作原
2、理、系統(tǒng)構(gòu)成、面板操作。由于英文版手冊存在不斷增加和更改內(nèi)容等方面的因素,使用woodward 505/505E時,還請參考隨調(diào)速器提供的woodward正式英文版手冊。一一.505/505E的工作原理及系統(tǒng)介紹的工作原理及系統(tǒng)介紹 505/505E電子調(diào)節(jié)器比一般液壓系統(tǒng)控制精度高,自動化水平大大提高,熱電負(fù)荷自整性也高,它能實現(xiàn)升速(手動或自動),配合電氣并網(wǎng),負(fù)荷控制(閥位控制或功頻控制),抽汽熱負(fù)荷控制及其它輔助控制,并與DCS通訊,控制參數(shù)在線調(diào)整和超速保護(hù)功能等。能使汽輪機(jī)適應(yīng)各種工況并長期安全運(yùn)行。1.1基本原理基本原理 并網(wǎng)前在升速過程中,轉(zhuǎn)速閉環(huán)為無差控制,505/505E控
3、制器將測量的機(jī)組實際和給定轉(zhuǎn)速的偏差信號經(jīng)軟件分析處理及PID運(yùn)算后輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號給電液轉(zhuǎn)換器,電液轉(zhuǎn)換器接受調(diào)節(jié)器輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流信號,輸出與輸入電流信號相對應(yīng)的調(diào)節(jié)信號油壓。調(diào)節(jié)信號油壓經(jīng)液壓伺服機(jī)構(gòu)放大,控制油動機(jī)活塞移動,通過調(diào)節(jié)杠桿,改變調(diào)節(jié)汽閥的開度,調(diào)節(jié)汽輪機(jī)高壓段、低壓段的進(jìn)汽量。從而減少轉(zhuǎn)速偏差,達(dá)到轉(zhuǎn)速無差控制,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000r/min,機(jī)組可根據(jù)需要定速運(yùn)行,此時505/505E可接受自動準(zhǔn)同期裝置發(fā)出的或運(yùn)行人員手動操作指令,調(diào)整機(jī)組實現(xiàn)同步,以便并網(wǎng)。1.1基本原理基本原理 機(jī)組并網(wǎng)后,如果采用功率閉環(huán)控制,可根據(jù)需要決定505/505E使機(jī)組立即帶上初負(fù)荷,DE
4、H實測機(jī)組功率和機(jī)組轉(zhuǎn)速作為反饋信號,轉(zhuǎn)速偏差作為一次調(diào)頻信號對給定功率進(jìn)行修正,功率給定與功率反饋比較后,經(jīng)PID運(yùn)算和功率放大后,通過電液轉(zhuǎn)換器和油動機(jī)控制調(diào)節(jié)閥門開度來消除偏差信號,對機(jī)組功率實現(xiàn)無差調(diào)節(jié),若功率不反饋,則以閥位控制方式運(yùn)行,即通過增加轉(zhuǎn)速設(shè)定,開大調(diào)節(jié)汽閥,增加進(jìn)汽量達(dá)到增加負(fù)荷的目的。在甩負(fù)荷時,505/505E自動將負(fù)荷調(diào)節(jié)切換到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式。機(jī)組容量較小時建議可不采用功率閉環(huán)控制。1.2 505/505E系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成 505/505E是基于32位微處理器控制用的數(shù)字控制器。它集現(xiàn)場組態(tài)控制和操作盤于一體。操作盤包括一個兩行(24個字符)顯示,一個有30個操作鍵
5、的面板,操作盤用來組態(tài)505/505E,在線調(diào)整參數(shù)和操作汽輪機(jī)起停及運(yùn)行。通過操作面板上的兩行液晶屏可觀察控制參數(shù)的實際值和設(shè)定值。1.2.1控制回路控制回路 505/505E控制器內(nèi)有三個相互獨(dú)立的控制器通道:轉(zhuǎn)速/負(fù)荷控制PID回路、輔助控制PID回路、抽汽控制PID回路。前兩者通過低選輸出,另外有一個PID控制回路可串接在轉(zhuǎn)速控制回路上用于串級控制。其通訊接口有三種。控制器有三種操作模式:程序模式、運(yùn)行模式和服務(wù)模式,程序模式用于組態(tài)控制器的功能以適合具體的控制要求,程序模式一旦組態(tài)后不再改變,直至需要改變控制功能時。運(yùn)行模式主要用于操作汽輪機(jī)啟動正常運(yùn)行至停機(jī)整個控制過程。服務(wù)模式可
