汽轮机DEH系统阀位反馈装置冗余改造介绍

何伟

摘要：DEH系统是汽轮机的核心控制系统，主要完成汽轮机的启动、升速、带负荷、负荷调节等操作。而LVDT是DEH系统中反馈主汽门和调节汽门开度的主要测量元件，我公司2号汽轮机组的1个右主汽门、4个高调门、2个中调门均为单LVDT设计，若元件出现故障，则会导致机组运行不稳定，需要停机进行更换和调整，对经济性影响较大。根据安全性评价管理办法及技术监督要求，现改为双LVDT冗余系统，保证了机组的安全稳定运行。

关键词：DEH系统;双LVDT;经济性;稳定运行

神华神东电力新疆准东五彩湾发电有限公司一期工程由华北电力设计院有限公司总承包，两台汽轮机的DEH控制系统为艾默生过程控制有限公司产品，单元机组DEH系统采用Ovation 3.5.0控制系统，本工程每个调门均为单VP卡、单LVDT方式控制。VP卡为Ovation控制系统原装卡件，由1C31194GOI与IC31197GOI组成，可以自动完成调门的整定工作。LVDT传感器由一个初级线圈、两个次级线圈、铁芯、线圈骨架、外壳等部件组成，工作原理可简单地理解为铁芯可变动变压器，通常与VP卡件配套使用才能将LVDT的位移电压量转换为数字量以实现数据的转换和传输。若调门的任一控制元件出现故障，则会导致机组主汽门或调门反馈异常，需要停机进行更换和调整，对机组运行的可靠性和稳定性产生重大影响。为提高DEH系统控制水平，避免机组非正常停运，现借鉴我厂1号机组改造的成功经验对2号机组进行阀位反馈装置冗余改造。

1阀位反馈装置冗余改造必要性介绍

我公司自2012年底实现机组双投以来，虽然DEH系统运行稳定，但是LVDT传感器多次出现拉杆磨损情况，由于是单支设置，不能在线更换，只能在停机期间进行。根据《火力发电厂汽轮机电液控制系统技术条件》6.4.8规定的要求： “用于控制和保护的重要脉冲量和模擬量如转速、功率等应三重冗余，LVDT、压力、并网信号和重要开关量宜双重冗余。控制和保护所有的重要模拟量和开关量，均应分别设置I/O通道”。由于我公司汽机主汽门、调门均采用单VP卡和单LVDT的配置方式，若任一元件出现故障，均会对机组安全稳定运行产生较大影响，存在安全隐患。

根据此类情况，我公司对大唐国际托克托电厂、国能哈密电厂的机组DEH系统进行技术调研，两家公司与我公司采用的设备相同，汽轮机主汽门、调节汽门均为单LVDT配置，在运行过程中都存在不能在线更换LVDT的问题，且国能哈密电厂已于2016年对DEH/MEH系统加装了LVDT及VP卡，现均已改造完成，实现LVDT及VP卡双冗余，保证了机组安全稳定运行。

2阀位反馈装置冗余改造方案介绍

在系统未改造前，由于无法解决冗余问题，机组只有在大修及其他等级检修期间，才能进行LVDT磨损检查、阀门线性校正等工作。若要实现一个调门的冗余度为2×2=4，这样就需要在原有VP卡的基础上增加1套互为冗余的VP卡和一套与原有的LVDT互为冗余的LVDT构成控制回路，实现一用一备的状态。具体方案如下：在电子设备间增加DEH控制柜1面，控制柜内安装好VP卡件，并作为原控制柜的扩展柜并与之通讯，再确立LVDT合适的安装位置;铺设从LVDT到电子间控制柜的电缆;对LVDT原边绕组、初级绕组和次级绕组进行接线，接线后先用焊锡把接头焊好;在工程师站进行组态逻辑修改（冗余配置）;最后进行LVDT的调试（包括原有LVDT和新装LVDT）和阀门的静态传动。

3阀位反馈装置冗余改造调试步骤介绍

①对原VP卡参数进行upload.并进行截图保存，参数保存完成后，拔掉原VP卡并妥善保存;②记录原VP卡hardware address，记录原阀门与VP卡槽位

的对应关系;③对控制器进行reconcile操作，完成之后在concrol oplion巾再次进行rec oncile操作;④在DS中，增加hranch支线，并按照对应关系增加VP 卡，增加卡件module point，对所增加的测点命名规则参考原VP卡，增加后缀B作为区别，量程设置也参考原VP卡;⑤记录diagnosis 中控制器的逻辑执行顺序并保存文件，将DS中逻辑调整为diagnosis中的顺序，确保逻辑下装完成之后，逻辑执行顺序与原来一致;⑥进行阀门整定工作;⑦进行冗余VP卡切换实验。

4阀位反馈装置冗余改造达到的效果

阀位反馈装置冗余改造后可实现阀门控制回路（软件及硬件）的全方位冗余配置。当主VP卡故障时，系统诊断到线圈短路或开路，会自动切换到备用VP卡。当主LVDT故障时，主VP卡诊断到位置反馈的行程偏离设定值时将会自动切换到备用LVDT。实现了单侧LVDT故障、接线断路等情况下卡件的无忧切换。同时，阀门的控制精度和改造前一致，改造后操作没有任何变化，极大的提高了DEH控制系统的可靠性和安全性。（图3为2号机1号高调阀VP卡切换的历史曲线图）

参考文献：

[1]丁小平，火电厂DEH系统中LVDT的常见故障及处理[J].安徽电力，2011（1）：61-62.

[2]刘媛杰，朴在林，基于DC.S汽轮机DEH控制系统的优化研究[J].浙江农业学报，201 1，23（5）：1034-1037.