小汽輪機比例閥驅動控制單元技術改造分析

馮 康

（華能國際電力股份有限公司上安電廠，石家莊 050310）

1 概述

華能國際電力股份有限公司上安電廠小汽輪機控制系統(tǒng)完成機組從盤車轉速到工作轉速升速過程的控制、工作過程中汽輪機給水泵組的控制以及各種控制方式之間的邏輯切換。整個系統(tǒng)由DCS同時控制2臺給水泵汽輪機運行。控制柜的輸出經(jīng)伺服閥裝置轉換成油壓信號，控制高、低壓調(diào)節(jié)閥油動機開度，以調(diào)節(jié)小汽輪機轉速給水泵出力［1］。

小汽輪機調(diào)速控制系統(tǒng)從DCS控制發(fā)出指令后，到達一個單獨的控制板件。DCS輸出指令為4～20mA到小汽輪機控制板，經(jīng)放大以后控制板輸出到伺服閥的信號為±280mA，輸出至就地伺服閥，實現(xiàn)閥門開度的調(diào)節(jié)。負電壓為開門方向，正電壓為關門方向。VPT6為油動機位置反饋，VPT7為錯油閥位置反饋。小汽輪機高壓調(diào)門和低壓調(diào)門都是由油動機控制。

2 問題分析

由于伺服放大控制板已運行十多年，模件已經(jīng)嚴重老化，給機組運行帶來重大隱患。原小汽輪機控制板件2路冗余電源，任意一路故障時，電源切換不可靠。原小汽輪機控制板件控制性能不穩(wěn)定，易出現(xiàn)控制指令輸出振蕩，造成小汽輪機調(diào)速閥門擺動。原控制板件對周圍無線信號的抗干擾能力差。現(xiàn)場安裝、接線、調(diào)試極不方便。

比例閥驅動單元在實現(xiàn)原控制功能的基礎上，實現(xiàn)控制板件和內(nèi)部電源的集成化。小汽輪機調(diào)速控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高。保障UPS1、UPS2電源一路出現(xiàn)故障時，不影響小汽輪機調(diào)速系統(tǒng)安全運行，并且冗余電源的任意一路出現(xiàn)故障時能夠及時準確實現(xiàn)電源故障報警。

3 改造方案

3.1 安裝施工方案

安裝DC±30V/5A冗余電源模塊2個，比例調(diào)節(jié)閥驅動模塊1塊。輸入電壓AC110V，輸出電壓DC±30V/6A，控制框設備安裝如圖1所示，電源具有報警接點，可實現(xiàn)DCS對該電源的監(jiān)視功能。

圖1 控制柜設備安裝

3.2 設備調(diào)試方案

利用轉接插件將新的比例閥驅動單元模塊接通進行調(diào)試，驅動單元獨立供電。將R724的電阻減小，改為2kΩ，調(diào)整P702電位器，在現(xiàn)場或在OIS上觀察閥門工作的穩(wěn)定性。將C714的電容減小，分別改為104pF、102pF和101pF進行觀察。將R725的電阻增大，改為5kΩ或10kΩ，調(diào)整P702電位器后，進行觀察。將R311的電容去掉，減小積分時間，進行觀察。

調(diào)試時注意TP306點的偏置電壓確保在輸入信號4mA時，閥門全關。驅動單元外殼加屏蔽措施接地后，進行觀察。將信號線整理緊貼柜體鐵板也可減小干擾。準備接插件、電線、電子元器件等。

比例閥測試和調(diào)整記錄見表1。

表1 比例閥測試和調(diào)整記錄

4 改造效果

PA－300型比例閥驅動單元在實現(xiàn)原控制功能的基礎上，實現(xiàn)控制板件和內(nèi)部電源的集成化，使小汽輪機調(diào)速控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高。PA－300型比例閥驅動單元代替原老板件后，服役年限更長，可以避免原板件的嚴重老化給機組帶來的隱患。新設計的2路電源的有效冗余配置，保障UPS1、UPS2電源一路出現(xiàn)故障時，不影響小汽輪機調(diào)速系統(tǒng)安全運行，并且冗余電源的任意一路出現(xiàn)故障時能夠及時準確實現(xiàn)電源故障報警。驅動單元外殼加屏蔽措施接地，將信號線整理緊貼柜體鐵板減小了干擾。將接線方式更換為集成端子排插拔方式，將信號線整理緊貼柜體鐵板也減小了無線信號干擾。

5 結束語

小汽輪機比例閥驅動單元及供電方式改造之后，現(xiàn)設備運行情況良好，小汽輪機進汽調(diào)門運行穩(wěn)定，汽包水位調(diào)節(jié)良好。調(diào)試過程中由于此比例驅動板件關聯(lián)指令、VPT6、VPT7 2個反饋，因此對于板件的輸出線性度、輸入輸出電壓平衡調(diào)試是個非常復雜、細致、反復的過程。后續(xù)工作可根據(jù)實際情況考慮將油動機及現(xiàn)場LVDT反饋裝置進行更改，用兩路冗余反饋裝置互為備用測量閥門實際行程，對上位控制設備進行改造。參考目前DEH閥門HSS03控制板件進行閥門控制，可從根本上解決2個反饋裝置產(chǎn)生共模干擾的問題，使小汽輪機閥門控制更加簡便可靠。

［1］ 丁道宏.電力電子技術［M］.北京：航空工業(yè)出版社，1995.