6、以在運(yùn)行狀態(tài)修改參數(shù),根據(jù)具體汽輪機(jī)控制需要通過編程組態(tài)于相應(yīng)的系統(tǒng)。1.2.2 輸入及輸出輸入及輸出 l本系統(tǒng)控制器有兩個控制回路輸出4-20mA,負(fù)載能力為360ohm,同時可以加顫振電流為0-10mA;505/505E控制器有兩個轉(zhuǎn)速傳感器輸入,其信號輸入為高選;l模擬量輸入為4-20mA,有六個通道可用于組態(tài)滿足具體使用,輸入阻抗為200ohm。可用于功率及主汽壓輸入,由于只有一個通道是隔離的,當(dāng)采用其余通道輸入時需考慮信號隔離問題。l模擬量輸出為4-20mA,有六個通道可用于組態(tài)滿足具體使用,負(fù)載能力為600ohm。可用于輸出某一變量,例如轉(zhuǎn)速用于顯示等。1.2.2 輸入及輸出輸入及
7、輸出l接點輸入為干接點,共有16個,其中4個指定用于:停機(jī)(機(jī)組正常要求常閉),外部復(fù)位(閉合短脈沖信號),轉(zhuǎn)速升高(閉合短脈沖信號),轉(zhuǎn)速降低(閉合短脈沖信號)。其余接點可組態(tài)使用,用于并網(wǎng)運(yùn)行汽輪機(jī)的控制系統(tǒng)必須組態(tài)兩個用于發(fā)電機(jī)出口油開關(guān)觸點及并大網(wǎng)油開關(guān)觸點,這兩個觸點直接由油開關(guān)輔助觸點引出(機(jī)組并網(wǎng)正常要求常閉),另外也可組態(tài)外部停機(jī)(閉合短脈沖信號),投入解除抽汽控制(投入時為常閉,解除時為常開),外部運(yùn)行(閉合短脈沖信號),抽汽升高(閉合短脈沖信號),抽汽降低(閉合短脈沖信號)。l繼電器輸出容量為28VDC,1A,共有八個繼電器,其中兩個用于指定為停機(jī)及報警,停機(jī)繼電器正常帶電
8、,停機(jī)時不帶電,另外抽汽機(jī)組可組態(tài)抽汽投入狀態(tài)繼電器,其余繼電器可組態(tài)所需功能,同樣也可組態(tài)停機(jī)。1.2.3 控制系統(tǒng)用輸入測量元件控制系統(tǒng)用輸入測量元件l主要有測速元件、測功及測壓元件。l測速元件可以用磁電式或電渦流式測速頭,本系統(tǒng)采用磁電式傳感器。磁電式傳感器內(nèi)裝永久磁鋼,在其端面磁頭處形成磁場,一旦該處磁阻發(fā)生變化,傳感器內(nèi)部線圈能感應(yīng)輸出響應(yīng)的交流電壓信號。在旋轉(zhuǎn)體上安裝導(dǎo)磁體發(fā)訊齒輪,齒輪模數(shù)大于2,傳感器可安裝在徑向。傳感器端面距齒輪頂1mm左右,距離較小則感應(yīng)出較大的輸出信號,傳感器輸出為雙芯屏蔽線,其屏蔽線與雙芯線中任一根相并聯(lián)后再連接至505/505E轉(zhuǎn)速測量通道“-”端。l
9、測壓元件采用常規(guī)電容式兩線制壓力變送器,壓力變送器供電可以外部供電或控制器本身供電,由于505/505E控制器的模擬量輸入通道只有一路是隔離的,當(dāng)壓力輸入采用不隔離通道時,必須考慮輸入隔離問題,否則須用505/505E本身供電(通過505E內(nèi)部跳線),建議采用外供電方式。l測功元件采用發(fā)電機(jī)功率變送器。1.3 505/505E的系統(tǒng)介紹的系統(tǒng)介紹 l汽輪機(jī)采用由數(shù)字電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)的控制方式,并網(wǎng)前對汽輪機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制,在并網(wǎng)后對汽輪機(jī)進(jìn)行負(fù)荷控制。l505/505E系統(tǒng)的基本自動控制功能是汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制和負(fù)荷(熱電負(fù)荷)控制功能。負(fù)荷控制是通過提高轉(zhuǎn)速設(shè)定完成的,同時它也具有其它輔助功能。
10、1.3.1啟動升速及轉(zhuǎn)速控制和保護(hù)啟動升速及轉(zhuǎn)速控制和保護(hù) l可以選擇自動,手動,半自動三種啟動方式之一,這三種方式的切換只有在停機(jī)后在控制器程序組態(tài)中改變來實現(xiàn),本系統(tǒng)一般常采用前兩種方式。l在505/505E控制下可進(jìn)行電超速保護(hù)試驗,機(jī)械超速保護(hù)試驗。具有超速保護(hù)(109%)功能。1.3.2 同步及自動初負(fù)荷控制同步及自動初負(fù)荷控制 機(jī)組定速后,可由運(yùn)行人員通過手動或“自動準(zhǔn)同期”裝置發(fā)出的轉(zhuǎn)速增減信號調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速以便并網(wǎng)。機(jī)組并網(wǎng)后,505/505E立即自動使機(jī)組帶上一定的初負(fù)荷以防止機(jī)組逆功率運(yùn)行,當(dāng)不采用功頻控制時控制器將不設(shè)初負(fù)荷。1.3.3 負(fù)荷控制及甩負(fù)荷負(fù)荷控制及甩負(fù)荷 l
