JPS6045724B2 - Turbine control system test method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気タービンの蒸気流量制御弁を制御すること
により、タービン回転数または発電機出力を制御するタ
ービン制御系の試験方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for testing a turbine control system that controls a turbine rotational speed or a generator output by controlling a steam flow control valve of a steam turbine.

第１図はタービンバイパス弁によるタービン回転数の制
御ブロック図の一例を示している。FIG. 1 shows an example of a block diagram for controlling the turbine rotation speed by a turbine bypass valve.

目標回転数Ｎｏ及ひ目標加速率α。は制御演算回路１に
与えられ、その制御演算回路１では実際のタービン回転
数Ｎとタービンバイパス弁開度（揚程）θとをフィード
バックしバイパス弁の必要な揚程変化量Δθを算出し変
調器２に伝達しここでバイパス弁モータ（６５ＢＭ）を
駆動する電気信号ａに変換する。これによりバイパス弁
モータ（６山Ｍ）３は信号に応じた動きをする。Target rotation speed No. and target acceleration rate α. is given to the control calculation circuit 1, which feeds back the actual turbine rotational speed N and the turbine bypass valve opening degree (head) θ, calculates the necessary head change amount Δθ of the bypass valve, and modulator 2. , where it is converted into an electric signal a that drives the bypass valve motor (65BM). As a result, the bypass valve motor (6 threads M) 3 moves according to the signal.

そのモータの回転量ｍは油圧機構４によつてバイパス弁
の揚程θとして表われる。ここではタービン回転数Ｎを
タービンバイパス弁で制御する例を述べたが、タービン
バイパス弁による発電機出力を制御する場合も同様な制
御が行なわれる。又、加減弁によつてタービン回転数Ｎ
および発電機出力を制御する場合も、モータ（６５Ｍ又
は７７Ｍ）を用い、油圧機構により増巾し実際の加減弁
を制御している。この様な制御系において、モータ３及
びモータ駆動回路の特性と力の伝達機構であるウォーム
ギヤ及び油圧ピストンの機構のバックラッシュが経年的
に又、定期点検時の調整等により当初設定した値と違つ
てきて、思わぬ制御不良を招いていることが多々ある。The amount of rotation m of the motor is expressed by the hydraulic mechanism 4 as the lift height θ of the bypass valve. Although an example has been described here in which the turbine rotation speed N is controlled by the turbine bypass valve, similar control is performed when the generator output is controlled by the turbine bypass valve. In addition, the turbine rotation speed N is controlled by the control valve.
Also, when controlling the generator output, a motor (65M or 77M) is used and the width is increased by a hydraulic mechanism to control the actual adjustment valve. In such a control system, the backlash of the characteristics of the motor 3 and motor drive circuit and the mechanism of the worm gear and hydraulic piston, which are the force transmission mechanisms, may differ from the originally set value over time or due to adjustments during periodic inspections, etc. This often leads to unexpected control failures.

それで現状は定検毎、又長期間の停止後には、必ずこれ
らの特性試験を行い、前回の設定値に調整している。そ
の為これらの調整試験の出来る技術者を派遣したり、又
は養成しておく必要がある。本発明はかかるタービン制
御系の試験を円滑に行なうことができる試験方法を得る
ことを目的と’する。Therefore, at present, these characteristics tests are always performed at every periodic inspection or after a long period of shutdown, and adjustments are made to the previous set values. Therefore, it is necessary to dispatch or train engineers who can perform these adjustment tests. An object of the present invention is to obtain a test method that can smoothly test such a turbine control system.

以下図面に示す実施例を参照して説明する。Embodiments will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

