1.2 转子时间常数Ta：转子在额定压力下由零升高到额定转速时间，该值一般在5-8s之间，Δt为转速从n0到nmax经过的时间
Ta= n0*Δt/（nmax-n0）
1.3 转子容积时间常数Tv：蒸汽在额定流量下，以多变量充满中间容积并达到额定密度的时间，nv为油开关断开到调门全关时的转速
Tv=（nmax-nv）*Δt/（nmax-n0）
1.4 稳定时间T：调节系统从扰动开始到系统达到新的平衡所经过时间，稳定时间标准值为Tb，汽轮机测试的稳定时间Ts应该小于Tb
Tb=δ*n0/20
2 顺序阀控制扰动
汽轮机的目标值DEMAND经过一定升速率或升负荷率产生给定值REF，分别通过一次调频回路、功率调节器及一级压力调节器修正转换为阀门流量指令X。
2.1 阀门管理原理
对单阀每只高调门流量：f1(X)= f2(X) = f3(X) = f4(X) = f5(X) = f6(X)= X
对单阀每只高调门流量经过阀门特性函数转换为阀门的阀位指令。
对多阀每只高调门流量:
f1(X)=2.45851X (0≤(f1(X)≤100)
f2(X)=2.45851X (0≤(f2(X)≤100)
f3(X)=4.9170X-500 (0≤(f3(X)≤100)
f4(X)=4.9170X-200 (0≤(f4(X)≤100)
f5(X)=4.9170X-300 (0≤(f5(X)≤100)
f6(X)=4.9170X-400 (0≤(f6(X)≤100) |
对多阀每只高调门的流量经过重叠度函数及阀门特性函数转换为阀位指令。
顺序阀控制扰动主要由阀门特性函数及重叠度函数决定。
2.2 阀门特性函数
阀门特性函数是阀门流量和开度的函数，汽轮机在稳定工况下，即凝汽器真空和主蒸汽参数不变时，阀门流量G与阀门开度Y有关，G= f (P、T、Y)，其中P、T分别为主蒸汽压力和温度。300MW机组特性曲线由上汽厂提供,由于汽轮机调节阀经过长期运行磨损、阀门大修及阀门行程的调整造成特性函数变化，即流量对应的开度发生变化。
2.3 重叠度函数
顺序阀控制方式时，非线性区调门大幅摆动引起负荷扰动。所谓非线性调节区是高调门相对开度在0-11%或相对开度45.8%以上，对应的开度0-20mm、84.7-185mm区间，在该控制区阀门的阀位对应的流量很小,即较小的流量变化会造成较大的阀位变化。在阀门非线性区二个阀门交接处，阀门动作幅度大而且频繁，这是由于考虑顺序阀时节流损失最小，阀门非线性区流量是一次分配，不做连续控制，仅通过改变功率给定值或蒸汽参数避开交接点，为了克服非线性区交接处扰动，采用阀门重叠度方法来解决，使得该区域流量分配连续合理。一般阀门前后压力比在大于0.95时可以认为阀门已全开，阀门重叠度的选取标准是以阀门前后压力比在0.85-0.95之间就开始开启下一只阀门。
2.4 阀门特性函数及重叠度函数求取
顺序阀控制扰动是由高调门在非线性区大幅摆动引起，主要反映在汽轮机调压有瞬间突调，跳动值达到0.3-0.7MPa，负荷波动最大达到15MW。处理方法是修改阀门特性函数及重叠度函数。阀门特性函数及重叠度函数是通过试验方法获取阀门数据再经数据处理获得。
2.4.1试验条件
1）配置历史数据记录。
2）切除CCS及功率、调压控制回路，机组为顺序阀。
3）在阀门全开情况下，滑压直至机组当前允许的最大负荷（300MW左右）。
2.4.2试验方法
1）阀门全开工况下，滑压至机组实发功率300MW时，记录主汽压力，以此点为本次流量特性测试基准点。其主要参数为：给定值、主蒸汽压力、主蒸汽温度、调节级压力、功率、再热器压力、再热器温度。
2）DEH切手动，修改调门重叠度为0，跟踪正常后DEH投自动。
3）
原动机">锅炉定压维持主要参数不变，DEH多阀方式下，从阀门全开工况开始，通过设定DEH功率目标值使阀门逐渐关闭，每个试验点稳定运行2分钟左右，测定阀门开度与蒸汽流量的关系，记录目标值设定点主要参数。
4）试验负荷下行至60MW中止。
5）确认试验情况后，DEH进行单/多阀切换。在单阀方式下，维持主要参数不变，通过设定DEH功率目标值使阀门逐渐开启，直至目标值达300MW，记录目标值设定点主要参数。
2.4.3数据处理
1）通过试验记录数据分析得出阀门特性函数及阀门重叠度函数
2）对阀门管理组态软件对应的特性函数参数进行修改