11、505/505E系統(tǒng)能在汽輪發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后可根據(jù)運(yùn)行情況或電廠運(yùn)行規(guī)程,運(yùn)行人員通過操作控制器轉(zhuǎn)速設(shè)定控制汽輪發(fā)電機(jī)從帶初始負(fù)荷直到帶滿負(fù)荷,并應(yīng)能根據(jù)電網(wǎng)要求,參與一次調(diào)頻。l系統(tǒng)具有開環(huán)和閉環(huán)兩種控制方式去改變或維持汽輪發(fā)電機(jī)的負(fù)荷。l開環(huán)控制根據(jù)轉(zhuǎn)速給定值及頻差信號確定閥門的開度指令。該種方式及閥位控制方式。l閉環(huán)控制則以汽輪發(fā)電機(jī)的實發(fā)功率作為反饋信號進(jìn)行負(fù)荷自動調(diào)節(jié)。該種方式即為功頻控制方式。l負(fù)荷控制可以通過在并網(wǎng)后增加或減少轉(zhuǎn)速設(shè)定來實現(xiàn)。l當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時控制器切換到轉(zhuǎn)速控制方式并切除功率和抽汽控制。維持汽輪機(jī)在同步轉(zhuǎn)速(2950r/min)下空轉(zhuǎn),以便汽機(jī)能迅速重新并網(wǎng)。1.
12、3.4 操作及通訊操作及通訊 l所有控制指令可以通過控制器本身鍵盤、觸點、遙控或通訊方式??刂破髋鋫溆蠷S-232、RS422、RS485三種通訊接口供用戶選擇與DCS通訊。通訊協(xié)議采用MODBUS協(xié)議。例如轉(zhuǎn)速設(shè)定升降可以通過505E面板ADJ鍵調(diào)節(jié),也可以通過505E外部轉(zhuǎn)速升降觸點控制。l硬接線開關(guān)量采用干接點,模擬量采用4-20mA。l所有控制指令可以通過控制器本身鍵盤,遙控或通訊方式輸入。操作面板操作面板1.3.5 鍵盤和顯示器介紹鍵盤和顯示器介紹 l面板功能鍵介紹:505/505E控制器面板由30個操作鍵和24個字符LED液晶顯示屏組成,LED液晶顯示屏可顯示505/505E控制器
13、在控制汽輪機(jī)過程中的所有信息,操作鍵可完成控制汽輪機(jī)的所有操作。功能鍵描述:功能鍵描述:lSCROLL:鍵盤中央的大菱形鍵,在其四個角上帶有箭頭。,(左右翻動)使編程或運(yùn)行方式下的功能塊顯示左移或右移。,(上下翻動)使編程或運(yùn)行方式下的功能塊顯示上下移動。lSELECT:選擇鍵用于顯示器上行或下行變量的選擇控制。符號用于指出哪一行(變量)能通過調(diào)整鍵來進(jìn)行調(diào)整。只有當(dāng)上、下行都為可調(diào)整變量(動 態(tài)、閥門標(biāo)定方式)時,SELECT鍵和符號才起作用。當(dāng)顯示器只顯示一個變量時,SELECT鍵和符號的位置將不起作用。功能鍵描述:功能鍵描述:ADJ:調(diào)整鍵 在運(yùn)行方式中,“”增大可調(diào)參數(shù),“”減小可調(diào)參
14、數(shù)。PRGM:編程鍵 當(dāng)調(diào)速器處于停機(jī)狀態(tài)時,用該鍵選擇編程方式。在運(yùn)行方式中,該鍵用于選擇程序監(jiān)視方式。在程序監(jiān)視方式中,能瀏覽所編制的程序但不能改變。RUN:運(yùn)行鍵 從(CONTROLLING PARAMETR/PUSH RUN or PRGM)狀態(tài)觸發(fā)汽機(jī)運(yùn)行即啟動指令。功能鍵描述:功能鍵描述:STOP:停機(jī)鍵 一旦給予確認(rèn),觸發(fā)汽輪機(jī)控制停機(jī)(運(yùn)行方式),能夠通過服務(wù)方式設(shè)定值(在“鍵選擇”下)來取消“STOP”指令。RESET:復(fù)位鍵 對運(yùn)行方式的報警和停機(jī)作復(fù)位/清除。在停機(jī)后按該鍵還使調(diào)速器返回到(CONTROLLING PARAMETR/PUSH RUN or PRGM)狀態(tài)。
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