CN201152941Y - 一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置及*** - Google Patents

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田云峰
赵婷
王毅
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Beijing Jiaotong University
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Abstract

本实用新型提供一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置及***，所述的信号转换隔离装置包括：电压信号输入单元，所述的电压信号输入单元接收外部传来的油动机运行的电压信号；检测信号转换单元，所述的检测信号转换单元与所述的电压信号输入单元相连接，并将所述电压信号输入单元接收的电压信号转换为能够直接与DEH***连接的模拟信号；检测信号输出单元，所述的检测信号输出单元与所述的检测信号转换单元相连接，并将所述检测信号转换单元转换的模拟信号输出给外部的DEH***。用以将一般检测设备与DEH***互联，实现对DEH***的检测。

Description

一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置及***
技术领域
本实用新型关于数字电液调节***(DEH：Digital Electro-HydraulicControl)的检测技术，特别是关于数字电液调节***与实时数字仿真器的连接，具体的讲是一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置及***。
背景技术
DEH***由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。采用DEH控制可以提高火力发电厂气轮机的控制精度，为实现CCS协调控制及提高整个机组的控制水平提供了基本保障，更有利于汽轮机的运行。
中国专利申请200610056760.X公开了一种数字电液控制***，该数字电液控制***所公开的内容可作为本实用新型的现有技术合并于此。
随着DEH***应用的增多，DEH***发挥其高度自动化优势的同时，也出现了影响电网安全的问题。例如：由于电网中有死区限制的机组的存在，而使本应发挥高灵敏度作用的DEH***不得不设置相应的死区，所以机组总是因过多的参与一次调频而发生功率大幅度波动。DEH***设计中存在死区设置、阀门流量曲线、限幅限速等非线性环节，增加了PID控制器的设计复杂性，而DEH内PID参数整定的优劣，直接关系到机组调速***对电网频率的响应效果。还有，在以往的参数测试中，部分DEH***产生了较大的控制滞后，极大影响了调速性能，降低了调速***对电网频率的快速响应能力。
可见，在现有技术中进入电网的某些DEH***，由于其软硬件方面设计的不合理性，严重影响了电网的安全和稳定，因此在DEH***入网前有必要对DEH***进行检测。
然而，DEH***输入输出信号的多样性以及其作为产品的信号标准化，在对DEH***检测时，需要解决一般检测设备与DEH***的互联问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，用以将一般检测设备与DEH***互联，实现对DEH***的检测。本实用新型的技术方案是：
一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，所述的信号转换隔离装置包括：电压信号输入单元，所述的电压信号输入单元接收外部传来的汽轮机运行的电压信号；检测信号转换单元，所述的检测信号转换单元与所述的电压信号输入单元相连接，并将所述电压信号输入单元接收的电压信号转换为能够直接与DEH***连接的模拟信号；检测信号输出单元，所述的检测信号输出单元与所述的检测信号转换单元相连接，并将所述检测信号转换单元转换的模拟信号输出给外部的DEH***。
