珠海发电厂2×700 MW机组主要设备是日本三菱重工设计制造的，汽轮机为亚临界、反动、冷凝式三缸四排汽，设有八级抽汽回热，
40% BMCR容量的高、低压两级串联旁路；汽轮机高、中压缸合缸，有高、中压主汽门各2个，高、中压调门各4个，机组控制系统采用了三菱重工新一代DIASYS—UP集散控制系统。整个机组的启停均可通过电厂自动启、停控制系统（APS）系统实现全过程程序控制。其汽轮机调节保安系统采用DIASYS—UP—DEH系统。该系统是以两套互为备用的计算机为主要控制装置，采用高压抗燃油液压执行机构的纯电调调节系统，高压抗燃油作为液压传动机构的传动介质，EH油泵运用叶片式高压流体泵，EH油压为10.3~12.8
MPa，这种独立的高压油系统显著提高了调节系统的动态响应能力和静态精度。高压主汽门（MSV）及高、中压调门（GV、ICV）均有LVDT变送器，将油动机的位置信号转换成直流电压信号，送入各自的VCC板（阀门控制板），与阀门指令比较，通过各自的电液伺服阀控制组成闭环控制系统，中压主汽门（RSV）不设电液伺服阀，通过EH跳闸油压实现全开全关即可满足机组运行要求，在汽机的高、中压调门的液压回路中均有OPC（超速保护控制）快关电磁阀，可通过泄掉GV、ICV的控制油压实现调门单独的快关。在EH跳闸油系统上另外设有专门的危急跳闸电磁阀（OPS），可泄掉EH安全油压实现所有主汽门、调门同时的快关，防止汽机超速。DEH不设专门的控制盘，完全融合于机组的自动控制系统当中，其高压主汽门和高压调门配有后备的模拟手操控制站。DEH的数字计算机直接挂接在DCS的以太网（Ethernet）上，通过电液伺服阀将DEH发出的热工电流信号转变成液压信号，使油动机改变位置来控制高压主汽门和高、中压调门。珠海电厂这1套DEH系统通过调试过程及2000年4月移交运行以来，其稳定性、安全性等各方面功能均能达到较高的水准。

2　转速和负荷控制

　　DEH的基本功能是对汽轮机的转速和机组的负荷进行控制和调节。

2.1　并网前的控制

     并网前，DEH进行汽机转速控制，可通过手动或APS设定转速目标值和升速率冲转汽机，其目标转速值只有500
r/min、2 100 r/min和3 000 r/min，避免了在临界转速停留；升速率有75 r/min、150
r/min和300 r/min三种，可根据机组状态和汽缸温度手动或由APS自动给出。珠海电厂汽机冲转方式是主汽门（MSV）冲转，汽机挂闸后，高压调门（GV）和中压主汽门（RSV）全开，高压主汽门内部带有启动阀，高压主汽门开启冲转的同时，1
号ICV（中压调门）随高压主汽门逐渐开启，当转速达到3 000 r/min时，DEH进行阀切换，在稳定转速3 000
r/min左右的同时，高压调门由全开逐渐关小，缓慢全开高压主汽门，进入调门控制，中压调门也切换至跟随高压调门信号控制，直至机组负荷达40%以上，中压调门全开。阀切换完成后，汽机转速升至3
000 r/min，在手动或由APS发出并网指令后，DEH开始进入汽机转速同期调整，可以通过自动准同期系统或是手动将汽机转速调整至和系统频率相符来满足并网条件。

2.2 并网后的控制

　　机组并网后，为避免并网瞬间机组出现逆功率，DEH会即刻产生一个35 MW（5%）的初负荷指令开大调门，使发变组出口开关合上后带负荷初运行。

　　DEH的控制器有两种工作方式：GOV（Governer）和LL（Load Limiter）方式，GOV方式在任何时候均可投运，而LL方式则只能在机组并网后投运。并网后如DEH在GOV方式下，负荷指令P₀会叠加上一个频差（ΔF）信号，机组参与一次调频，如果汽机的速度变动率为K，则机组出力为P0+KΔF，当系统频率高于50
Hz时，ΔF小于零，机组出力相对减少；当系统频率低于50 Hz时，ΔF大于零，机组出力相对增加。一次调频功能有利于系统稳定，但同时也增加了对机组正常运行和自动控制系统的扰动。根据广东电网要求，珠海电厂发电机组参与一次调频的死区是±0.05
Hz（±3 r/min）。

　　DEH的负荷控制可以直接手动在GOV或LL的控制站上给出负荷指令，进行机组负荷的开环调节，也可以通过DEH的自动负荷调节功能（ALR）给出负荷指令，或者是投入DEH的“LINK
IN”功能，直接接受机炉协调控制（CCS）的汽机主控负荷指令，ALR和CCS的负荷控制指令都是经过和实际负荷测量值比较后给出，是闭环调节。无论是ALR方式或是CCS方式，最后都通过GOV或LL控制器给出汽机调门的阀位指令。

2.3 阀门控制

　　DEH中的阀门开启方式分为顺序阀喷嘴调节（也称部分进汽）和单阀节流调节（也称全周进汽）两种形式。在机组正常运行中，考虑到机组运行的经济性，汽轮机调门一般采用喷嘴调节的顺序阀开启方式，以减少节流损失。所谓顺序阀方式，是调门根据负荷按预先设定的程序依次逐个根据负荷变化启闭，为机组的稳定，各阀之间带有一定的重叠度。图1为珠海电厂DEH采用顺序阀控制时高压调门（GV）的阀位变化趋势。

