600 MW機組DEH冗余VP卡升級改造簡析

李文秀

(安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234101)

1 系統概況

某電廠#1機組為600 MW超臨界燃煤汽輪發電機組，分散控制系統(DCS)采用Emerson公司的Ovation系統，汽輪機組為N600-24.2/566/566型超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽凝汽式汽輪機組[1]。汽輪機數字電液控制系統(DEH)隨汽輪機生產廠家一起供貨、組態，設計為嵌入至單元機組DCS，控制器號分別為CTRL42/43。該機組設計有2個主蒸汽閥(TV)、4個高壓調節閥(GV)、4個中壓調節閥(IV)，上述閥門閥位(VP)卡提供了一個DEH控制器與伺服閥執行機構之間的接口[2]。

2 歷史缺陷統計及改造的必要性

2014年10月14日，#1機組#3 GV晃動，檢查發現線性位移差動變送器(LVDT)橫桿螺母松動，緊固后正常。

2016年11月27日，#1機組#3 GV晃動，緊固接線端子，重新整定LVDT參數后正常。

2016年11月27日，#1機組#4 GV晃動，重新整定LVDT參數后正常。

2017年11月13日，#1機組負荷大幅波動，一次調頻動作，協調控制系統(CCS)解除，軟光字牌報汽機大頻差報警。查詢DCS歷史曲線發現，#1機組GV3反饋動作頻發，就地檢查發現GV3 LVDT損壞，更換新的LVDT后，試驗GV3開關正常。

DEH作為600 MW 機組中汽輪機的核心控制系統，其重要性和可靠性不言而喻，是汽輪機安全、經濟運行的前提和保障。LVDT作為DEH中的重要一環，直接參與了閥門的閉環調節，是DEH的前哨，其能否安全、可靠運行，直接關乎機組安全[3-5]。由歷史缺陷統計可以看出，#1機組DEH閥位反饋故障頻發，此類缺陷處理困難，嚴重的將導致機組停運，給機組安全運行造成很大的潛在隱患。鑒于國內同類型機組大多配備雙LVDT，因此，決定對#1機組DEH閥位反饋LVDT進行冗余升級改造。

3 冗余升級方案與實施

此次冗余改造的是2個TV和4個GV，分別用原來的6塊老版G01 VP做TV1，TV2，GV2的冗余VP，GV1，GV3和GV4用新版G01做冗余VP控制。G01 VP卡的部件號為EM:1C31194G01 /PM:1C31197G01。

3.1 硬件安裝

(1)在旁邊的機柜內增加1個電源和I/O轉接板(ROP)，同時Drop 42增加2列branch即branch 5和branch 6作為冗余VP卡的安裝位置。原系統中的VP卡位置保持不變，各個VP卡的最終位置見表1。

(2)新版G01和老版G01的冗余通信線纜的接線方式不一樣(分別見表2、表3)。

(3)現場增加LVDT，每個油動機增加1套LVDT作為冗余VP卡的反饋信號，將線連接到對應的VP卡。

(4)伺服線圈的2組指令線圈分別接到冗余VP卡的B14和C14端子。

(5)連接新增ROP的GP接線、電源線纜、信號電纜。

3.2 冗余VP卡組態

表1 改造后VP卡的位置

表2 新版G01 VP卡冗余控制方式通信線纜接線方式

注：每塊卡自身的A2和A3短接。

表3 老版G01 VP卡冗余控制方式通信線纜接線方式

(1)添加新RVP卡。在I/O Device的Branch 5的slot 1，2，3，Branch 6的slot 2，3，4處插入1C31194G01/1C31197G01，設置I/O time out時間為250 ms。取消simulate I/O，勾選ignore shutdown input，新建對應的module point。

(2)新建冗余RVP卡對應的4，5，6，8，11，12通道的點和增加原RVP未建的點(channel 8，11，12)，設置好對應點的量程。

(3)新增加task 5任務區，在此任務區內創建如下邏輯：校驗畫面密碼輸入的邏輯；VP卡件狀態和校驗命令的讀寫邏輯。在原主邏輯所在的task 3任務區內創建如下邏輯：VP卡指令輸出邏輯；邏輯運算或畫面顯示LVDT的選擇邏輯。

(4)修改邏輯。

1)修改對應調節閥指令輸出的MASTATION算法塊中的Interface Card Type為SOFT，并增加M/A MODE算法塊的ARE引腳，輸入退出密碼DEH1-ARE-REJ，目的是清除密碼后使MASTATION算法投入自動。增加MASTATION算法塊輸出的點并將此點傳遞給對應VP卡指令輸出邏輯的輸入。

2)修改TV1，TV2，GV1，GV2，GV3，GV4的 LVDT反饋信號，用于邏輯和主畫面顯示。

3)刪除原RVPSTATION邏輯，并將卡件的硬件地址填寫到新添加的RVPSTATION算法塊中。

(5)調整邏輯的執行順序，將VP卡的輸出指令邏輯移到對應調節閥原VP卡輸出指令后面。

(6)導入調卡畫面。導入畫面宏MACRO4001，導入調卡畫面4009.src，彈出子畫面7952.src和7953.src，并修改引用的點，確保編譯不報錯。

(7)由于IV(IV 1～4)沒有修改，用的是老版G01 VP卡，將此部分的VP卡控制優化為高級控制方式。

(8)Load Drop 42/92，將畫面Download到各個工作站。

3.3 VP卡調試

調節閥整定：冗余VP卡整定需要一個一個整定，整定的時候將備用VP卡拔掉，兩塊都整定完畢后再將其都安裝上。整定時先點擊Calibration Zero，完畢后upload參數，再點擊Calibration Hundred，完畢后upload參數，最后再點擊Full calibration，完畢后upload參數。

3.4 VP卡冗余切換試驗

(1)插拔VP主卡，仿真VP卡故障，試驗閥門指令30%時，主輔VP卡切換過程中閥門最大變化2.5%，閥門控制快速穩定，冗余切換正常，滿足要求。

(2)VP主卡的指令線圈拆線，仿真指令線圈故障，試驗閥門指令30%時，主輔VP卡切換過程中閥門最大變化1.8%，閥門控制快速穩定，冗余切換正常，滿足要求。

(3)VP主卡的LVDT反饋拆線，仿真LVDT故障，試驗閥門指令30%時，主輔VP卡切換過程中閥門最大變化1.8%，閥門控制快速穩定，冗余切換正常，滿足要求。

由試驗數據可以得出結論，#1機組DEH冗余VP卡改造后，冗余切換試驗滿足要求。

4 結束語

某電廠#1機組DEH冗余VP卡改造后，實現了閥門控制冗余切換功能，即在單側LVDT故障、接線松動、VP卡件故障等情況下，實現閥門無擾切換。閥門控制度保持和改造前一致，控制可靠性得到很大提高，為機組安全、穩定運行提供了保障。