汽轮机数字电液控制系统超速信号响应时间的测试方法

摘要

本发明公开了一种汽轮机数字电液控制系统超速信号响应时间的测试方法。如何测量DEH超速信号响应时间，一直是DEH系统测试领域的一个难点。本发明采用的技术方案为：DEH系统超速信号响应时间测试方法，包括OPC信号响应时间测试和超速跳机信号响应时间测试，测试过程中，同步调节频率信号发生器的输出频率和波幅，使示波器的波形图中频率信号的变化点很容易被分辨，从而方便地得到准确的测试数据。本发明将肉眼不易分辨的频率改变转换成容易分辨的波幅改变，精确找到频率变化点，测出汽轮机数字电液控制系统超速信号响应时间，从而解决了汽轮机数字电液控制系统超速响应时间测试的技术难点。

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机数字电液控制系统(即DEH系统)，具体地说是一种汽轮机数字电液控制系统超速信号响应时间的测试方法。

背景技术

汽轮机DEH系统都配备转速卡，能对转速信号进行实时监控。转速信号基本上以方波形式出现，不同的频率对应不同的汽轮机转速。在火力发电机组中，正常运行情况下，转速信号一般是3000Hz或6000Hz(由齿数决定，以下以3000Hz为例)。当汽轮机转速超过3%时，DEH一般会发出OPC超速报警信号；当汽轮机转速超过10%（个别系统定为11%）时，DEH会发出跳机指令以避免灾难发生。DEH系统从接收到超速信号，经过内部运算、判别到发出OPC信号或跳机指令，有一段毫秒级短暂的延时，该延时越短，说明系统响应时间越快。要判断DEH的超速响应时间是否符合要求，就必须对上述延迟时间进行测试。如何测量这个延迟时间，一直是DEH系统测试领域的一个难点。

目前，国内外对DEH系统有关超速响应时间测试很少提及。一次超速响应时间的测试包二项内容，其一是超速信号的门槛值验证，即在3090Hz或3300Hz，DEH系统有没有OPC或跳机信号产生；其二是找到产生的OPC信号或跳机信号与频率变化点的延迟。以OPC超速响应时间的测试为例，过程如下：

1.先将转速信号（即3000Hz的频率信号）分成2路，一路接入DEH的转速卡通道中，另一路接入示波器；同时将OPC信号或跳机信号也接入示波器。

2.将转速信号频率增加3%(即增加到3090Hz)，截取示波器图形。

3.查找频率变化点（t1时刻）和OPC信号动作点（t2时刻），两点之间的时间（t2-t1）即为OPC信号响应时间。

测试过程的波形图如附图1所示。

同理，当频率增加10%时，得到超速跳机响应时间。

上述测试过程需要用到频率信号发生器。但现状是，一般的频率信号发生器，虽然都可以很方便地调整频率输出，也能调整波幅，但两个参数都是独立调节的，改变其中一个参数时，另一个参数保持不变，因而不能同时改变频率和波幅。频率信号发生器的输出流程见附图2。

OPC信号是开关量信号，在示波器上很容易找到从0到1 的跳变点（即t2时刻）。

上述测试过程中的难度在于：用现有的频率信号发生器将频率信号增加到3090Hz或3300Hz时，在示波器上很难用肉眼找到频率的变化点（即t1时刻），因而很难得到DEH系统准确的超速信号响应时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有DEH系统超速响应时间测试过程中的难点，提供一种方便可行的汽轮机数字电液控制系统超速信号响应时间的测试方法，以精确找到频率变化点，从而精确测出DEH超速信号响应时间。

为此，本发明采用如下的技术方案：汽轮机数字电液控制系统超速信号响应时间的测试方法，包括OPC信号响应时间测试和超速跳机信号响应时间测试，

测试过程中，同步调节频率信号发生器的输出频率和波幅，使示波器的波形图中频率信号的变化点很容易被分辨，从而方便地得到准确的测试数据。

DEH系统的转速卡对转速信号的电压波幅一般有±20%以上的容忍度，如果正常转速信号的波幅为V，那么0.8V～1.2V的频率信号都可以正常地输入转速卡而不影响系统的监控。本发明正是利用这点，将肉眼不易分辨的频率改变转换成肉眼容易分辨的波幅改变，从而解决了DEH系统超速响应时间测试的技术难点。