一种检测数字电液调节***的信号转换隔离***，包括：DEH***和数字仿真器；所述的信号转换隔离***还包括：信号转换隔离装置，所述的DEH***通过所述的信号转换隔离装置与所述的数字仿真器相连接；其中，所述的信号转换隔离装置包括：电压信号输入单元，所述的电压信号输入单元接收所述的数字仿真器传来的汽轮机运行的电压信号；检测信号转换单元，所述的检测信号转换单元与所述的电压信号输入单元相连接，并将所述电压信号输入单元接收的电压信号转换为能够直接与DEH***连接的模拟信号；检测信号输出单元，所述的检测信号输出单元与所述的检测信号转换单元相连接，并将所述检测信号转换单元转换的模拟信号输出给所述的DEH***。
本实用新型的有益效果在于：利用半实物仿真技术，对数字式电液调节***DEH开展入网前性能检测，进行空载和负载试验，保证进入电网的DEH***满足电网安全运行的要求。本实用新型的检测信号转换隔离装置及***，可以实现仿真模型与实际DEH***的连接，将统一的电压信号，转化为可以直接与DEH联接的各种现场模拟信号，并对仿真***和DEH***起到隔离保护作用。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构框图；
图2为本实用新型装置具体实施方式的结构框图；
图3为本实用新型***的结构框图；
图4为本实用新型***具体实施方式的结构框图；
图5是本实用新型乘法器电路图；
图6是本实用新型压频转换电路图；
图7是本实用新型电压电流转换电路图；
图8是本实用新型信号隔离电路图；
图9、10是本实用新型装置机壳面板示意图；
图11是本实用新型不等率不同时的有功变化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。如图1所示，本实用新型的一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置包括：电压信号输入单元，所述的电压信号输入单元接收外部传来的汽轮机运行的电压信号；检测信号转换单元，所述的检测信号转换单元与所述的电压信号输入单元相连接，并将所述电压信号输入单元接收的电压信号转换为能够直接与DEH***连接的模拟信号；检测信号输出单元，所述的检测信号输出单元与所述的检测信号转换单元相连接，并将所述检测信号转换单元转换的模拟信号输出给外部的DEH***。
如图2所示，所述的信号转换隔离装置还包括：信号隔离单元，该信号隔离单元将外部汽轮机与外部DEH***进行信号隔离。所述的电压信号输入单元包括：行程电压信号输入接口，用于接收油动机行程电压信号；转速电压信号输入接口，用于接收汽轮机转速电压信号；有功功率电压信号输入接口，用于接收发电机有功功率信号；压力电压信号输入接口，用于接收汽轮机压力电压信号。
所述的检测信号转换单元包括：乘法器电路，用于将所述的油动机行程电压信号转换为位移模拟信号；压频转换电路，用于将所述的汽轮机转速电压信号转换为转速高频正弦模拟信号；电压电流转换电路，用于将所述的油动机有功功率电压信号转换为有功功率模拟信号，并将所述的油动机压力电压信号转换为压力模拟信号。
所述的检测信号输出单元包括：位移模拟信号输出接口，用于输出所述乘法器电路转换的位移模拟信号；高频正弦模拟信号输出接口，用于输出所述压频转换电路转换的转速高频正弦模拟信号；有功功率模拟信号输出接口，用于输出所述电压电流转换电路转换的有功功率模拟信号；压力模拟信号输出接口，用于输出所述电压电流转换电路转换的压力模拟信号。
