新華DEH系統(tǒng)升級改造應用

摘 要：隨著現(xiàn)代控制技術的飛速發(fā)展，新華公司對原DEH-IIIA系統(tǒng)作了進一步改進，設計了一個新結構的DEH-V控制系統(tǒng)。針對機組DEH-IIIA的存在問題，以及DEH主流產品情況，電廠提出改造方案進行DEH系統(tǒng)升級。機組DEH控制系統(tǒng)改造后，各項指標及功能均滿足技術要求，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，效果明顯提高，改造達到預期效果。

關鍵詞：DEH 改造 控制系統(tǒng) 完善

中圖分類號：TH861 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-00-01

隨著計算機技術的發(fā)展及其在自動化領域中的應用，20世紀80年代，出現(xiàn)了以數(shù)字計算機為基礎的數(shù)字式電氣液壓控制系統(tǒng)（Digital Electric Hydraulic Control System，DEH），簡稱數(shù)字電調。隨著現(xiàn)代控制技術的飛速發(fā)展，新華公司對原DEH-IIIA系統(tǒng)作了進一步改進，設計了一個新結構的DEH-V控制系統(tǒng)，DPU一層通過100 mB/S的星型連接方式連接相應的交換機；DPU與I/O站之間通過BC-NET與10 mB/S的HUB連接；DEH基本控制柜部分共有三個站，這三個站的卡籠箱及站控制卡都相互通用，卡槽不受卡件類型的限制。重要的開關量、模擬量信號從硬件開始實現(xiàn)三選二方式，DEH超速保護卡選用智能SDP卡，超速保護功能保留硬件實現(xiàn)的同時，卡件分散在三個不同的卡籠，可以實時監(jiān)視超速保護功能，實現(xiàn)完全的三重冗余保護。閥門控制卡選用智能VPC卡。DEH-V最主要的是針對超速保護功能及閥門控制功能的進一步升級。在卡件排列上采用冗余卡件對稱布置的方式。

1 機組DEH控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

鎮(zhèn)海電廠自1999年起陸續(xù)對機組進行了自動化改造，汽機控制系統(tǒng)采用上海新華控制公司DEH-ⅢA系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)為高壓抗燃油系統(tǒng)。DEH系統(tǒng)自投運至今，整套系統(tǒng)運行穩(wěn)定，但隨著運行年限的增加，將出現(xiàn)硬件逐步老化后性能出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，面臨著故障率升高的問題，同時由于受當時電子通訊技術的局限性，工控機配置，網絡結構等已經不能滿足現(xiàn)在的使用要求。隨著電網對單元機組發(fā)電要求的不斷提高，增加了多項針對單元機組的考核（包括一次調頻貢獻能力）。所以，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行，有必要對現(xiàn)有的DEH-IIIA系統(tǒng)升級改造為DEH-V控制系統(tǒng)。

2 改造方案

針對機組DEH-IIIA的存在問題，以及新華DEH的主流產品情況，提出改造方案。機組DEH改造采用GE新華公司的DEH-V系統(tǒng)，整套更換DEH控制系統(tǒng)（包括DPU柜、接線柜及卡件，網線，工程師站、操作員站等）；保留原控制電纜，更換高、中壓主汽調門耐高溫控制電纜；將DEH-IIIA控制柜及系統(tǒng)結構升級為eDPU型結構的DEH-V，進一步提高系統(tǒng)對閥門及汽機轉速控制精度和系統(tǒng)保護的可靠性。更換所有其他的IO卡及相應端子板（考慮到卡件外型一致及提高可靠性）；在硬件升級的同時，軟件升級到經驗證的最新的、運行可靠的版本。DEH-V與原DEH-IIIA系統(tǒng)比較主要有以下幾處改進：（1）閥門控制VPC卡采用智能調試，通過調試軟件直接調整卡件上的各參數(shù)，調試方便簡捷。（2）閥門控制卡VPC卡提供更多的反饋及控制接口，反饋方式可直接接受變送器信號。（3）超速保護邏輯硬件實現(xiàn)且分散在冗余的三個卡籠箱內，真正地實現(xiàn)了通道、卡件的冗余，更加提高了保護的可靠性。（4）方便的系統(tǒng)仿真功能，仿真器為插在XDPS系統(tǒng)卡槽內的單板仿真器，同時仿真器本身就是一個DPU，組態(tài)下載方便。硬件上只需連上EMU_TB與SDP_TB端子板之間的電纜，AI卡插到相應的卡槽就可以實現(xiàn)仿真功能。（5）卡件采用了表面帖裝技術，大大減少了功耗，提高了可靠性。

3 系統(tǒng)改造后達到系統(tǒng)功能

DEH系統(tǒng)具有轉速控制、負荷控制、超速保護、汽輪發(fā)電機參數(shù)監(jiān)視、甩負荷、一次調頻以及啟停順序控制等功能。整套DEH系統(tǒng)包括處理單元、工程師站、操作員站、過程輸入輸出通道、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等，且具有與DCS、BPC、TSI、ETS等系統(tǒng)的硬接線信號接口。采用冗余技術和可診斷到模件級的自診斷技術來保證DEH系統(tǒng)的高可靠性。所有進入控制和保護系統(tǒng)的重要模擬量（轉速、功率、壓力等）和開關量采用三重冗余配置。冗余信號分別進入不同的I/O卡件。對操作員輸入命令有適當?shù)囊?guī)則進行檢查。任何個別元件故障不會影響整個系統(tǒng)的工作。控制系統(tǒng)按照“失效保護”和“安全自鎖”的原則進行設計。當供電電源中斷或傳感器、驅動裝置出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)將使被控設備處于安全狀態(tài)。

4 改造效果

隨著對上網機組的自動化程度、DEH系統(tǒng)的可靠性越來越高的要求。因此有必要對早期DEH-IIIA網絡結構、DEH卡件、DPU加以改造，以確保控制系統(tǒng)適應機組在安全、可靠、快速響應、經濟上的要求。

此次鎮(zhèn)海發(fā)電廠DEH升級改造，在電廠與新華廠家的共同努力下，保質保量順利完成改造工作，實現(xiàn)零缺陷零故障啟動，機組DEH控制系統(tǒng)改造后，轉速控制范圍精度0.5%，系統(tǒng)遲緩率小于0.06%，甩負荷最大動態(tài)超速小于7%，系統(tǒng)可用率≥99.9%。各項指標及功能均滿足技術要求，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，效果明顯提高。此次改造解決了由于設備老化以及版本陳舊而引起的諸多影響正常運行維護的缺陷及隱患，提升DEH系統(tǒng)的整體運行性能，滿足現(xiàn)代化電廠對可控性好和可靠性高的需要。

參考文獻

[1]電力行業(yè)熱工自動化技術委員會火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預控[M].北京：中國電力出版社，2010.