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3 扫描周期对于汽轮机甩负荷的影响
对于采用超速保护控制(overspeed protection control,简称“OPC”)预关调门、防止汽轮机超速保护功能的机组,扫描周期的快慢影响不大,而采用纯转速控制来控制汽轮机超速的机组,采样时间的快慢则有一定的影响。如图5是汽轮机甩负荷模型,设转子时间常数为8s,汽轮机时间常数为0.3s,阀门时间常数为0.3s,转速不等率为5%,摩擦力矩为额定负荷的2.5%。改变不同的扫描周期(200ms、100ms、50ms、10ms),仿真结果表明扫描周期对于甩负荷工况下的最高飞升转速有一定影响,但影响不大,具体结果如表2。但是如果以200ms采样速率运行,则甩负荷时刻与采样时刻的偏差带来了一定的延迟时间,使转速飞升更高,一般的,延时100ms的话,约增加30r/min的转速飞升。
4 对常规转速调节和一次调频的影响
由于汽轮机的主要容积环节为再热器容积环节和转子惯性环节,其再热器时间常数大于10s,转子时间常数大于6s。因此,常规DEH控制系统中的扫描周期都可满足转速调节的要求。对于一次调频等常见的电网频率扰动,其频率扰动时间通常均大于1s,而小于1s的频率扰动较少,因此DEH控制扫描周期对其影响不大。
5 结论
(1)控制系统的扫描周期对汽轮机安全运行有一定影响,对于快速处理回路,规程中对扫描周期的规定“模拟量控制系统不大于125ms,开关量控制系统不大于50ms”的要求有时也无法满足实际需要;
(2)汽轮机的PLU功能应通过专用硬件卡件实现,如使用软件逻辑实现时,应尽可能的缩短控制器的扫描周期,合理确定电功率变化率的定值,但这也不足以确保该功能的正常动作,此类的改造需慎重;
(3)对于纯转速调节下的甩负荷工况,扫描周期越短,最高飞升转速越低。对于采用保护方式(如OPC)实现甩负荷功能的系统,影响较小;对于常规转速调节和一次调频控制功能,扫描周期小于200ms均可适用。
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