小汽轮机比例阀驱动控制单元技术改造分析

冯 康

（华能国际电力股份有限公司上安电厂，石家庄 050310）

1 概述

华能国际电力股份有限公司上安电厂小汽轮机控制系统完成机组从盘车转速到工作转速升速过程的控制、工作过程中汽轮机给水泵组的控制以及各种控制方式之间的逻辑切换。整个系统由DCS同时控制2台给水泵汽轮机运行。控制柜的输出经伺服阀装置转换成油压信号，控制高、低压调节阀油动机开度，以调节小汽轮机转速给水泵出力［1］。

小汽轮机调速控制系统从DCS控制发出指令后，到达一个单独的控制板件。DCS输出指令为4～20mA到小汽轮机控制板，经放大以后控制板输出到伺服阀的信号为±280mA，输出至就地伺服阀，实现阀门开度的调节。负电压为开门方向，正电压为关门方向。VPT6为油动机位置反馈，VPT7为错油阀位置反馈。小汽轮机高压调门和低压调门都是由油动机控制。

2 问题分析

由于伺服放大控制板已运行十多年，模件已经严重老化，给机组运行带来重大隐患。原小汽轮机控制板件2路冗余电源，任意一路故障时，电源切换不可靠。原小汽轮机控制板件控制性能不稳定，易出现控制指令输出振荡，造成小汽轮机调速阀门摆动。原控制板件对周围无线信号的抗干扰能力差。现场安装、接线、调试极不方便。

比例阀驱动单元在实现原控制功能的基础上，实现控制板件和内部电源的集成化。小汽轮机调速控制系统的稳定性得到提高。保障UPS1、UPS2电源一路出现故障时，不影响小汽轮机调速系统安全运行，并且冗余电源的任意一路出现故障时能够及时准确实现电源故障报警。

3 改造方案

3.1 安装施工方案

安装DC±30V/5A冗余电源模块2个，比例调节阀驱动模块1块。输入电压AC110V，输出电压DC±30V/6A，控制框设备安装如图1所示，电源具有报警接点，可实现DCS对该电源的监视功能。

图1 控制柜设备安装

3.2 设备调试方案

利用转接插件将新的比例阀驱动单元模块接通进行调试，驱动单元独立供电。将R724的电阻减小，改为2kΩ，调整P702电位器，在现场或在OIS上观察阀门工作的稳定性。将C714的电容减小，分别改为104pF、102pF和101pF进行观察。将R725的电阻增大，改为5kΩ或10kΩ，调整P702电位器后，进行观察。将R311的电容去掉，减小积分时间，进行观察。

调试时注意TP306点的偏置电压确保在输入信号4mA时，阀门全关。驱动单元外壳加屏蔽措施接地后，进行观察。将信号线整理紧贴柜体铁板也可减小干扰。准备接插件、电线、电子元器件等。

比例阀测试和调整记录见表1。

表1 比例阀测试和调整记录

4 改造效果

PA－300型比例阀驱动单元在实现原控制功能的基础上，实现控制板件和内部电源的集成化，使小汽轮机调速控制系统的稳定性得到提高。PA－300型比例阀驱动单元代替原老板件后，服役年限更长，可以避免原板件的严重老化给机组带来的隐患。新设计的2路电源的有效冗余配置，保障UPS1、UPS2电源一路出现故障时，不影响小汽轮机调速系统安全运行，并且冗余电源的任意一路出现故障时能够及时准确实现电源故障报警。驱动单元外壳加屏蔽措施接地，将信号线整理紧贴柜体铁板减小了干扰。将接线方式更换为集成端子排插拔方式，将信号线整理紧贴柜体铁板也减小了无线信号干扰。

5 结束语

小汽轮机比例阀驱动单元及供电方式改造之后，现设备运行情况良好，小汽轮机进汽调门运行稳定，汽包水位调节良好。调试过程中由于此比例驱动板件关联指令、VPT6、VPT7 2个反馈，因此对于板件的输出线性度、输入输出电压平衡调试是个非常复杂、细致、反复的过程。后续工作可根据实际情况考虑将油动机及现场LVDT反馈装置进行更改，用两路冗余反馈装置互为备用测量阀门实际行程，对上位控制设备进行改造。参考目前DEH阀门HSS03控制板件进行阀门控制，可从根本上解决2个反馈装置产生共模干扰的问题，使小汽轮机阀门控制更加简便可靠。

［1］ 丁道宏.电力电子技术［M］.北京：航空工业出版社，1995.