图2表示了一次调频的性能，汽机给定值REF经过一次调频回路修正，生成给定值REF1，如图2a所示。锅炉实发负荷指令N0经过一次调频回路修正，生成锅炉负荷指令N1，如图2b所示。频差函数F（x）如图2c，其中X=△n=3000-n（n为机组实际转速），取死区±2rpm ， 负荷调节量±16MW， 速度变动率δ=5% 。
当网频比50Hz低时，该偏差通过F（x）修正后同时增加汽机给定值REF及锅炉实发负荷指令N0，达到在汽机增加负荷的同时增加锅炉燃料；反之，网频比50Hz高时，汽机减少负荷的同时减少锅炉燃料，使机组在一次调频时动作协调匹配。
2 DEH主要保护问题
2.1 硬件保护功能
硬件保护功能是指DEH控制系统在任何控制方式下通过卡件及硬接线实现的，和组态软件无关。
4.1.1 OPC功能
1）为了确保机组超速保护的可靠性，采用OPC卡独立完成该功能，主要功能包括在任何情况下机组转速大于103%关高调门及中调门，小于103%复位，通过OPC电磁阀实现。
2）机组负荷大于30%，即中压缸排汽压力大于30%，如出现油开关跳闸断开，关高调门及中调门，通过OPC电磁阀实现。
3）中调门快关CIV功能，快关中调门是为改善电力系统稳定而增加的保护措施，中调门快关前机组带稳定的负荷运行，当机械功率（中排压力表示）和电功率（MW）之差大于某一设定值，中调门快关0.3-1s后再迅速开启，10s内不再允许关闭，以防止机械功率和电功率不平衡引起功角过大电力系统失稳，CIV是通过中调门的三通电磁阀油路实现快速关闭开启的。
4.1.2跳闸保护功能
高主门、高调门及中调门10块VCC卡均通过硬接线接入跳闸信号，当跳闸信号闭合时，通过VCC卡对伺服阀加最大的负偏置电压实现阀门的关闭。
2.2 软件保护功能
软件保护功能是指DEH控制系统投自动时通过组态软件、VCC卡及伺服阀实现的。
1)机组跳闸时，汽机给定值REF到0，确保高主门、高调门及中调门指令到零，关闭所有阀门。
2)机组103%超速时，高调门及中调门指令到零，确保各调门关闭，防止汽轮机超速。
3)机组110%超速时，汽机给定值REF到0，确保高主门、高调门及中调门指令到零，关闭所有阀门。
4)主蒸汽压力低保护TPC功能，单元机组当锅炉本体或其它系统发生故障造成主蒸汽压力下降时，只能按锅炉提供的蒸汽量调汽轮机功率，如果TPC回路投入，可以保证机组带负荷中主汽压不低于某设定值运行，防止蒸汽带水引起对汽轮机叶片的水冲击。
3 DEH其它常见故障
5.1 VCC卡及其端子板故障
AST跳闸信号接入VCC卡，是为了机组跳闸后能对伺服阀加最大的负偏置信号，以保证各阀门关闭。当端子板AST跳闸信号对应的开关量电容长期运行老化短路时将会造成相应的阀门关闭，同时VCC卡的故障将会引起对应的阀门不能接收自动指令信号或者阀门瞬间关闭。处理方法是更换端子板及VCC卡。
5.2 OPC卡件误动
OPC卡采用硬件逻辑的方式防止汽轮机超速，对转速信号采用三取二方式保证信号的可靠，在机组带负荷正常运行时一般负荷大于30%额定负荷，由于本公司DEH CIV功能未投入，发电机并网信号将直接决定OPC保护是否动作，发电机并网信号采用单路多次转接硬接线接入OPC卡，接点在并网后闭合，任一处接线的松动或误动将引起OPC动作，进而使机组跳闸，建议该信号在设计阶段采用三取二方式。
5.3 LVDT故障
阀门反馈测量装置LVDT采用线性差动变压器原理，如图3，R12+R23=R13，每只阀门反馈有二组LVDT1和LVDT2，采用高选电路。当端子2断开时，LVDT输出为零，伺服系统会出现反馈偏差报警。1或3断开则LVDT输出到最大，会引起阀门关闭。
图3差动变压器原理 图4伺服系统原理
带负荷运行时，LVDT反馈由于长期运行铁芯会出现磨损，引起LVDT反馈值的抖动，从图6伺服系统原理可以看出，LVDT反馈高选值在VCC卡闭环，反馈值的抖动将引起阀门开度的抖动，在顺序阀控制时将引起调节级压力波动，即负荷的波动，威胁机组安全运行。对经常参与调节的5、6、3调门，可以通过大修、小修以及定期更换其反馈测量装置来预防。
5.4 伺服阀故障
伺服阀线圈电压达到最大后，阀门慢慢关闭或打不开；在指令不变时，阀门阀位值跳动，都是伺服阀故障造成的。伺服阀故障的原因主要有油质差、伺服阀滤网变脏、伺服阀机械偏置变小等，处理的方法是在线更换伺服阀。
