一种新型的智能化同步器及其应用.pdf
收稿日期: 2002 - 12 - 09 作者简介:厉 鹏(1976 - ) ,男,辽宁沈阳人,沈阳东北电力调节技术研究所助理工程师. 文章编号: 1008 - 312X(2003)02 - 0012 - 02 一种新型的智能化同步器及其应用 厉 鹏1,孙 力2,陈 浩1 (1 1 沈阳东北电力调节技术研究所,辽宁 沈阳110036; 21 沈阳电力高等专科学校,辽宁 沈阳110036) 摘 要:介绍一种智能型可控同步器,以其为原同步器的更新换代产品,应用于125MW、 200MW及其它中小型机组上,可以在解决原汽轮机同步器普遍存在的打滑、 空行程、 卡涩、 电 液跟踪精度差、 切换时负荷扰动大、 无法与控制装置通信、 漏油等问题的基础上,实现汽轮机启 动、 升速、 加减负荷的精确远操和同步器控制型DEH(数字电液调节)功能。 关 键 词:同步器;远操;汽轮机;数字电液调节 中图分类号: TK26317文献标识码: A 汽轮机同步器是控制机组启动、 升速、 加减负 荷的给定装置,但普遍存在打滑、 空行程、 卡涩、 无 法与控制装置通信和漏油等问题。随着电力工业 自动化水平的提高,对机组运行的可靠性、 可控性 及经济性的要求越来越高。原同步器无法满足机 组自动化水平提高的要求。这种新型的智能型可 控同步器,采用控制电机和智能型驱动器,取消了 超越离合器,彻底消除打滑和空行程现象,并使之 具有可控性。它具有数字信号、 模拟信号输入接 口,内置存储器可存储256个控制程序,这些程序 可根据同步器的不同工况而编制,满足同步器不 同工况下对同步器的速度要求。同时机械传动机 构按照数字机械传动标准、 工艺加工制造,提高了 传动精度。同步器电机速度在050 r/ s无级可 调,因此,同步器具有多种速度,能满足汽轮机远 操、 跟踪、 快速挂闸等不同工况对同步器的要求。 适用于具有同步器的各种类型汽轮机负荷自动控 制、 机炉协调控制,提高电液并存机组电液跟踪精 度和纯液调机组负荷、 转速远方控制精度,缩小电 液切换死区范围,减少电液切换时负荷波动。 1 可控同步器组成 同步器由控制器、 本体及操作键盘组成,如图 1所示。同步器控制器与同步器本体之间通过屏 蔽电缆连接。 操作键盘 可控同步器 控制器 可控同步器本体 图1 可控同步器组成 同步器控制器是对同步器实施控制的装置, 也是这种同步器与外部控制信号的接口,由驱动 器、 电源、 控制电路、 报警装置、 接口部分以及相应 控制软件组成。同步器本体由控制电机、 刚性齿 轮传动机构、 机械指示机构、 位移传感器、 手轮、 行 程开关等组成。 操作键盘视应用机组具体情况定制,以通过 操作键盘可达到控制汽轮机的速度和负荷为准。 2 可控同步器特点 1) 电机启停变频控制,传动惯性小。 2) 具有多种速度,该速度可根据机组不同工 况设定和修改,以适应机组运行和控制需要。 3) 取消机械超越离合器,彻底解决了同步器 打滑、 空行程问题。 4) 具有数字量和模拟量输入接口,直接接受 DCS控制信号,可实现电调(DEH)、 机炉协调控制 (CCS)和遥控遥调控制(AGC)。 5) 机械传动间隙小。 6) 就地手动操作与原同步器相同。 7) 设有机械限位和电气限位装置,运行更加 第5卷第2期 2 0 0 3年4月 沈阳电力高等专科学校学报 Journal of Shenyang Electric Power Institute Vol15 ,No12 Apr. , 2003 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 安全可靠。 8) 配有位移传感器,显示同步器位移。 9) 密封性能好,不存在漏油现象。 3 应 用 在最少投资和最简系统配置条件下,利用此 可控同步器实现对汽轮机转速、 负荷的精确远操 控制,满足机组运行需要,提高调节品质,并且可 利用此同步器对机组进行同步器控制型电调改 造,在一定程度上丰富控制功能,提高机组自动化 程度,减轻运行人员的劳动强度。 311 利用可控同步器实现精确远操控制 此可控同步器可以接受数字量控制信号,转 速可以无级调节,利用它的这一特点,把机组不同 运行工况对同步器所要求的不同转速和操作键盘 上相应的操作按钮相对应,利用这些按钮的通断, 实现同步器转速调节,从而实现机组转速、 负荷精 确远操控制。框图如下: DY J可控同步器 操作 键盘 可控同步器 控制器 可控同步 器本体 液调 系统 图2 可控同步器实现精确远操控制原理 312 利用可控同步器实现同步器控制型电调 同步器控制型DEH系统由控制器、 智能可控 同步器、 变送器和原液压调节系统构成。见图3。 31211 控制方案确定 图3 同步器控制型DEH系统结构 控制系统是同步器控制型DEH系统的核心。 根据汽轮发电机组是一个复杂的非线性控制对 象,为保证其系统的调节品质,采用了串级控制方 案。根据串级控制理论,副回路的时间常数应设 计得比较小、 调节通道短、 反应灵敏,并且应包含 被控对象所受到的主要干扰。按照这个原则,选 择了油动机位移或调速级压力为副回路的反馈信 号。主调节器采用PI调节器,副调节器用P调节 器。 31212 控制器 根据电厂的具体情况或需要,可采用分散控 制系统或工控机系统进行组态。 31213 控制策略 在控制回路的设计上考虑到汽轮机组是一个 复杂的非线性控制对象,不适合采用单回路大闭 环控制方式,拟采用串级控制策略来改善系统的 调节品质。这就涉及到如何选择主调节回路和副 调节回路的问题。根据串级控制理论,副回路的 时间常数应设计得比较小、 调节通道短、 反应灵 敏,并且应包含被控对象所受到的主要干扰。