富海淵，阮雷鈞

（浙能長(zhǎng)興發(fā)電有限公司，浙江 湖州 313100）

0 引言

浙能長(zhǎng)興發(fā)電有限公司一期2×300 MW機(jī)組于2002年12月正式投入運(yùn)行，汽輪機(jī)電調(diào)控制采用GE新華控制工程公司的DEH－IIIA高壓純電調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)投運(yùn)至今已近10年.整套控制系統(tǒng)在運(yùn)行周期內(nèi)，總體運(yùn)行狀況穩(wěn)定可靠.但即使是作為機(jī)組投用初期較為先進(jìn)的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)，由于受當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)水平所限，DEH－IIIA系統(tǒng)仍然存在諸多不夠完善之處，或者說(shuō)是系統(tǒng)缺陷，亟待技術(shù)人員在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行優(yōu)化.而且隨著投運(yùn)年限的增加，硬件故障率逐漸上升，系統(tǒng)性能逐漸下降.近兩年由于電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則的考核標(biāo)準(zhǔn)逐步提高，原DEH－IIIA系統(tǒng)與兩個(gè)細(xì)則考核標(biāo)準(zhǔn)間的矛盾日益凸顯.為保證汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)也能在電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則的考核中取得優(yōu)良成績(jī)，浙能長(zhǎng)興發(fā)電有限公司在機(jī)組大修中對(duì)DEH系統(tǒng)進(jìn)行改造，升級(jí)優(yōu)化為GE－新華DEH－V系統(tǒng).

1 DEH－IIIA汽輪機(jī)控制系統(tǒng)不足點(diǎn)

1.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理

DEH－IIIA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見圖1）采用同軸電纜連接方式，上位機(jī)操作為 Win－NT.同軸電纜連接方式的總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)斷點(diǎn)的耐受能力非常有限，任何一個(gè)同軸電纜上的斷點(diǎn)都會(huì)影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳播，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率僅能達(dá)到10 Mbps.由于上位機(jī)硬件配置較低，數(shù)據(jù)處理能力差，當(dāng)上位機(jī)間進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝時(shí)，DEH系統(tǒng)與其他系統(tǒng)如DCS系統(tǒng)間的通訊功能無(wú)法得到保證，系統(tǒng)通訊報(bào)警頻發(fā).

1.2 閥門控制回路維護(hù)難度大

DEH－IIIA系統(tǒng)的閥門控制回路的核心部件為VCC卡，其零位、滿度及偏置的調(diào)整通過(guò)手動(dòng)調(diào)整VCC卡件面板上的可調(diào)電位器來(lái)完成，由于參數(shù)間的相互影響，調(diào)整工作需多次重復(fù)方能滿足控制要求.VCC卡所采用的可調(diào)電位器模擬電路控制方式，不僅使機(jī)組在線運(yùn)行時(shí)卡件各項(xiàng)參數(shù)容易漂移，且技術(shù)人員干預(yù)手段極少，無(wú)法避免當(dāng)位移反饋信號(hào)出現(xiàn)斷線時(shí)出現(xiàn)閥門突關(guān)情況的發(fā)生.

圖1 DEH-IIIA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

1.3 系統(tǒng)主保護(hù)可靠性低

DEH－IIIA系統(tǒng)中包含的汽輪機(jī)主要保護(hù)OPC保護(hù)系統(tǒng)，雖然在OPC卡的硬件配置上采用了三取二冗余方式，但系統(tǒng)中的重要邏輯參數(shù)如汽輪機(jī)掛閘、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)和機(jī)組功率等采用的是單路信號(hào)引入方式.在近幾年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，由于這些重要保護(hù)信號(hào)的誤動(dòng)引發(fā)的跳機(jī)障礙屢見于事故通報(bào).對(duì)于長(zhǎng)電公司而言，這種可靠性較差的保護(hù)信號(hào)配置方式同樣是一個(gè)不容忽視的設(shè)備隱患.

1.4 一次調(diào)頻品質(zhì)差

由于DEH－IIIA系統(tǒng)中MCP卡對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量精度只能達(dá)到1 r／min，長(zhǎng)電公司一期2臺(tái)機(jī)組的一次調(diào)頻品質(zhì)長(zhǎng)期無(wú)法得到提高，平均動(dòng)作正確率僅有60%多，與兩個(gè)細(xì)則考核標(biāo)準(zhǔn)的要求差距甚遠(yuǎn).

