300MW机组DEH系统常见故障解析及具体改进

【摘 要】 从热工专业角度对调兵山电厂DEH系统出现的问题列出故障解析及改进方案，望对同仁有所帮助。

【关键词】 DEH 故障解析 改进

1 前言

大唐调兵山电厂自调试初期DEH系统发生了一系列故障，威胁机组安全运行。在处理故障前，首先了解设备并判断出设备的故障点，生成一套有效的解决办法和分析预案，预防和避免DEH系统故障对机组稳定运行造成的影响。

2 现象分析及改进办法

2.1 调节系统摆动

2.1.1 现象

机组调试期间，#1机组DEH控制系统在升速时，汽轮机转速很难稳定在3000 r/min，有±5r/min的波动，调节汽阀开度波动大且摆动频繁。#2机组也出现过调门发生波动的情况。

2.1.2 原因分析

（1）信号干扰屏蔽问题。（2）伺服阀故障。（3）位移传感器LVDT故障，反馈信号失真。（4）伺服阀指令线松动。（5）阀门控制伺服卡内部的两路LVDT频率接近，造成振荡。 （6）伺服卡内部的增益设置不合理。

2.1.3 解决方法

（1）调兵山#2机组GV3调门运行中有小幅摆动，检查发现伺服卡中LVDT变送器外壳与电路板之间存在短路现象，在变送器外壳与电路板上加装上隔离片，消除了伺服卡中的线路短路。（2）油质问题引起的调节系统摆动，解决的方法是加强滤油、保证油质。（3）调兵山电厂机组投产之后出现多次板件和伺服卡故障的情况。解决的办法是对位移传感器LVDT信号回路进行紧线排查，对安装存在的偏差给予重新定位和紧固。（4）对指令线进行回路检查并进行紧固，在每次检修期间作为例行工作来完成。（5）调整LVDT及伺服卡板件，避免频率接近，造成振荡。（6）调整伺服卡内部电位器，改变增益设置至合理位置。

2.2 LVDT传感器故障

2.2.1 现象

山西漳山电厂1号机组曾出现2号调门关闭，负荷从197.8MW下滑至157.5 MW的现象。原因是2号调门的LVDT1故障。其开度信号虽然被高选选中，但未真实反映2号调门开度，DEH通过伺服卡硬件判断，将2号调门关闭。

2.2.2 原因分析及解决方法

（1）DEH控制系统的阀门执行机构是阀门位置伺服控制回路组成的闭环控制装置，跟随阀门移动的阀门位移传感器（LVDT）将阀门的位置信号转换成电气信号，作为伺服控制回路的负反馈。计算机输的阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号相等时，阀门被控制在某一位置。解决方法采用LVDT智能高选阀位反馈方式。LVDT信号偏差大报警、自动判别并切除故障信号、信号超出正常范围时则输出为低限值等逻辑判断能力，使两只LVDT实现真正的双冗余，将系统故障率降到最低。（2）参数设置不当。在输入指令不变的情况下，调门反馈信号发生周期性的连续变化。2只LVDT在伺服卡内部高选，如果2只LVDT频差过小，导致高选在2只LVDT之间来回切换造成振荡，这种振荡通过将频差调大即可避免。（3）机械原因造成故障。连接LVDT铁芯与线圈内壁产生径向摩擦，将铁芯或线圈磨坏，导致调门波动。安装时尽量保证铁芯与连接板孔垂直，将铁芯提起对准线圈孔洞与连接板孔让铁芯自由落体直至顺利通过。（4）接线问题。2只LVDT导线用同1根电缆线造成信号干扰；LVDT导线与金属接触，极易造成导线磨损接地，致使位置反馈跳变，造成调节门摆动。正确的方法应当是每个LVDT单独采用1根屏蔽电缆。（5）原设计的LVDT的细长芯杆一端直接与油动机活塞杆固定联接，另一自由端在线圈中产生位移，振动容易引起传感器动静部分磨损和芯杆断裂。现将位移传感器的细长芯杆直接与阀门联接改为长粗杆过渡联接的方式，粗杆下部分与油动活塞固定相连，中间采用活动关节与上部分粗杆相连，位移传感器的芯杆一*端再固定在粗杆上部，另一端为自由端，改进后传感器芯杆的固定端由原来的刚性连接变成了柔性连接，可靠性提高。（6）就地接线端子更换，因为位移传感器长期工作在温度高、振动大的环境，极易造成端子接触不良，引起信号和板件报故障。将端子更换为质量上乘产品后， 避免了接触不良引起的故障。

2.3 DEH硬软件的故障处理

2.3.1 现象

机组高调门在运行中会有小幅摆动，2007年7月23日，山西漳山电厂高调3出现全关现象。

2.3.2 原因分析及解决方法

（1）LVDT故障原因之一就是伺服卡中LVDT变送器外壳与电路板间有短路，解决办法是在伺服卡中LVDT变送器外壳与电路板上加装上隔离片，消除了伺服卡中线路短路问题。（2）伺服卡损坏。应当首先确认该伺服卡的故障是否可以通过在线调整解决。如在线更换伺服卡时，应按以下方法进行：1）当伺服卡控制的阀门处于全关位置，且DEH输出指令为0时，可将机组DEH控制切至手动位置，然后拔下该伺服卡，确认新的伺服卡型号、跳线及软件版本与原伺服卡相同。按照伺服卡LVDT调整方法，整定零位、满度、V放大倍数及偏置电压等。确认控制系统工作正常、状态正确、跟踪良好后，投入自动。2）当该伺服卡控制的阀门不处于全关状态或DEH输出指令不为0时，必须通过阀门全行程试验，强制DEH指令使阀门开度逐渐到0后，再更换伺服卡。（3）伺服卡件电源环线端子松动故障的处理和防范措施。2007年7月23日，山西漳山电厂高调3出现全关现象。对卡件电源检查发现伺服卡的+5V电源环线端子松动造成调门故障，重新紧固+5V电源端子，故障消除。（4）控制器问题。漳山电厂曾发生DEH A、B控制器主板温度过高的死机现象，经检查发现控制器主板工作时发热量较大，将DEH主机柜加装风扇板。另一种问题是DEH控制器负荷高会导致死机。如果DEH机柜通讯负荷率长期处在50%的较高水平上，紧急情况下容易造成通讯数据的堵塞，造成DEH系统的瘫痪。为解决DEH机柜通讯负荷率过高的问题，我们可采用2对DPU，将在3机中1对DPU完成的功能分散至2对DPU中，改造后DEH机柜通讯负荷率降到25左右。

3 结语

以上是作者在调兵山电厂以及曾从历电厂时维护电调系统所遇到故障事件的经验总结，并提出有针对性的预案分析。对于DEH系统的故障解析及具体改进方案是具有实际指导意义的，这些方案制定的规范化作业也将是今后汽机控制系统作业的里程碑。

参考文献：

[1] 火电厂汽轮机控制系统改造.北京：中国电力出版社，2004.

[2] 顾正皓.EH系统常见故障的原因分析及解决办法.