1项目背景

　　华电青岛发电有限公司#3机组为2005年投产的热电联产机组，所采用的DEH控制系统是由上汽厂配供西屋公司的OVATION系统，现场主汽门、高调门、中调门及EGV阀共11只阀门位置反馈（LVDT）均为单信号反馈，在现场震动大，工作环境恶劣的情况下，一旦单回路任一点故障，均会造成停机或降负荷事故。青岛公司#3机组投运以来EGV阀已发生过数次位置反馈故障造成降负荷的异常，尤为严重的是07年6月1日1：30，#3机组EGV因位置反馈装置松动造成EGV关下，负荷由180MW降到50MW，投油四只稳燃，运行人员及时手动将EGV阀打开。根据多方咨询，凡是近年来由上海汽轮机厂配供的热电联产机组，LVDT为单回路配置的用户，都对该回路的不合理设计而困扰，一旦该回路任一环节故障，都会造成停机事故或降负荷事故。

　　针对上述情况，引起华电国际及青岛公司相关领导高度重视，迅速组织相关技术人员反复研究论证，决定利用08年小修机会，对#3机组阀门控制系统进行改造，改造方案如下。

　　2方案介绍

　　改造方案主要分三部分：现场阀门反馈部分、DEH系统部分、DEH软件组态部分。

　　2。1现场阀门反馈部分改造

　　2。1。1主汽门、高调门、中调门位置反馈改造

　　现场主汽门、高调门、中调门共有10只，均为单上汽厂配供的双线圈六线制LVDT，每只故障，均会造成对应阀门动作异常。

　　改造方案：在每个阀门上增加了一个LVDT，为了避免LVDT的激励频率互相干扰，新增加的LVDT和原LVDT150mm以上。新增LVDT重新敷设6×1的分组屏蔽控制电缆，接线注意要把LVDT两根初级线圈接到同一屏蔽层内，其余四线接线无特殊要求。

　　2。1。2现场EGV阀置反馈改造

　　上海汽轮机厂配供的抽汽调节阀（EGV）为ADAMS-ABB-DSK进口阀门，阀门现场温度高于70℃，阀门上的定位器在高温环境下，最长只能运行三个月左右，故障后，EGV阀门会自动关闭，造成机组停机。

　　改造方案：在定位器上设计上冷却风罩，加仪用空气冷却风，风管上加装空气过滤减压阀，空气压力可设为0。2～0。3MPa，加冷却风后，定位器温度降到40℃以下，定位器在该温度范围内可长期稳定运行。

　　2。2DEH系统部分

　　2。2。1主汽门、高调门、中调门系统

　　在DEH机柜内增加了10块VP卡（伺服卡），每块卡各自对应一个LVDT。新伺服卡与旧伺服卡为硬件冗余配置。由DEH系统按照下列条件高速（硬件）判定伺服卡和其对应的LVDT的工作状态，进行主控卡和副控卡（冗余备用）的切换：

　　（1）VP卡硬件故障；

　　（2）LVDT故障；

　　（3）伺服线圈故障(短路或开路)。 

　　且备用VP工作正常时，备用VP卡切换到主。

　　2。2。2VP卡配置过程

　　（1）在IO-Builder中增加VP卡配置，然后在PointBuilder中加入伺服线圈（Channel5）和阀位反馈（Channel4）的点。对于冗余VP卡，每一个VP对应于一个LVDT和一个伺服线圈。

　　（2）将VP卡对于得MASTATION的RedundantRVPcards设置为yes，并且HWA中填入第二块VP卡的硬件地址。关于如何计算硬件地址，请参看REF-1100OvationAlgorithmsReferenceManual。

　　（3）为每一块增加的VP卡在逻辑图sh003加入一个RVPSTATUS算法块，设置正确的卡件硬件地址，并为每一个VP卡的RVPSTATUS增加一个命名的$STAT点（LP）。这个点的第10位指示卡件主备状态（0-Primay，1-Backup）。第12位表示Armed/DisArmed状态（0-Armed，1-DisArmed）。

