机组DEH控制系统高压调门抖动分析及处理

1、600MW机组DEH控制系统高压调门抖动分析及处理发表时间:2003-10-9作者：李晋摘要：    扬州第二发电厂一期工程安装了2台600MW机组，其中汽轮发电机组是西屋公司的亚临界一次中间再热机组。汽机控制系统为DEH MOD 型。2套DEH控制系统分别随机组在1999年10月和2000年6月投运。在系统安装、调试、维护过程中，汽机高压调门(高调门)出现抖动现象，后采取了有针对性的处理措施，问题得以解决，保证了汽机的安全运行。1  调门控制回路    扬州第二发电厂DEH系统的调门控制回路采用了典型的西屋设计(图1)。在

2、手动柜中共有10块MVP卡件，2块用于主汽门控制，4块用于高调门控制，4块用于中调门控制，此外还有2块MPP卡件用于MVP和“8635”总线的通讯。    调门控制回路各部件介绍如下：    (1)“INFO CENTER”是1个由多个接插件构成的连接底板，布置在手动柜内，通过硬接线方式可以将手动或自动的控制指令传送到MPP/MVP执行。    (2)“8635”实际上是连接MDX卡件(CPU)与MPP卡件的通讯卡件，采用的是RS422通讯串口，其中主要包含了MVP卡件地址、字节长度、开度指令、修正、奇偶

3、校验等通讯内容，通过“8635”总线将DPU的控制信号送到MVP/MPP卡件去执行，并将阀位开度等信号送回到DPU。    (3)手动盘“MANUAL PANEL”布置在集控室内，为紧急情况下操作员手动控制汽轮机提供了接口。    (4)MPP卡(BACKPLANE ACCESS CARD)作为RS422串口的另一端，将自动控制指令进行适当处理后送到对应的MVP卡，或将手动控制信号通过相关的硬接线送到MVP卡。    (5)MVP(SERVO VALVE POSITION CONTROLLER)卡件负责接

4、收指令信号，在内部的PI回路中进行处理，根据实际开度和阀门指令对调门进行调节，并将调门开度信号反馈到数据总线上。    (6)MOOG阀和LVDT分别起到执行调门控制指令和反馈调门开度的作用。MOOG阀有2组线圈，正常工作时同时接收控制信号进行调节。LVDT是线位移差动变压器，一次线圈由MVP卡件输出的5V电压驱动，为了防止干扰，叠加了1000Hz的正弦波交流信号，2组次级线圈感应电压的差压反映阀门的开度信号，其数值送到MVP的相关电路进行处理。2  故障现象及其处理2.1  高压调门开度突变及其处理2.1.1  现象 &#

5、160;  (1)1号机组2号高调门开度突变，机组负荷从508MW突变到495MW，而后开度又瞬间恢复；随后2号高调门开度发生多次大幅度跃变，而其它参数正常。    (2)同日，2号高调门开度由43.8突变为10.7，并且在CRT上的阀门框棒状图变红报警，就地检查发现，2号高调门已开至100。    (3)2号高调门就地突然开启，然后又迅速关到与其它调门一致(37)，CRT上的阀门框棒状图变红报警随调门开度恢复而消失。    (4)l号机组2号高调门由11突变到60，机组负荷从300MW突变到3

6、60MW，引起锅炉主汽压和汽包水位变化。2.1.2  检查和处理    (1)在运行过程中对2号高调门控制回路的各处接线进行了检查，均无明显异常，对卡件进行多次复位均无效。    (2)结合停机对此故障进行检查和处理。此前初步分析为MVP卡件故障，于是更换了MVP卡。汽机复位后准备调试MVP卡，在调试中观察CRT画面，发现2号高调门零位正常，但满度最大只能达到50，而在DPU的接线端子处测量LVDT二次线圈电压(DC)分别为3.4V和1.6V(对应实际开度为100)。为了确定故障原因，又将原来的MVP卡换上，情况与前相同。&