按 照这个原则,选择油动机位移信号或调速级压力 信号为副回路的反馈信号,这样,同步器、 液调系 统滑阀组、 弹性调速器和油动机等都包含在副回 路中,电网网频变化、 液压系统油压波动等对系统 的影响都能得到快速地反映。见图4。 图4 串级控制回路 主调节器一般用PI调节器,副调节器用P调 节器即可满足要求。当采用油动机位移作为副回 路反馈信号时,由于液压系统本身的特点决定了 油动机在运行中允许有13 mm的波动范围,所 以副回路的反馈系数要根据机组情况进行整定, 必须选择合适,否则将导致同步器频繁动作,影响 系统稳定性。 4 结 论 迄今为止,本同步器作为精确远操设备已应 用在广西合山电厂、 山西华能榆社电力有限公司 以及江西新余电厂等二十余台机组上。 (下转第26页) 31第2期厉 鹏等:一种新型的智能化同步器及其应用 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 电动机工作电源正常时,电动机定子电流即使大于 额定值也要发出保护信号切断电动机工作电源,以 保护电动机,并发出报警。 3 结束语 实验表明,该保护装置使用方便,设计合理, 有较强的实用价值,大大降低了电机的故障。 参考文献: 1顾绳谷.电机及拖动基础M.北京:机械工业出版 社,1980. 2李天祥.三相异步电动机单相运行探索J .电机技 术,1997(3) :26 - 27. Analysis and protective measures on loss of phase of asynchronous motor YIN Yi2jun (Liaoning Technical University , Fuxin 123000 , China) Abstract :Loss of phase often occures during the running of alternating current asynchronous motor , it is harmful to the motor. By analyzing the current change , the relationship between open2phase and load after loss of phase ,puts forward the protective measures.Using the single chip processor checks the circuit and protects the motor from being burn. Key words : electric motor ; single chip processor ; loss of phase (责任编辑 高 峰) (上接第13页) 以上机组经过运行考核,其运行指标为: 1) 转速控制:转速控制范围:03 500 r/ min , 控制分辨率 ±1 r/ min。 2) 负荷控制:负荷控制范围为0110%,控制 分辨率为 ±0.1MW;精度为 ±0.5MW+1MW。 运行实践表明该智能型可控同步器在彻底消 除原有调节系统同步器缺陷的基础上,满足机组 需要,提高调节品质效果良好。同时,同步器控制 型DEH系统在清河电厂2 # 机等7台机组上成功 应用,其负荷控制和协调控制精度达到 ±1 MW , 彻底解决了机组改造前严重的滑负荷现象。由此 可以看出采用维持原有液压调节系统而直接控制 同步器的同步器控制型DEH系统具有结构简单、 投资少、 改造工期短等诸多优点。只要液压调节 系统能保证良好的性能,其控制水平完全可满足 机组运行要求,并且丰富了控制功能,提高了机组 自动化程度,减轻了运行人员的劳动强度,这对中 小型机组改造具有现实意义。 A new intelligent synchronizer and application LI Peng1, SUN Li2, CHEN Hao1 (1 1Shenyang Northeast Electric Power Control Institute , Shenyang 110036 , China ; 21Shenyang Electric Power Institute , Shenyang 110036 , China) Abstract : Introduces an intelligent controllable synchronizer. Applied it in 125MW ,200MW and other small2side , middle2side turbines can solve the faults of the old such as skid ,null displacement ,lock ,low track accuracy ,high switching disturbance ,leak and unable to communicate with control device.At the same time ,it can accomplish the accurate remote control of starting ,acceleration and load adjusting of turbine. Key words : synchronizer ; remote control ; turbine ; DEH(责任编辑 刘 珂) 62 沈阳电力高等专科学校学报2003 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
