[發明專利]汽輪機DEH伺服系統的半實物仿真平臺

無效

• 申請號: 200810200226.0
• 申請日: 2008-09-23
• 公開（公告）號: CN101388156A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 陳乃超;齊進;刁兆金;高宇
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種汽輪機數字電液調節(DEH)伺服系統的實驗平臺，尤其是一種用于了解汽輪機DEH伺服系統原理的半實物仿真實驗平臺。

背景技術

隨著火電機組向大容量、高參數發展，機組的自動化程度也相應地不斷提高，各類自動方面的新技術、新系統相繼出現并以成功應用。汽輪機作為熱力發電廠的重要設備，在高溫高壓蒸汽的作用下高速旋轉，完成熱能到機械能的轉換，并驅動發電機轉動，將機械能轉換為電能，并且在這些能量轉換的過程當中，為了保證電能質量，維持電網頻率，通常要求它的轉速穩定在額定轉速附近很小的范圍內變化，這就對汽輪機的控制提出了更高的要求。隨著科學技術的迅猛發展，汽輪機控制技術也發生了日新月異的變化，目前300MW以上大機組，一般均采用數字電液調節系統(DEH)，使單元機組的運行操作發生了質的飛躍，為協調控制系統(CCS)、自動發電控制(AGC)等系統的順利實施創造了條件。

汽輪機的推動需要高溫高壓蒸汽，汽輪機DEH伺服系統是汽輪機運行控制的核心，是汽輪機正常運轉并保證正常發電的重要控制保證。而對于汽輪機DEH的學習和了解，一般的儀器并不能經受在高溫高壓蒸汽環境下運轉，同時這樣處理的費用將是相當的昂貴。因此，對汽輪機DEH伺服系統的仿真研究是解決問題的途徑。為了解決實際汽輪機較難模擬的情況，需要通過半實物性的仿真方法，來解決汽輪機DEH伺服系統的原理模擬，同時給出了外界電網實現對汽輪機DEH系統的功率控制效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是通過半實物化的方式來實現對汽輪機DEH系統的仿真，解決長期以來缺乏在電廠大系統下汽輪機DEH伺服系統運行和控制的實驗教學平臺，提供一種汽輪機DEH伺服系統的半實物仿真平臺。

本發明的技術方案是：一種汽輪機DEH伺服系統的半實物仿真平臺，由汽輪機DEH調節閥的仿真，汽輪機的仿真，汽輪機帶動發電機的仿真，實際電網的仿真構成，它包括液壓動力源，單作用油動機，伺服閥和伺服閥控制器，微處理器和電路模塊，伺服電機、伺服電機驅動器、位移傳感器、測頻元件、測功元件、發電機、電網模塊，其特點是：

汽輪機DEH調節閥的仿真：

液壓動力源輸出帶有壓力的液壓油送入由微處理器及電路模塊所控制的伺服閥和伺服閥控制器，伺服閥控制液壓油輸入到單作用油動機，位移傳感器安裝在單作用油動機的上，當單作用油動機的活塞桿運動時，位移傳感器采集到該移動位置信號，并將其轉換成電信號傳入到微處理器和電路模塊里，用于實現對仿真的汽輪機DEH調節閥的閉環控制；其中，微處理器和電路模塊根據系統性能要求動態給出數值發出控制指令；

汽輪機的仿真：

微處理器和電路模塊通過位移傳感器采集單作用油動機的位移信號數值，并發出控制信號驅動伺服電機驅動器，控制伺服電機的轉速達到實際汽輪機轉速的數值：3000轉/分；

汽輪機帶動發電機的仿真：

測頻元件安裝在伺服電機的輸出軸上，通過測頻元件實現汽輪機的轉速控制，同時將測頻元件所得到的電信號輸入到微處理器和電路模塊，形成測頻功能的閉環控制，伺服電動機的輸出軸連接發電機，通過旋轉的伺服電動機帶動發電機旋轉；

實際電網的仿真：

發電機所輸出來的電能配給通過幾個燈泡所組成的電網模塊，發電機的輸出端安裝有測功元件，用于實現對發電機功率的閉環控制。

微處理器和電路模塊中具有功率-頻率電液控制模塊，該模塊中頻率變送器和轉速定值器進行比較送入頻差放大器，輸出的信號送入到具有調頻方式、基本負荷方式和單向調頻方式的運行方式選擇模塊，同時將頻差放大器輸出的信號輸入到頻率微分器，將從運行方式選擇模塊和頻率微分器輸出的信號輸入到綜合放大器；測功元件經過測功放大器輸入到功差放大器，將功率定值器輸出信號輸入到功差放大器，同時將功差放大器輸出信號輸入到綜合放大器；沖擊負荷信號輸出信號輸入到綜合放大器；綜合放大器輸出信號輸入到PID調節模塊，將經過PID調節模塊的信號輸入到功率放大器，功率放大器輸出信號分別輸入到功率限制器和伺服閥及伺服閥控制器，在功率放大器和伺服閥及伺服閥控制器的信號之間使用越限保護，磁阻發信器測定伺服電機的轉速，提供給頻率變送器，測功模塊測量發電機的功率并將信號送給測功元件，形成測量和控制的閉環控制。

微處理器及電路模塊設有LED顯示燈和液晶顯示器。

液壓動力源包括溢流閥、過濾器、泵用電機、液壓泵和油箱，溢流閥接在液壓泵與油箱之間，用于保護液壓系統。