本发明在改变转速信号频率的同时，调整其电压值，于是在示波器上能轻易找到频率的变化点。

进一步地，OPC信号响应时间测试时，假设汽轮机正常运行，测试步骤如下：

1)将频率信号发生器的转速信号设置成频率为P1，波幅为V1；

2)将该转速信号分成两路，一路接入汽轮机数字电液控制系统的转速卡通道中，另一路接入示波器，同时将OPC信号也接入示波器；

3)在频率信号发生器上设置新的输出信号，频率为P2，波幅为V2，使P2=1.03P1，V2=0.8V1、0.9V1、1.1V1或1.2V1，在设置过程中，频率信号发生器保持原信号输出；

4)启用新设的信号，此时频率信号发生器输出的信号为频率为P2，波幅为V2；

5)观察示波器的波形图，查找频率变化点和OPC信号动作点，两点之间的时间即为OPC信号响应时间。

进一步地，超速跳机信号响应时间测试时，假设汽轮机正常运行，测试步骤如下：

1)将频率信号发生器的转速信号设置成频率为P1，波幅为V1；

2)将该转速信号分成两路，一路接入汽轮机数字电液控制系统的转速卡通道中，另一路接入示波器，同时将超速跳机信号也接入示波器；

3)在频率信号发生器上设置新的输出信号，频率为P2，波幅为V2，使P2=1.1P1，V2=0.8V1、0.9V1、1.1V1或1.2V1，在设置过程中，频率信号发生器保持原信号输出；

4)启用新设的信号，此时频率信号发生器输出的信号为频率为P2，波幅为V2；

5)观察示波器的波形图，查找频率变化点和超速跳机信号动作点，两点之间的时间即为超速跳机信号响应时间。

本发明将肉眼不易分辨的频率改变转换成容易分辨的波幅改变，精确找到频率变化点，测出汽轮机数字电液控制系统超速信号响应时间，从而解决了汽轮机数字电液控制系统超速响应时间测试的技术难点。

附图说明

图1为现有方法测试过程中的波形示意图；

图2为现有频率发生器的输出流程图；

图3为本发明频率发生器的输出流程图；

图4为本发明测试过程中的波形示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

在以往的DEH系统超速信号响应时间测试过程中，关键的难点在于分辨波形图中频率信号的变化点，因为仅凭肉眼很难区分10%的频率变化，更何况3%的变化量。为了达到精确分辨频率变化点的目的，在变频率的同时，将波幅也同时调低或调高，这样用肉眼分辨频率变化点就很容易。实施过程分成两步：

第一步，改变传统的频率信号发生器的输出调节方式。

传统的频率信号发生器的输出调节方式，其频率和波幅独立调节，本发明调整成同步调节方式，即修改传统频率信号发生器的嵌入式操作系统软件，使信号发生器的输出按附图3的流程进行。

第二步，在DEH系统超速响应时间测试过程中，充分利用修改后的频率信号发生器的频率和波幅同步调节功能，将不易察觉的频率变化叠加易于分辨的波幅变化。

以OPC信号响应时间测试为例，假设汽轮机正常运行时，转速信号（一般为方波）频率为P1，波幅为V1，测试步骤如下：

(1)将频率信号发生器的输出信号设置成频率为P1，波幅为V1。

(2)将该信号分成两路，一路接入DEH的转速卡通道中，另一路接入示波器；同时将OPC信号也接入示波器。

(3)在信号发生器上设置新的输出信号，频率为P2，波幅为V2，使P2=1.03P1，V2=0.9V1。在设置过程中，信号发生器保持原信号输出。

(4)启用新设的信号，此时信号发生器输出的信号为频率为P2，波幅为V2。

(5)观察示波器的波形图，查找频率变化点（t1时刻）和OPC信号动作点（t2时刻），两点之间的时间（t2-t1）即为OPC信号响应时间。

以上测试过程将在示波器上得到如附图4所示的波形图。

同理，如果以上测试过程中，用超速跳机信号取代OPC信号，修改步骤（3）中的P2，使P2=1.1P1，则可以容易地得到DEH系统超速跳机信号响应时间的测试结果。

本发明已经在余姚市劲仪仪表厂相关信号发生器上成功实现了频率和波幅同步调节的功能，并在苍南、长兴等电厂投入实际应用，达到预期效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书保护范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。