如图3所示，为本实用新型的一种检测数字电液调节***的信号转换隔离***，包括：DEH***和数字仿真器；信号转换隔离装置，所述的DEH***通过所述的信号转换隔离装置与所述的数字仿真器相连接；其中，所述的信号转换隔离装置包括：电压信号输入单元，所述的电压信号输入单元接收所述的数字仿真器传来的油动机运行的电压信号；检测信号转换单元，所述的检测信号转换单元与所述的电压信号输入单元相连接，并将所述电压信号输入单元接收的电压信号转换为能够直接与DEH***连接的模拟信号；检测信号输出单元，所述的检测信号输出单元与所述的检测信号转换单元相连接，并将所述检测信号转换单元转换的模拟信号输出给所述的DEH***。
所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离装置还包括：控制信号输入输出单元，用于接收外部DEH***传来的控制信号，并将该控制信号输出给外部的油动机。所述的控制信号包括：伺服电压信号或正弦激励电流信号。
实施例
如图4所示，为本实用新型实施例的一种检测数字电液调节***的信号转换隔离***。在该***中DEH检测信号转换隔离装置分别与DEH***及在实时仿真***RTDS中建立的仿真模型相连接。其中，DEH检测信号转换隔离装置接收RTDS传来的油动机行程的电压信号、转速电压信号、有功功率电压信号以及压力电压信号；并将上述的各个电压信号转换为能够直接与DEH***连接的LVDT模拟信号、转速高频正弦信号/方波信号、有功功率信号以及压力信号。
DEH检测信号转换隔离装置还用于接收DEH***传来的控制信号，并将该控制信号输出给外部的油动机。所述的控制信号包括：伺服电压信号。
如图5所示，为本实用新型实施例的DEH检测信号转换隔离装置的乘法器电路。该电路的输入为：DEH***传来的正弦信号和RTDS中仿真模型传来的油动机行程电压信号；该电路的输出为：输出给DEH***的LVDT模拟信号。在该乘法器电路中包括有隔离电路部分。
如图6所示，为本实用新型实施例的DEH检测信号转换隔离装置的压频转换电路。该电路的输入为：RTDS中仿真模型传来的转速电压信号；该电路的输出为：输出给DEH***的转速模拟信号(正弦信号或方波信号)。
如图7所示，为本实用新型实施例的DEH检测信号转换隔离装置的电压电流转换电路。该电路的输入为：仿真模型RTDS传来的压力和功率电压信号；该电路的输出为：输出给DEH***的压力和功率模拟信号(电流信号)。在该电压电流转换电路中包括有隔离电路部分。
如图8所示，为本实用新型实施例的DEH检测信号转换隔离装置的隔离保护电路。该电路的输入为：DEH***传来的伺服电压；该电路的输出为：输出给RTDS中仿真模型的伺服电压。在该隔离保护电路中包括有隔离电路部分。
本实用新型的一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置具有一机壳，该机壳的面板如图9所示。
本实用新型的一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置具有一机壳，该机壳的面板如图10所示。
利用DEH检测信号转换隔离装置可以实现实时数字仿真机(RTDS)与数字电液调节***(DEH)的互联，并开展相关试验。不等率检测
在发电机并网状态下，在模型中模拟转速阶跃10r/min，检测当DEH内部一次调频回路不等率设置不同时，有功变化的稳态特性和动态特性，试验中调频死区设置为2r/min。
试验录波如图11，试验结果整理如表1。
表1不等率不同时的有功变化
Figure Y20072019107000111
理论上当不等率设置为10％，稳态值的变化量计算应得：
( 10 - 2 ) 3000 ÷ 10 % = 2.67 %
理论上当不等率设置为5％，稳态值的变化量计算应得：
( 10 - 2 ) 3000 ÷ 5 % = 5 . 33 %
检测结果：DEH控制***设置不同的不等率，稳态值变化量与理论计算值基本相同，且随着不等率变化稳态值的变化以及最大值呈比例变化。
(线性可变差分变压器(LVDT)是具有无限分辨率的位移测量器件)
以上具体实施方式仅用于说明本实用新型，而非用于限定本实用新型。