7、#160;   (3)将2号高调门与4号高调门的MVP卡连接插头对调，同样的故障现象又出现在4号高调门上。至此即确认柜内预制电缆有问题。    (4)对手动柜内预制电缆进行检查，发现LVDT二次线圈确有1根线接触不好。于是重新在手动柜内敷设1根连接导线，对MVP卡进行了调试，使2号高调门的抖动故障得到彻底处理。2.2  高压调门抖动及其处理2.2.1  现象    (1)在1机组投运后，3号高调门经常出现抖动的现象，导致阀门管理方式由顺序阀跳为单阀方式，引起机组负荷波动。其间检查了控制回路的各段

8、连接电缆，对MVP卡进行了更换、调整，但未能消除抖动现象。    (2)利用机组小修，对4只高调门中间接线盒到MOOG阀端子盒的电缆进行了更换，同时还更换了3号高调门中间接线盒到DPU机柜的电缆。在小修结束进行静态调试时3号高调门仍然抖动，幅度在3左右，而1号、2号、4号高调门稳定。    (3)为进一步分析问题，尝试将3号高调门的MOOG阀线圈解除1机组，结果3号高调门的抖动现象基本消除。    (4)在正常运行约2天后，2号高调门开始抖动，幅度在2左右。对2号高调门的接线进行检查，未发现异常。解除2号

9、高调门的1组MOOG线圈，抖动现象消失。其它调门未出现抖动。    (5)在运行数天后，又出现4号高调门抖动，抖动幅度在3左右，在升降负荷过程中，抖动会短暂消失，尝试解除4号高调门的l组MOOG线圈，抖动现象消失。    (6)同样在运行2天后，发现1号高调门也开始抖动，抖动幅度在3左右，在升降负荷过程中，抖动会短暂消失。随后，解除1号高调门的1组MOOG线圈，抖动现象消失。2.2.2  处理过程    首先，对各个调门的LVDT和MOOG阀的参数进行了测量，数据均在正常范围内，同时检查了各处连

10、接电缆，未有明显异常。按照该系统单点接地的原则，对原来不规范的接地点进行了整改，但抖动现象依然存在。依次解除每只调门的1组MOOG线圈，保留单线圈控制，调门抖动现象消除。3  高压调门抖动原因及分析    结合上文从控制回路的角度分析，高调门抖动的原因大致有以下几种。    (1)控制回路中接线、连接电缆故障(如机柜内部的预制电缆断开故障)，引起信号抖动，致使调门抖动。此类故障现象比较明显，容易判断。    (2)外部干扰串入控制回路，导致控制回路输出信号不稳定，如外界电磁波引起的频率干扰。例如

11、：2002年11月对4号高调门作处理时，已经将4号高调门的EH进油门隔死，但CRT上的4号高调门开度反馈却出现10左右突跳的异常情况，实际上此时就地调门并未动作。检查电缆、接线均未有明显故障。分析原因，认为由于LVDT的一次线圈信号的工作频率是1kHz，如果干扰信号与工作频率之间形成谐振，就会造成LVDT反馈到MVP卡件的信号不稳定，导致卡件输出波动。所以要采用更有效的屏蔽、接地等抗干扰的措施。    (3)由图2可知，MOOG阀的2组线圈是冗余配置的，其中任意1组故障后，另外1组仍然能够维持工作。而从MVP卡件的线路图中分析，这2组线圈在输出回路中是并联关系。M

12、VP卡的驱动输出接近于电流源，原来须分别负载2组线圈上的工作电流，当解除其中1组后使电流源负载减轻50，因此相对原来2组线圈而言工作更加稳定，对干扰信号的抑制能力得到加强，但这样做降低了回路的可靠性。现场的这种干扰对于每个调门控制回路上的作用基本相同。当解除全部MOOG阀的冗余线圈后，加强对干扰信号的抑制能力，调门才能够稳定工作。    上述处理方法牺牲了回路的冗余程度，从某种意义上降低了可靠性。但是因为原DEH系统的硬件无法有效抑制现场叠加的随机干扰，故用牺牲冗余度来克服干扰引起的调门抖动也是为保证汽机安全稳定运行不得已的选择。对此，应用抗干扰能力更强的伺服阀驱动卡替代现在的MVP卡，同时满足抗干扰和冗余输出的要求。    (4)MVP卡件的增益以及其它参数设置不当、MVP卡件调整不当、MOOG阀线圈的极性等也