第２図は第１図のタービンバイパス弁によるタービン回
転数制御方法に適用した本発明の実施例を示しており、
図から明らかな様に試験設定及び定数・決定を行なう回
路（以下試験演算回路と言う）６が付加されている。ま
ず試験の要求Ｓが試験演算回路６に与えられると制御装
置に対する制御ブロック信号５、が送られ、制御装置か
らの信号Δθが変調器２に入力されない様にする。試験
演算回路６から制御系のモータ駆動回路及びモータのゲ
インを測定するための試験信号及びモータのトルク伝達
機構であるウォームギヤ及び油圧機構のバックラッシュ
を測定する試験信号Ｓ２が変調器２を介して伝達され、
そのフィードバック信号のバイパス弁の揚程０が試験演
算回路６に帰還される。試験信号Ｓ２とフィードバック
信号θから容易に上記のゲイン及びバックラッシュが測
定出来る。当然これらの試験機能はプラントが停止して
おり、ボイラからの蒸気はタービン迄は来ていないか、
又はバイパス弁系統の試験を行なう時はタービンバイパ
ス弁の後にある加減弁を全閉にし、又逆に加減弁系統の
試験を行う時には加減弁の前段にあるタービン主塞止弁
及びバイパス弁を全閉して行う訳でその確認を行う機能
も含まれている。しかし、リークその他で実際に蒸気タ
ービンが動くこともあり得るので、タービン回転数Ｎを
、試験演算回路６にフィードバックして監視している。
もしタービン回転数Ｎに変化があればタービンバイパス
弁を全閉するための全閉信号Ｓ３を変調器３を経由し伝
達しバイパス弁を全閉する。一方測定されたゲイン及び
バックラッシュは前回との比較を行い更に得られた値の
妥当性をチェックし、問題なければゲイン及びバックラ
ッシュの設定変更Ｓ４，Ｓ５を制御系に対して行なう。
ゲイン及びバックラッシュが前回と著しく違う時又は許
容値以上ある時は異常信号Ｓ６を出し警報器７へ伝達し
異常を知られる。第３図は上記試験演算回路６の動作シ
ーケンスのブロック図である。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention applied to the turbine rotation speed control method using the turbine bypass valve shown in FIG.
As is clear from the figure, a circuit (hereinafter referred to as a test calculation circuit) 6 for performing test settings and constant/determination is added. First, when a test request S is given to the test calculation circuit 6, a control block signal 5 to the control device is sent to prevent the signal Δθ from the control device from being input to the modulator 2. A test signal S2 for measuring the gain of the motor drive circuit and motor of the control system and a test signal S2 for measuring the backlash of the worm gear and hydraulic mechanism, which are the torque transmission mechanism of the motor, is sent from the test calculation circuit 6 via the modulator 2. transmitted,
The feedback signal indicating the lift height of the bypass valve as 0 is fed back to the test calculation circuit 6. The above gain and backlash can be easily measured from the test signal S2 and the feedback signal θ. Naturally, these test functions are performed when the plant is stopped and the steam from the boiler is not reaching the turbine.
Or, when testing the bypass valve system, fully close the regulator valve located after the turbine bypass valve, and conversely, when testing the regulator valve system, fully close the turbine main blocking valve and bypass valve located before the regulator valve. It also includes a function to confirm this by closing the page. However, since there is a possibility that the steam turbine actually moves due to leakage or other reasons, the turbine rotational speed N is fed back to the test calculation circuit 6 for monitoring.
If there is a change in the turbine rotational speed N, a full close signal S3 for fully closing the turbine bypass valve is transmitted via the modulator 3 to fully close the bypass valve. On the other hand, the measured gain and backlash are compared with the previous value to check the validity of the obtained values, and if there is no problem, the gain and backlash settings are changed in S4 and S5 for the control system.
When the gain and backlash are significantly different from the previous time or exceed the allowable value, an abnormality signal S6 is generated and transmitted to the alarm 7, so that the abnormality is notified. FIG. 3 is a block diagram of the operation sequence of the test calculation circuit 6.

又、第４図はバツクラツシ．ユを測定し決定する動作シ
ーケンスの概略フローである。第５図はゲインを測定す
るための動作シーケンスの概略フローである。第３図の
試験演算回路６の動作シーケンスは、試験演算回路動作
チェック部８とバックラッシュ試験部９とゲイン試！験
部１０とからなる。試験演算回路動作チェック部８は試
験要求の有る事と試験が行なえる状態にある事をチェッ
クし、どちらも各件を満たした時に、以下のバックラッ
シュ試験部９とゲイン試験部１０の実行を行う。バック
ラッシュ試験部９は４バックラッシュの計測を行うため
に、試験信号Ｓ２を変調器２に出力し、バイパス弁の揚
程を、フィードバック信号０として入力しバックラッシ
ュの計測計算を行う。バックラッシュの計測計算が完了
すると、計測結果が前回に較べて規定値以上差があるか
のリーズナブルチェックを行ない、前回と蓄しく異なる
場合は警報を出力する。Also, Figure 4 shows the backlash. 2 is a schematic flowchart of an operation sequence for measuring and determining y. FIG. 5 is a schematic flow of an operation sequence for measuring gain. The operation sequence of the test calculation circuit 6 in FIG. 3 includes the test calculation circuit operation check section 8, backlash test section 9, and gain test! It consists of an experimental section 10. The test arithmetic circuit operation check section 8 checks that there is a test request and that the test can be performed, and when both conditions are satisfied, the following backlash test section 9 and gain test section 10 are executed. conduct. In order to measure 4 backlashes, the backlash test section 9 outputs a test signal S2 to the modulator 2, inputs the lift of the bypass valve as a feedback signal 0, and performs backlash measurement calculations. When the backlash measurement calculation is completed, a reasonable check is performed to see if the measurement result is different from the previous one by more than a specified value, and if it is significantly different from the previous one, a warning is output.

