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CN102004167A - 一种实现汽轮机转速的测量方法 - Google Patents

一种实现汽轮机转速的测量方法 Download PDF

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CN102004167A
CN102004167A CN 201010510355 CN201010510355A CN102004167A CN 102004167 A CN102004167 A CN 102004167A CN 201010510355 CN201010510355 CN 201010510355 CN 201010510355 A CN201010510355 A CN 201010510355A CN 102004167 A CN102004167 A CN 102004167A
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吴胜华
杨卫民
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Abstract

本发明公开了一种汽轮机转速的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过DPU给FPGA设定汽轮机组态齿数；2)汽轮机齿轮转动通过对应光电脉冲传感器产生一系列正旋波信号并传输给OPC模件；3)整形电路将该信号整形成为方波信号并通过高速光耦隔离后传给FPGA；4)FPGA在第一个方波上升沿开始填充由标准频率输出的标准脉冲并计数，直至组态齿数个方波上升沿后停止计数，并将填充的脉冲个数传递给DPU，由DPU计算出汽轮机转速。本发明根据汽轮机的齿数测量汽轮机转动一整圈的时间来计算汽轮机转速,这样由于计算的是汽轮机转动一圈的时间而非齿与齿之间的时间，从而消除了由于汽轮机齿间距的差异而造成的计算误差。

Description

一种实现汽轮机转速的测量方法
技术领域
本发明涉及汽轮机数字电液调节系统(简称DEH)的一种汽轮机转速的测量方法，具体适用于600MW及以下火电厂汽轮机、给水泵汽轮机的超速保护模件中。
背景技术
在火电厂汽轮机、给水泵汽轮机的数字电液调节系统(简称DEH) 中涉及到汽轮机转速的测量,在汽轮机转速超出额定转速的103%和110%时,测速装置需要给出报警信号,传送给汽轮机危急保安系统(ETS) 以快速关闭电磁阀,实现停机保护。
目前汽轮机数字电液调节系统在实现对汽轮机转速测量时,均是通过汽轮机齿轮转动对应光电脉冲传感器产生脉冲信号,对该信号测量后计算当前汽轮机转速。不同等级的汽轮机齿轮数量有所差异.齿轮之间基本均匀分布,但制造商加工精度的差异会造成这种齿间距会有差异度。
而现在常规实现汽轮机转速测量的方法有两种：1，测频法：测量汽轮机齿与齿之间的时间，并计算出汽轮机转速。此法缺点：由于齿与齿之间间距不等造成测量频率结果的跳跃变化2，测周法：测量一固定时间内，汽轮机转过的齿数，计算出汽轮机的转速。此法缺点：由于一定时间内转过齿数会有±1个齿误差，造成低速情况下测量不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽轮机转速的测量方法，可提高汽轮机转速的测量精度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种汽轮机转速的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过DPU给FPGA设定汽轮机组态齿数；
2)汽轮机齿轮转动通过对应光电脉冲传感器产生一系列正旋波信号并传输给OPC模件；
3)整形电路将该正旋波信号整形成为方波信号并通过高速光耦隔离后传给FPGA；
4)FPGA在第一个方波上升沿开始填充由标准频率输出的标准脉冲并计数，直至组态齿数个方波上升沿后停止计数，并将填充的脉冲个数传递给DPU，由DPU计算出汽轮机转速。
本发明的最基本原理是在汽轮机转动了组态的齿数（即完整的一轮）之间，填入高频计时脉冲，用高频计时脉冲值计算出汽轮机转速。在超速保护装置中增加在线设置和掉电保持功能的汽轮机齿轮数参数,从而保证可以测量汽轮机转动一整圈的准确时间来进行转速的计算，并且可以适用于任意齿数的汽轮机。
由于在DEH数字电液调节系统汽轮机超速保护控制模件的计算中加入了可组态信息--汽轮机的齿数来保证可以测量汽轮机转动一整圈的准确时间，而不是测量齿与齿之间的时间，排除由于汽轮机齿间距差异而造成测量和计算出来的频率产生跳跃的问题，也不存在测周法在一定时间内会有±1个齿数的误差造成测量的不准确。
本发明所达到的有益效果：
本发明根据汽轮机的齿数测量汽轮机转动一整圈的时间来计算汽轮机转速,这样由于计算的是汽轮机转动一圈的时间而非齿与齿之间的时间，从而消除了由于汽轮机齿间距的差异而造成的计算误差；同时在汽轮机高速转动时,这种方法也可以保证测量响应时间。由于不是测周法，故在汽轮机低转速的情况下也能够准确的测量转速。
附图说明
图1为OPC模件测速模块系统框图。
具体实施方式
如图1测速模块系统框图所示，DPU（数据处理器）给FPGA设定汽轮机组态齿数，汽轮机齿轮转动通过对应光电脉冲传感器产生一系列正旋波信号并传输给OPC模件，整形电路将该信号整形成为方波信号并通过高速光耦隔离后传给FPGA，FPGA在第一个方波上升沿开始填充由标准频率输出的标准脉冲并计数，直至组态齿数个方波上升沿后停止计数，并将填充的脉冲个数传递给DPU，并由DPU计算出汽轮机转速。此方法对于测量不同汽轮机、特别是测量齿轮之间间距有差异的汽轮机转速，由于是测量汽轮机转动一整圈的时间来计算汽轮机转速，故不存在转速跳跃问题。
本发明的优点是消除了汽轮机齿轮之间由于加工精度差造成齿间距的差异而造成的计算转速存在跳跃的问题，从而准确测量汽轮机转速。
技术术语：
数字电液调节系统  简称DEH，，由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。包含OPC和VCC。
汽轮机超速保护控制模件 简称OPC，检测汽轮机转速，并判断是否超过超速保护与控制设定值，同时该模件还具有甩负荷预测(LDA)功能、功率-负荷不平衡(PLU)功能等，并可实现在线运行超速保护试验。
以上仅以最佳实施例对本发明做进一步的说明,然其并非对本发明的限定,本发明的保护范围以表示在权利要求的内容为准。

Claims (1)

1.一种汽轮机转速的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过DPU给FPGA设定汽轮机组态齿数；
汽轮机齿轮转动通过对应光电脉冲传感器产生一系列正旋波信号并传输给OPC模件；
整形电路将该正旋波信号整形成为方波信号并通过高速光耦隔离后传给FPGA；
FPGA在第一个方波上升沿开始填充由标准频率输出的标准脉冲并计数，直至组态齿数个方波上升沿后停止计数，并将填充的脉冲个数传递给DPU，由DPU计算出汽轮机转速。
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