1.5 無(wú)法適應(yīng)廠用電切換

當(dāng)電氣專業(yè)進(jìn)行廠用電A路切換至柴發(fā)試驗(yàn)時(shí)，DEH控制系統(tǒng)中的主控制單元DPU發(fā)生離線脫網(wǎng)現(xiàn)象.對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)DEH－IIIA系統(tǒng)中的機(jī)柜電源切換裝置配置不合理，電源切換裝置的切換電壓值低于和主控制單元DPU的最低允許工作電壓，DPU工作電源未能被及時(shí)切換至備用的B路電源，導(dǎo)致離線情況發(fā)生.

1.6 系統(tǒng)散熱系統(tǒng)脆弱

在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，個(gè)別機(jī)柜出現(xiàn)電源模件發(fā)熱異常，局部溫度可達(dá)到80℃，在排除了電源故障后技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致電源超溫的原因在于機(jī)柜散熱系統(tǒng)的工作不正常.DEH－IIIA系統(tǒng)對(duì)每個(gè)機(jī)柜配備3個(gè)連續(xù)運(yùn)行的功率為25 W，風(fēng)量為1.727 CMM（m3／min）的散熱風(fēng)扇.但由于在風(fēng)扇的動(dòng)力回路上未做隔離設(shè)計(jì)，風(fēng)扇間的匝間短路等故障無(wú)法被阻斷，單個(gè)風(fēng)扇的故障往往就導(dǎo)致整個(gè)機(jī)柜散熱功能的失去.

DEH－IIIA系統(tǒng)DPU所配主板因功耗較高，運(yùn)行時(shí)需通過(guò)風(fēng)扇散熱，而風(fēng)扇設(shè)計(jì)壽命往往無(wú)法達(dá)到機(jī)組的C修周期，風(fēng)扇停轉(zhuǎn)對(duì)DPU主板的正常工作非常不利.

2 DEH－IIIA汽輪機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)化

綜合分析以上DEH－IIIA汽輪機(jī)控制系統(tǒng)存在的不足和原系統(tǒng)的備件購(gòu)買與系統(tǒng)維護(hù)工作難度的加大，由于DEH－IIIA系統(tǒng)的操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均已十分落后，兼容同軸電纜網(wǎng)卡的上位機(jī)和Win－NT操作系統(tǒng)也已退出主流控制領(lǐng)域，長(zhǎng)電公司儀控專業(yè)在機(jī)組大修期間對(duì)原DEH－IIIA系統(tǒng)進(jìn)行了有針對(duì)性的優(yōu)化.

2.1 將原系統(tǒng)局部升級(jí)優(yōu)化為DEH－V型系統(tǒng)

該項(xiàng)工作內(nèi)容主要包含主板更換、系統(tǒng)新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建、閥門控制卡的更換和OPC保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)整.

DEH－V型系統(tǒng)（見圖2）DPU主板為低功耗設(shè)計(jì)，無(wú)需風(fēng)扇散熱，適應(yīng)機(jī)組的長(zhǎng)周期運(yùn)行.優(yōu)化后的DEH－V型系統(tǒng)采用以交換機(jī)為核心的星型以太網(wǎng)，網(wǎng)速達(dá)到100 Mbps.整體控制系統(tǒng)軟件環(huán)境升級(jí)為XDPS－400＋，即上位機(jī)操作系統(tǒng)升級(jí)為WIN XP，上位機(jī)和DPU控制單元應(yīng)用軟件升級(jí)為XDPS6.0SP4，I／O通訊站BC卡升級(jí)為BCNET卡.由于操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變，優(yōu)化后的DEH－V型系統(tǒng)選用了性能良好的DELL980服務(wù)器，運(yùn)算速度的大幅提高使上位機(jī)完全能夠同時(shí)滿足網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)間數(shù)據(jù)拷貝和系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通訊的需要.