又、計測結果が前回に較べて規定値以内の時は、第２図
の制御演算回路１内のバックラッシュの設定値を計測結
果に設定変更し変更内容の表示を行なう。ゲイン試験部
１０はモータ及びモータ駆動回路部のゲインの計測を行
うため、試験信号変調器２）に出力し、バイパス弁の揚
程をフィードバック信号θとして入力し、ゲインの計測
計算を行う。Further, when the measurement result is within the specified value compared to the previous time, the backlash setting value in the control calculation circuit 1 shown in FIG. 2 is changed to the measurement result, and the change is displayed. In order to measure the gain of the motor and motor drive circuit section, the gain test section 10 outputs the signal to the test signal modulator 2), inputs the pump head of the bypass valve as a feedback signal θ, and performs gain measurement calculation.

ゲインの計測計算が完了すると、計測結果が前回に較べ
て規定値以上差があるかのリーゾナブルチエツクを行な
い、前回と著しく異なる場合は警報を・出力する。又、
計測結果が前回に較べて規定値以内の時は、第２図の制
御演算回路１内のゲイン設定値を計測結果に設定変更し
変更内容の表示を行う。第４図のバックラッシュを測定
し決定する動作シーケンスは、第２図の変調器２に対し
て出力を行うバックラッシュ試験信号出力部１１とバッ
クラッシュ計測計算部１３とタービン回転数監視部１２
とからなる。When the gain measurement calculation is completed, a reasonable check is performed to see if the measurement result is different from the previous one by more than a specified value, and if it is significantly different from the previous one, an alarm is output. or,
When the measurement result is within the specified value compared to the previous time, the gain setting value in the control calculation circuit 1 shown in FIG. 2 is changed to the measurement result, and the change is displayed. The operation sequence for measuring and determining backlash shown in FIG. 4 includes the backlash test signal output section 11, backlash measurement calculation section 13, and turbine rotation speed monitoring section 12, which output to the modulator 2 shown in FIG.
It consists of

バックラッシュ試験信号出力部１１はプログラム変数１
Ｎｊ．．ｋ及びプログラム定数Ｍ．．ｎを用いてモータ
駆動に対する駆動方向、駆動速度を決定し、バックラッ
シュ試験信号を出力する。尚、前記プログラム変数１は
駆動速度を切替える為に用い、プログラム変数ｊはｊ＝
０の時、開方向のバックラッシュ計測、ｊ＝１の時閉方
向のバックラッシュ計測を行う事を示す。Backlash test signal output section 11 is program variable 1
Nj. ．． k and the program constant M. ．． The driving direction and driving speed of the motor drive are determined using n, and a backlash test signal is output. Note that the program variable 1 is used to switch the driving speed, and the program variable j is j=
When j=0, backlash measurement in the opening direction is performed, and when j=1, backlash measurement is performed in the closing direction.