　　（4）在VP卡校验画面（1001）VP卡增加调用校验画面的按钮，并且增加卡件主备状态/伺服线圈电压/阀位反馈的画面显示。

　　（5）修改逻辑图sh050，VP卡的阀位指示根据卡件主备状态及点的质量切换。增加sh067，在发生VP卡主备切换或者两个VP都在Primary/Backup时，报警。

　　（6）冗余VP卡之间的互连线要采用屏蔽双绞线。接线方式见下图： 

　　冗余VP卡互连接线图

　　（7）在VP卡校验画面上，将原来VP卡的redundantFlag设置为1（1-冗余，0-非冗余），将coilCount设置为1，Download置VP卡。设置完成后，要将VP卡重启以使冗余配置生效。Ovation的VP冗余是每一个VP卡分别接一个伺服线圈和一个LVDT，因此要将原来接的第二对伺服线圈调整到新加入的VP卡。插上新的VP卡后，同样将redundantFlag和coilCount设置为1，并且重启VP卡。注意，在线更换卡时，需要先将VP卡的redundantFlag设置为1，所以在线更换VP卡时，应该先将新的VP放在一个未接线的BASE上，先将redundantFlag设置为1后，再更换。

　　（8）所有的VP卡必须要全部重新校验。由于在冗余方式下，只能校验Primary的VP卡，所以将另一块拔出后校验。

　　（9）Ovation的冗余VP工作方式为一主一备备用VP复制主卡的伺服线圈输出。当发生VP卡硬件故障，LVDT故障，伺服线圈故障（短路或开路）时，且备用VP工作正常时，备用VP卡切换到主。具体参考REF-1150OvationI/OReferenceManual。

　　2。2。3EGV阀系统

　　原系统是用功放板通过基地调节方式控制的，反馈信号直接引入功放板，如果反馈信号故障，输出指令会发关指令，造成严重后果。本次改造在DEH机柜内增加AI板及AO板各一块，将反馈信号引进DEH控制系统，进行特定逻辑运算，再将输出指令通过AO送到功放板上。

　　2。3逻辑组态部分

　　2。3。1主汽门、高调门、中调门系统

　　在DEH系统（软件）下面增加了如下功能：在运行人员操作站上增加了一幅有10个LVDT状态的显示画面，运行人员通过该画面可以观察当前LVDT的工作状态、主控/副控状态等。如果主控/副控状态发生切换，则画面上会弹出一个报警标志，只有在运行人员确认后，该标志才消失。然后，运行人员可以通知热工人员在DEH历史库中查找主控/副控切换的时间和原因，从而判定LVDT是否有隐患或故障。

　　2。3。2EGV阀系统

　　在机组正常运行中，DEH系统一直在对EGV阀的位置反馈进行故障判定，一旦满足位置反馈的两个故障特征矢量：即EGV阀的指令和位置反馈超过动作时间（阀的滞后时间），同时该指令和位置反馈的偏差也超过EGV阀的动作死区，就可以判定EGV阀的位置反馈出现故障，DEH系统就将EGV阀的位置反馈信号作为指令施加到EGV阀的伺服放大器上，由于EGV阀的伺服放大器此时的指令等于位置反馈，没有偏差，伺服放大器就没有输出，从而使得EGV阀保位。在EGV阀位置反馈信号一旦恢复正常，该保位功能会自动退出。同时，在EGV阀保位的情况下，在工程师站上有一个故障手操器，通过该手操器，可以手动操作EGV阀开启或关闭。每操作按钮1次，EGV阀开启或关闭（动作）3s，然后继续恢复EGV阀新的开度下的保位状态。

　　4项目实施

　　该项目实施主要分四部分：现场LVDT等设备安装及电缆加装；DEH系统增加卡件；DEH逻辑组态；系统调试。

　　4。1现场LVDT安装及电缆加装

　　（1）对汽机主汽门、高调门、中调门10只阀门进行了反复测绘，加工了对应的连接件，因LVDT是双线圈六线制带电工作模式，特意使两只LVDT安装垂直距离有150cm；