图1　 顺序阀控制时高压调门的阀门变化趋势

　　所谓单阀节流调节即所有调门依同一开度进行启闭，调门处于同一开度，所以也叫全周进汽。采用全周进汽时，由于存在较大的节流，蒸汽在调节级的放热减少，调节级级后温度升高，调节级部分的汽缸、汽机转子热应力降低，汽轮机调节级处汽缸和转子都是热应力较大的部分，也是机组热应力监测的重要部分，它基本代表了整个汽轮机的应力水平。在机组启停阶段或是负荷大幅度变动时，为使汽轮机在允许热应力范围内获得最大负荷变化量或者说将热应力降低到最低程度，采用全周进汽的单阀调节方式，珠海电厂机组在启动过程中，并网、升负荷时DEH均采用全周进汽方式，直至负荷高于350
MW或是在停机阶段，只要APS发出停机指令，且机组负荷低于75%（525 MW），DEH即自动将部分进汽切换至全周进汽，进入热应力控制的单阀调节方式运行。

3　 DIASYS—UP—DEH的保护功能

　　DIASYS—UP—DEH 系统在保护功能的开发上是比较完善的。

3.1　中压调门快关FV（Faster Valve）功能

　　FV亦称CIV（Close Interceptor Valves）功能， FV功能是在电力系统产生系统故障，出现机组甩部分负荷时，为提高系统稳定快关中压调门的措施。在甩部分负荷时，发电机由于输入和输出功率的不平衡，会引起失步使功角增大，过大的功角会使发电机失去稳定造成与电网解列，因此，在机组甩部分负荷的瞬间，应瞬时减少汽轮机的输入功率，用瞬间快关中压调门的方式，使之尽可能与电网所需功率相匹配，由于汽轮机中低压缸所带负荷约占整机负荷的60%~70%，这样就可以有效地提高电网暂态稳定水平。DEH系统通过检测中压调门的出口压力信号和发电机的电流信号来检测汽轮机输入和发电机输出的不平衡功率，当汽轮机的输入功率（中压调门后压力值来表示）大于发电机的输出功率（发电机的电流来表示）40%的时候，ICV的OPC电磁阀动作，FV在0.3
s后再开启，此功能可以尽量减少因电网故障而停机。

3.2 　超速保护功能

　　DIASYS—UP—DEH设置了非常全面的防超速功能，其中包括超速保护（OPC）功能、机械危急遮断功能和电超速保护功能。

3.2.1　 OPC功能

　　OPC（Over Speed Protection Controller）功能是防止汽机因超速而跳闸的主要手段，其判断方法如下：ICV阀后压力所表示的汽机输入功率大于发电机电流信号表示的发电机输出功率（△N）30%~60%的时候，对应函数为0~1，发电机组转速超过额定转速的0~7%（3
000~3 210 r/min）对应函数也为0~1，上述两个函数之和大于1时，OPC动作，OPC动作范围示意图如图2所示。

图2　 OPC动作范围示意图

　　OPC动作通过高、中压调门的OPC电磁阀动作开启，使高、中压调门同时快关。OPC信号长度为1 s，OPC信号复归后，高、中压调门重新开启。OPC功能可在机组甩负荷或汽机转速飞升时及时关闭高中压调门，有效防止汽轮机过分超速，危急保安器动作。如机组出现FCB（Fast
Cut Back）后，DEH系统控制转速维持在额定转速附近空载运行，一旦故障消失，机组很快实现并网。珠海电厂2号机4次不同类型FCB试验中汽机转速、调门动作情况和OPC动作情况见表1。从表1中可看出，OPC功能在控制汽机转速飞升方面是十分有效的。

    

表1　 FCB试验中转速、调门及OPC动作情况



^*A
^*B
从^*A动作至^*B动作所用时间/s

发变组出口

开关断开
项目
50%FCB
75%FCB
100%FCB
100%FCB带厂用电

至转速飞升到最高
2.00
2.84
2.84
2.02

至GV 全关
0.72
0.82
0.50
0.47

至ICV全关
0.36
0.12
0.18
0.14

至转速额定并稳定
33.3
59.0
57.4
13.8

OPC动作持续时间
0.88
0.88
0.92
0.92

OPC动作转速/ r·min^-1
3 065
3 009
3 011
3 007

汽轮机最高转速/r·min^-1
3 138
3 143
3 190
3 157

　　DIASYS—UP—DEH还具有OPC通道在线校验功能，在机组正常运行期间，可通过OPC试验功能来检验其信号和通道是否可靠。

3.2.2　 机械危急遮断功能

　　机械危急遮断装置示意图如图3所示。汽机主油泵出口有一路高压透平油（称自动跳闸油），与EH安全油回路的危急跳闸活塞阀相通，当自动跳闸油充压时，危急跳闸阀（TL－V－202）关闭；当自动跳闸油泄压时，危急跳闸活塞阀开启，使EH安全油泄压，所有主汽门、调门关闭，汽机跳闸。当汽机转速达到（110±1）%额定转速时，机械危急遮断装置的飞锤飞出，同时跳闸电磁阀（SV4）开启，使自动跳闸油泄压，危急跳闸活塞阀动作开启，汽机保护跳闸。