圖2 DEH-V系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

DEH－V型系統(tǒng)以VPC卡取代了原來(lái)的VCC卡，通過(guò)VPC卡件專用調(diào)試程序，在任一 MMI站上都可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊方式自動(dòng)或者手動(dòng)修改VPC參數(shù)，并且技術(shù)人員可以在線進(jìn)行閥門控制卡放大增益（比例）的調(diào)整，使閥門工作在最佳狀.與VCC卡相比，VPC卡具備斷線保護(hù)功能，屏蔽故障傳感器信號(hào)，將故障后果控制在最小范圍內(nèi).

DEH－V型系統(tǒng)的OPC保護(hù)系統(tǒng)采用分站式布置的三取二SDP卡搭建，并更換了與卡件對(duì)應(yīng)的端子板，重要保護(hù)信號(hào)汽輪機(jī)掛閘、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)和機(jī)組功率等采用3路信號(hào)引入方式.新系統(tǒng)對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量精度達(dá)到0.1 r／min，優(yōu)化后機(jī)組一次調(diào)頻品質(zhì)得到明顯提升，平均動(dòng)作正確率達(dá)到80%左右，對(duì)兩個(gè)細(xì)則的響應(yīng)效果非常理想.

2.2 重新匹配機(jī)柜電源切換裝置

采用新型的170型電源切換裝置，匹配切換裝置的切換電壓高于主控制單元DPU的最低允許工作電壓，使DPU工作電源能夠被及時(shí)切換至備用的B路電源.當(dāng)電氣專業(yè)進(jìn)行廠用電A路切換至柴發(fā)試驗(yàn)時(shí)，DEH控制系統(tǒng)中的主控制單元DPU未再次發(fā)生離線脫網(wǎng)現(xiàn)象.

2.3 修改機(jī)柜散熱系統(tǒng)動(dòng)力回路

采用帶線保險(xiǎn)管座對(duì)機(jī)柜散熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，將原為單路設(shè)計(jì)的散熱風(fēng)扇動(dòng)力回路設(shè)計(jì)修改為3路彼此獨(dú)立的回路，阻斷風(fēng)扇的相互影響.由于散熱系統(tǒng)對(duì)卡件能否正常工作影響較大，在管理規(guī)程上還應(yīng)根據(jù)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)壽命結(jié)合機(jī)組停機(jī)情況對(duì)散熱風(fēng)扇確定更換周期，

3 系統(tǒng)優(yōu)化注意事項(xiàng)

（1）細(xì)同軸電纜網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)允許傳輸距離為185 m，而雙絞線以太網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)允許傳輸距離為100 m，優(yōu)化時(shí)應(yīng)特別測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備布置，必要時(shí)可采用光纖作為傳播介質(zhì).

（2）由于VPC新卡在出廠時(shí)卡內(nèi)無(wú)預(yù)燒數(shù)據(jù)組態(tài)，在線安裝新VPC卡件時(shí)閥門會(huì)發(fā)生切手動(dòng)現(xiàn)象，因此宜將新卡在機(jī)組停役時(shí)先進(jìn)行在線下裝組態(tài)后再留做備用.

（3）磁阻式轉(zhuǎn)速測(cè)量探頭在安裝條件允許的前提下宜選用阻值較大的型號(hào).現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)阻值為500Ω的探頭其耐干擾能力要遠(yuǎn)優(yōu)于阻值為150Ω的探頭.

（4）優(yōu)化后的系統(tǒng)繼續(xù)沿用部分原系統(tǒng)的舊卡件和端子板，因優(yōu)化的需要其安裝位置往往會(huì)發(fā)生改變，應(yīng)及時(shí)修改卡件標(biāo)識(shí)和線號(hào)，以便于維護(hù)人員的辨識(shí).

（5）若采用高速硬盤作為系統(tǒng)歷史記錄的存儲(chǔ)介質(zhì)，應(yīng)將該上位機(jī)配置為雙硬盤結(jié)構(gòu)，并將系統(tǒng)盤和歷史文件存儲(chǔ)區(qū)分配于不同的硬盤，以避免因歷史記錄的頻繁存儲(chǔ)的系統(tǒng)崩盤情況發(fā)生.

［1］高偉.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第四分冊(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2000：184－187.

［2］國(guó)家電力公司發(fā)輸電運(yùn)營(yíng)部.防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2002：166－168.