　　（2）铺设新加LVDT到DEH柜的新增控制电缆，电缆为六芯，三线一屏蔽，外加总屏蔽，其中，两初级线圈线要在同一屏蔽层内；

　　（3）对EGV加装冷却风罩，并加装对应冷却风管及空气过滤装置。

　　4。2DEH系统增加卡件

　　（1）利用原DEH柜内空位，增加10块VP卡、一块AI卡、一块AO卡。

　　（2）将新增卡件与就地控缆接好，接好冗余VP卡连线。

　　4。3DEH逻辑组态

　　（1）在DEH系统上对新增卡件进行编址定义，并进行卡件校验；

　　（2）完成LVDT画面组态，并增加LVDT切换报警功能；

　　（3）增加EGV反馈故障保位逻辑。

　　4。4系统调试

　　（1）TV、GV、IV进行了冗余切换试验；

　　（2）伺服线圈短路、断路试验；

　　（3）LVDT断线试验，分别断开初级线圈、次级线圈；

　　（4）VP故障试验，通过拔出主卡试验；

　　（5）汽机挂闸后，对每个阀门的主/备VP卡件进行校验；

　　（6）对EGV阀进行动态试验。

　　5调试结果

　　5。1TV、GV、IV进行冗余切换试验

　　（1）伺服线圈短路、断路试验。VP卡切换几乎无扰。

　　（2）LVDT断线试验，分别断开初级线圈、次级线圈A、次级线圈B。这几种情况。VP卡切换同样几乎无阀扰。

　　（3）VP故障试验，拔出主卡试验，扰动较大，试验测得最小3%，最大15%。由于VP故障时，备用VP卡需要一个控制周期完成切换，且此种情况下VP需要检验多种状态和等待多个Timers（定时器）超时，所以这种情况下的扰动也与阀门本身特性有关(即伺服阀失电情况下阀门自行关闭的时间相关)。

　　（4）本次试验未发现相邻两个GV的LVDT有明显干扰现象。

　　5。2对每个阀门的主/备VP卡件进行校验

　　汽机挂闸后，全部阀门强制开到50％后，进行VP卡故障切换试验。分别进行拔掉主卡、解除LVDT线圈、解除伺服阀线圈等工况操作，VP卡件能够正常切换。阀门开度扰动最大9％。

　　5。3对EGV阀进行动态试验

　　汽机挂闸后，EGV阀在30s内全开。在位反正常情况下，EGV阀的位反按运行人员的操作开启或关闭。若位反故障，运行人员对EGV阀发指令，当指令与反馈有±4%的偏差时，EGV阀的指令马上与位反保持一致，该情况下，操作故障手操器，可以继续操作EGV阀开启或关闭。通过实验，DEH可以实现EGV阀不因为位反故障而影响机组安全运行的功能。

　　6投运后状况

　　（1）机组启动后，发现三次LVDT切换报警，经检查发现GV5阀VP卡冗余切换系数偏小，待有停机机会，重新调整；

　　（2）LVDT指示稳定，未发现相互干扰情况；

　　（3）EGV阀运行状况正常，就地位置反馈温度明显降到设备允许范围内。

　　7注意的问题

　　（1）VP卡有3种工作状态

　　①PRIMARY--主控；

　　②BACKUP/ARMED--备用/就位；

　　③BACKUP/DISARMED--备用/未就位。

　　注意只有在状态②下，备用中的VP在主卡出问题时切换过去，而在情况③下不具备这种能力。通常情况下，主卡工作在状态①和②，当故障发生时，备用卡切换至状态①，主卡切换至状态③。这是DE主画面有阀门切换报警产生，在确认故障后，除了将阀门切换报警复位外，还需要在VP校验画面上将备用卡REARM成状态②，但是在REAR之前，请务必确认故障状态且已被处理修复。

　　（2）在汽机突然打闸时，由于阀门迅速关闭，指令反馈偏差大，有可能会造成VP卡切换，也就是说在汽机启动后，不再进行打闸试验后，检查有无VP在状态③，有的话，将其REARM成状态②备用/就位。

　　（3）在日常巡检时，建议观察1001号图，检查有无卡件在Backup/DisArme状态，以及各个阀门的LVDT反馈偏差是否有过大的情况。