王磊
艾默生过程控制有限公司 公用事业部 山东 济南250024
内容摘要：介绍了聊城信源集团有限公司6×700MW机组DEH/MEH调门控制冗余改造的背景、技术实施的可行性及实施方案，突出调门控制冗余配置的优势，进而提高了机组的运行可靠性，对机组的安全运行具有指导作用和参考意义。
关键词：DEH；调门控制冗余
1．聊城信源集团有限公司6×700MW机组DEH简介（以单元机组为例）
单元机组DEH/MEH系统采用艾默生公司的OVATION3.5.0控制系统，实现了对机组运行转速和负荷的控制。单元机组DEH系统配置有2个高压调门，2个中压调门；单元机组配置两套MEH，每套配置1个高压调门，1个低压调门。DEH/MEH系统输出的调门开度指令通过阀门伺服卡（VP卡）输出给汽轮机阀门伺服机构，来调整阀门的开度。
2．背景
基建期为节省投资，单元机组DEH/MEH系统的各进汽调门均采用单块VP卡（阀位卡）、单支LVDT控制方式，亦称单支控制方式。在机组投入运行后，经历过单支LVDT发生故障的情况后，为避免机组DEH/MEH系统处于失控状态，保证机组运行的安全，故而决定对其进行冗余改造。
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图（1）OVATION系统单块VP卡控制原理图
3．方案
根据现有调门的配置情况，在单块VP卡的基础上增加1块互为冗余的VP卡和1支互为冗余的LVDT（保持与原型号一致），配置成2*2=4的控制回路，在机组运行时可以实现互为备用的状态，进而提高调门控制的可靠性，增强机组的稳定性。
冗余VP卡（主/备）切换的条件：
a.VP卡故障，包括PI回路微处理器、内存、数字量/ 模拟量转换器回读，Ovation看门狗定计时器，冗余通讯看门狗定时器等诊断，若主VP卡发生故障，将自动切换至备用VP卡；
b.阀门线圈故障，若主VP卡诊断到线圈短路或断路，将自动切换至备用VP卡；
c.LVDT故障，若主VP卡诊断到本回路位置反馈的行程偏差偏离了系统设定值，将自动切换至备用VP卡/LVDT）。
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图（2）OVATION系统冗余VP卡控制原理图
4．具体实施
在单元机组检修期间，对DEH/MEH系统调门增加相匹配的VP卡端子；LVDT在原有的基础上，增加一支与原LVDT规格型号及性能完全一致的配对LVDT，VP卡与LVDT之间及伺服阀与VP卡之间的连接电缆均采用ZR—DJYJVP22（2*（3*1））总屏加分屏的计算机电缆连接，考虑到信号源的干扰问题，LVDT之间保留一定的安装间隔，以满足信号隔离需求，达到硬件冗余。通过逻辑组态、通信连接使卡件与卡件，LVDT之间完全通讯冗余。
工程中应该注意的问题：
（1）冗余VP卡连接使用的5芯双绞线数据电缆应具有屏蔽功能；
（2）VP卡与汽轮机伺服阀线圈之间及VP卡与就地LVDT之间的电缆必需使用总屏蔽加分屏蔽计算机专用电缆，且必须单点接地。
5．调试期间的注意事项
（1）对某一VP卡回路进行调试时，必须将对应冗余的VP卡自卡槽内拔出；
（2）卡件组态软件I/O Build中的参数I/O Bus Time Bias（时间偏置）时间设置应比DEH控制器中的运算周期稍大；
（3）调试画面的参数Coimcount需要设置为1，表示VP卡件只使用一路输出；
（4）调试画面的参数Redundant flag需要设置为1，表示系统VP卡为冗余控制配置；
（5）调试画面的参数Contingency设置需合理，当阀位指令与阀位反馈之间偏差大于该值时，VP卡件会发出故障报警；
（6）阀位标定完成后，其EPID参数不可随意修改；
（7）VP卡输出至伺服阀线圈的指令严禁接反，否则阀门在标定过程中将出现严重抖动现象；
（8）LVDT两组次级至相应VP卡的线圈若接反，在阀门标定过程中将会有0~20%的跳变，之后平稳打开，继而在80~100%过程中继续跳变；
（9）在阀门冗余切换试验完成后，若在调试画面下方出现Backup/Disarmed提示，则需点击rearm按钮进行故障恢复；待出现backup/armed才表示冗余卡件处于冗余备用状态。
6．切换扰动试验
在完成系统组态工作及阀门标定后，需要进行冗余扰动切换试验，以验证调门控制冗余VP卡、冗余LVDT改造后，其控制性能可以满足汽轮机调门控制的标准。
（1）VP卡故障切换试验：热工人员将VP卡有卡槽中拔出或拆除主VP卡指令输出、反馈输入接线，冗余控制将自动切换到另一套VP卡、LVDT控制装置且保证调门控制正常，且控制画面VP卡故障报警显示正确；
（2）LVDT故障切换试验：热工人员就地拆除主LVDT接线或将其接线松开，冗余控制将自动切换到另一套VP卡、LVDT控制装置，且控制正常，控制画面种的LVDT故障报警显示正确；
（3）伺服阀线圈、LVDT线圈短路试验：分别将单组伺服阀线圈、LVDT线圈短接，控制系统应保证主汽门控制正常，控制画面报警显示正确。
调门的扰动量小于百分之一，LVDT偏差小于千分之五，完成切换扰动试验，满足系统要求。
7．改造后的优势及结论
改造后增强了汽轮机调门VP卡件的冗余度，避免了出现单只LVDT或VP卡故障的情况下，可以保证机组正常运行，降低了因负荷扰动大带来的运行风险系数。
通过此次对DEH/MEH调门控制系统的冗余改造，实现了调门控制VP卡、LVDT硬件冗余无扰切换的功能，完全排除了因单只VP卡/LVDT故障造成汽轮机停机的重大隐患，提高了DEH/MEH系统的安全性能，保证了机组的安全运行。
参考文献：
[1] 艾默生过程控制有限公司《Ovation系统手册》；