浅析GE9E机组LCI控制系统的启动过程

1、    浅析ge9e机组lci控制系统的启动过程    谭立伟摘 要：本文简单介绍了lci系统及lci、mark 和ex2100之间的通信参数。分析了lci各个启动过程中，三者之间的参数功能及逻辑控制关系，供同类型机组学习借鉴。关键词：ge;lci;启动过程;参数：tm31 ：a ：1671-2064（2020）08-0100-020 概述lci是一种静态频率可调的驱动系统，其拖动满足机组启动过程各个阶段对转速的不同要求。历经燃机系统的吹扫、惰走、点火、加速等过程后达到90%额定转速，退出运行。lci是燃气轮机组不可或缺的关键设备之一，它的可靠、稳定运行

2、是机组启动的先决条件。lci的启动过程是，当mark 发出启动指令之后，ex2100开始启动。lci接受mark 发出的转速设定值后开始启动，完成内部控制程序，输出电能至发电机定子。并且，输出励磁控制指令给ex2100，调整发电机转子励磁。lci将机组加速到吹扫转速设定值后，保持吹扫转速大约6min。吹扫结束后，退出运行。机组开始惰走到点火转速（15%额定转速）。到达点火转速，lci再次启动，燃机点火，将机组保持在恒定转速暖机。暖机过程结束后，lci将机组加速到自保持转速，然后退出运行。1 lci启动过程分析1.1 mark 和lci之间的主要通信参数在燃机启动期间，lci根据mark 命令和

3、速度设定值信号，将机组拖动至需要的转速，实现机组的启动。它们通过udh网络进行通信，两者之间的主要通信参数见表1。1.2 lci启动过程分析图1、图2所示是lci启动命令l4ssrun和lci转矩命令l4sstorq的逻辑图。图中a：l83ss_wash为lci离线水洗转速模式;b：l83ss_purge为吹扫转速模式;c：l83ss_fire为点火转速模式;d：l83ss_wwcool为快速水洗/盘车;e：l83ss_fulspd为100%转速模式;f：l4ss为lci启动允许命令;g：l4ss_w_wash为水洗启动信号;h：ex2k_running为ex2100励磁启动信号;i：lss_

4、actv为ex2100励磁在lci控制模式下运行信号;j：l4ss_flt为lci故障信号;k：l14mfz为允许点火信号。（1）当机组满足启动条件后，发出允许启动lci命令（l4ss=1）和连接lci命令（l83ss_con=1）。合上lci输出刀闸83ss，打开发电机中性点刀闸89nd。完成连接lci顺序。mark 首先要求励磁系统工作在lci控制模式（lss_actv=1），当励磁在lci模式下启动正常后（ex2k_running=1），再进行启动lci的程序。燃机首先工作在吹扫模式下（l83ss_purge=1），mark 发出lci启动命令l4ssrun=1和力矩命令l4sstorq

5、=1。同时，输出转速设定值ss_ref_out=in5=kssref4=25%。命令lci拖动机组至吹扫转速。转速设定值ss_ref_out逻辑如图3所示。（2）吹扫时间满足后，机组退出吹扫工作模式（l83ss_purge=0，l83ss_zero=1），mark 发出转速设定值ss_ref_out=in1=kssref0=0。lci停止输出力矩，机组开始惰走。燃机马上进入点火暖机工作模式（l83ss_fire=1），mark 发出lci启动命令l4ssrun=1和转速设定值ss_ref_out=in4=kssref3=16%。但此时lci任然没有输出力矩，因为未满足点火条件（l14tmfz=

6、0，l4sstorq=0）。当转速下降至点火转速（13%额定转速）时，满足点火条件后（l14tmfz=1，l4sstorq=1）。lci输出力矩，燃机点火。lci将机组拖动至16%转速，开始暖机。（3）暖机时间满足后，机组进去全速工作模式（l83ss_fulspd=1），mark 发出lci启动命令l4ssrun=1和输出转矩命令l4sstorq=1，并输出转速设定值ss_ref_out=in6=kssref5=100%。lci将拖动机组至额定转速。（4）当机组转速达到91%时，自保持转速逻辑l14hp=1。lci退出全速工作模式（l83ss_fulspd=0，l4ssrun=0，l4ssto

7、rq=0），lci退出運行。mark 发出断开lci命令（l83ss_discon=1），打开83ss刀闸，合上89nd开关，完成lci的整个启动过程。随后，机组转速靠燃油动力继续上升，直至额定转速。1.3 lci启动中对励磁的控制在燃机启动时，lci根据mark 的启动命令和对转速参数要求，输出可变的交流电能至发电机。同时，ex2100励磁系统，向同步发电机转子提供励磁，使发电机定子建压。发电机在两个磁场的相互作用下获得转矩而转动。在机组启动过程中，ex2100励磁系统是受lci控制，ex2100根据lci提供的参数，输出相应的励磁给发电机。在两者的配合下，从而完成机组的启动。两者之间主要的

8、通信参数见表2。当燃机具体启动条件后，mark 会向ex2100发出工作在lci模式下的命令（l4exss），具体逻辑如图4所示。图中a：l3rs为机组具备启动条件;b：l4为机组控制系统正常;c：l94x为机组停机命令;d：l14hp为机组转速达到91%自保持转速的继电器;e：i89ssc为lci 89ss刀闸合闸位置指示;f：i89sso为lci 89ss刀闸分闸位置指示;h：ex2k_running为ex2100启动状态信号;i：i89ndc为发电机中性点接地刀闸合闸位置指示;j：i89ndo为发电机中性点接地刀闸打开位置指示。当机组具备启动条件后。mark 首先发出连接lci命令，合上

9、89ss刀闸、打开89nd开关。同时，发出ex2100工作在lci模式下命令（l4exss=1）。当ex2100工作在lci控制模式下后，反馈ss_mode_enab=1信号给mark 。逻辑lss_actv=1，mark 马上发出启动ex2100命令l4ex_str_cmd=1，ex2100励磁系统启动，但此时励磁并没有输出，因为lci还没有启动，lci发给ex2100的励磁参数l1.ex_ref_out=0。ex2100启动正常后，反馈g1.start_fb=ex2k_running=1信号。mark 马上发出启动lci命令l4ssrun=1，l4sstorq=1和设定的转速参数ss_re

10、f_out。lci根据设定的转速参数，输出频率可变的电能给发电机定子。同时，经过内部控制器计算出需要的励磁数据l1.ex_ref_out，发给ex2100励磁。ex2100根据l1.ex_ref_out数据，经过内部计算控制，输出相应的励磁给发电机转子。在lci和ex2100两者的配合下，将机组拖动至设定的转速。当机组转速达到自保持转速（91%）时，l14hp=1、l4exss=0、l4ex_str_cmd=0，ex2100退出lci控制模式，退出运行。l4ssrun=0，l4sstorq=0，lci退出全速模式，退出运行，完成整个启动过程。2 结语ge公司lci变频启动器从国内第一批9f燃机投产至今，已经使用了大约10余年。其技术成熟、性能稳定，工作状况良好。通过研究mark、lci和ex2100之间的通讯参数，分析启动过程中各个参数的功能和三者之间的控制逻辑关系。有利于提升运行维护