Claims (10)

1.一种检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，其特征是，所述的信号转换隔离装置包括：
电压信号输入单元，所述的电压信号输入单元接收外部传来的仿真模型汽轮机运行的电压信号；
检测信号转换单元，所述的检测信号转换单元与所述的电压信号输入单元相连接，并将所述电压信号输入单元接收的电压信号转换为能够直接与DEH***连接的模拟信号；
检测信号输出单元，所述的检测信号输出单元与所述的检测信号转换单元相连接，并将所述检测信号转换单元转换的模拟信号输出给外部的DEH***。
2.根据权利要求1所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，其特征是，所述的信号转换隔离装置还包括：
信号隔离单元，该信号隔离单元将外部仿真模型与外部DEH***进行信号隔离。
3.根据权利要求1所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，其特征是，所述的电压信号输入单元包括：
行程电压信号输入接口，用于接收仿真模型油动机行程电压信号；
转速电压信号输入接口，用于接收仿真模型汽轮机转速电压信号；
有功功率电压信号输入接口，用于接收仿真模型发电机有功功率信号；
压力电压信号输入接口，用于接收仿真模型汽轮机压力电压信号。
4.根据权利要求3所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，其特征是，所述的检测信号转换单元包括：
乘法器电路，用于将所述的油动机行程电压信号转换为位移模拟信号；
压频转换电路，用于将所述的仿真模型汽轮机转速电压信号转换为转速高频正弦或方波模拟信号；
电压电流转换电路，用于将所述的仿真模型发电机有功功率电压信号转换为有功功率模拟信号，并将所述的仿真模型汽轮机压力电压信号转换为压力模拟信号。
5.根据权利要求4所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，其特征是，所述的检测信号输出单元包括：
位移模拟信号输出接口，用于输出所述乘法器电路转换的位移模拟信号；
高频正弦或方波模拟信号输出接口，用于输出所述压频转换电路转换的转速高频正弦模拟信号；
有功功率模拟信号输出接口，用于输出所述电压电流转换电路转换的有功功率模拟信号；
压力模拟信号输出接口，用于输出所述电压电流转换电路转换的压力模拟信号。
6.根据权利要求1所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，其特征是，所述的信号转换隔离装置还包括：
控制信号输入输出单元，用于接收外部DEH***传来的控制信号，并将该控制信号输出给外部的仿真模型汽轮机。
7.根据权利要求6所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离装置，其特征是，所述的控制信号包括：伺服电压信号。
8.一种检测数字电液调节***的信号转换隔离***，包括：DEH***和数字仿真器；其特征是，所述的信号转换隔离***还包括：信号转换隔离装置，所述的DEH***通过所述的信号转换隔离装置与所述的数字仿真器相连接；其中，所述的信号转换隔离装置包括：
电压信号输入单元，所述的电压信号输入单元接收所述的数字仿真器传来的汽轮机运行的电压信号；
检测信号转换单元，所述的检测信号转换单元与所述的电压信号输入单元相连接，并将所述电压信号输入单元接收的电压信号转换为能够直接与DEH***连接的模拟信号；
检测信号输出单元，所述的检测信号输出单元与所述的检测信号转换单元相连接，并将所述检测信号转换单元转换的模拟信号输出给所述的DEH***。
9.根据权利要求8所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离***，其特征是，所述的信号转换隔离装置还包括：
信号隔离单元，该信号隔离单元将所述的数字仿真器与DEH***进行信号隔离。
10.根据权利要求8所述的检测数字电液调节***的信号转换隔离***，其特征是，所述的电压信号输入单元包括：
行程电压信号输入接口，用于接收数字仿真器油动机行程电压信号；
转速电压信号输入接口，用于接收数字仿真器汽轮机转速电压信号；
有功功率电压信号输入接口，用于接收数字仿真器发电机有功功率信号；
压力电压信号输入接口，用于接收数字仿真器汽轮机压力电压信号；
所述的检测信号转换单元包括：
乘法器电路，用于将所述的油动机行程电压信号转换为位移模拟信号；
压频转换电路，用于将所述的数字仿真器汽轮机转速电压信号转换为转速高频正弦模拟信号；
电压电流转换电路，用于将所述的数字仿真器汽轮机有功功率电压信号转换为有功功率模拟信号，并将所述的数字仿真器汽轮机压力电压信号转换为压力模拟信号；
所述的检测信号输出单元包括：
位移模拟信号输出接口，用于输出所述乘法器电路转换的位移模拟信号；
高频正弦模拟信号输出接口，用于输出所述压频转换电路转换的转速高频正弦或方波模拟信号；
有功功率模拟信号输出接口，用于输出所述电压电流转换电路转换的有功功率模拟信号；
压力模拟信号输出接口，用于输出所述电压电流转换电路转换的压力模拟信号；
所述的信号转换隔离装置还包括：
控制信号输入输出单元，用于接收所述DEH***传来的控制信号，并将该控制信号输出给所述的数字仿真器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105044597A (zh) * 2015-05-29 2015-11-11 国家电网公司 一种汽轮发电机组原动机及其调节***的参数实测试验测试***
CN105865795A (zh) * 2016-05-26 2016-08-17 四川东方电气自动控制工程有限公司 电液伺服油动机的调试装置

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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
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Assignee: North China Electric Power Research Institute (Xi'an) Co., Ltd.

Assignor: North China Electrical Power Research Institute LLC

Contract fulfillment period: 2008.11.30 to 2013.11.29

Contract record no.: 2009610000078

Denomination of utility model: Signal conversion isolation device and system for digital electro-hydraulic control system detection

Granted publication date: 20081119

License type: Exclusive license

Record date: 20091130

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Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.11.30 TO 2013.11.29; CHANGE OF CONTRACT

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Granted publication date: 20081119

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