プログラム変数ｋは１回のバックラッシュ計測にて出力
する駆動信号数をカウントすると共に駆動方向を切替え
る為に用いる。又、前記プログラム定数ｍは１回のバッ
クラッシュ計測にて出力する駆動信号数を設定しプログ
ラム定数ｎはバックラッシュを計測する際の駆動速度の
種類の数を設定している。閉方向のバックラッシュ試験
信号出力例としては、初期開度に設定→開方向の駆動→
開方向の駆動開閉方向の駆動→閉方向の駆動の様になる
。バックラッシュ計測計算部１３は前記バックラッシュ
試験信号出力部１１により試験信号が出力される毎にバ
イパス弁揚程のフィードバック信号を計測する。試験信
号の出力操作が完了すると、バックラッシュの計算を行
なう。バックラッシュ値ＢＲＵＳＨｉｊの計算は、開方
向のバイパス弁揚程移動量と、閉方向のバイパス弁揚程
移動量の差を「バイパス弁を１秒駆動すると移動するバ
イパス弁揚程量」Ｔ１で割り求める。又、閉方向のバッ
クラッシュ値と開方向のバックラッシュ値の平均を求め
バックラッシュ平均値ＢＲＵＳＨｉも求める。タービン
回転数監視部１２は前記バックラッシュ測定信号出力部
１１により試験信号が出力される毎に、タービン回転数
を入力し、リークその他で実際に蒸気タービンの回転数
が上昇した場合は警報を出力すると共に蒸気流量制御弁
を急速て全閉し、機器の損傷を防ぐ為にある。第５図の
ゲインを測定するための動作シーケンスは、第２図の変
調器２に対して出力を行うゲイン試験信号出力部１４と
ゲイン計測計算部１５とタービン回転数監視部１２とか
らなる。The program variable k is used to count the number of drive signals output in one backlash measurement and to switch the drive direction. Further, the program constant m sets the number of drive signals to be output in one backlash measurement, and the program constant n sets the number of types of drive speeds when measuring backlash. As an example of backlash test signal output in the closing direction, set to initial opening → drive in opening direction →
Driving in the opening direction Driving in the opening/closing direction → Driving in the closing direction. The backlash measurement calculation section 13 measures a feedback signal of the bypass valve lift every time the backlash test signal output section 11 outputs a test signal. When the test signal output operation is completed, backlash calculation is performed. The backlash value BRUSHij is calculated by dividing the difference between the bypass valve lift movement amount in the opening direction and the bypass valve lift movement amount in the closing direction by "the bypass valve lift amount that moves when the bypass valve is driven for 1 second" T1. Further, the backlash average value BRUSHi is also determined by calculating the average of the backlash value in the closing direction and the backlash value in the opening direction. The turbine rotation speed monitoring section 12 inputs the turbine rotation speed every time a test signal is output by the backlash measurement signal output section 11, and outputs an alarm if the rotation speed of the steam turbine actually increases due to leakage or other reasons. At the same time, the steam flow control valve is quickly fully closed to prevent damage to equipment. The operation sequence for measuring the gain shown in FIG. 5 includes a gain test signal output section 14 that outputs an output to the modulator 2 shown in FIG. 2, a gain measurement calculation section 15, and a turbine rotation speed monitoring section 12.

ゲイン試験信号出力部１４は、プログラム変数１，．ｊ
．．ｋ及びプログラム定数Ｍ，．ｎ．．ｌを用いてモー
タの駆動方向、駆動速度を決定しゲイン試験信号を出力
する。尚、前記プログラム変数１は駆動速度を切替える
為に用い、プログラム変数ｊはゲイン測定の繰返しカウ
ンタとして用いる。プログラム変数ｋは１回のゲイン計
測にて出力する駆動信号をカウントすると共に、駆動方
向の切替える為に用いる。又、プログラム定数ｍは、１
回のゲイン計測にて出力する駆動信号数を設定し、プロ
グラム定数ｎは一種類の駆動速度におけるゲイン計測の
繰返し回数を設定している。プログラム定数１はゲイン
計測を行う際の駆動速度の種類の数を設定している。例
えば、１回のゲイン計測の出力形式は、初期開度設定一
閉方向の駆動をｗ回出カー開方向の駆動をｗ回出力の様
になる。The gain test signal output section 14 outputs program variables 1, . j
．． ．． k and program constants M, . n. ．． The motor drive direction and drive speed are determined using l, and a gain test signal is output. Note that the program variable 1 is used to switch the driving speed, and the program variable j is used as a repetition counter for gain measurement. The program variable k is used to count the drive signal output in one gain measurement and to switch the drive direction. Also, the program constant m is 1
The number of drive signals to be output in each gain measurement is set, and the program constant n is set as the number of repetitions of gain measurement at one type of drive speed. Program constant 1 sets the number of types of drive speeds when performing gain measurement. For example, the output format of one gain measurement is as follows: drive in the initial opening setting close direction is output w times, and drive in the car open direction is output w times.

ゲイン計測計算部１５は前記ゲイン試験信号出力部１４
により試験信号が出力される毎に、バイパス弁揚程のフ
ィードバック信号を計測する。出力操作が完了するとゲ
インの計算を行う。ゲイン計算は、閉方向のゲインＭＧ
Ａｉｊと開方向のゲインＭＧＢｉｊと開●閉の平均ゲイ
ンＭＧｉｊと開閉の平りゲインＭＧｉｊをｎ回繰返して
平均をとつた駆動速度１における開閉の平均ゲインＭＧ
ｉを計算する。タービン回転数監視部１２は、前記ゲイ
ン試験信号出力部１４により試験信号が出力される毎に
、タービン回転数を入力し、リークその他で実際に蒸気
タービンの回転数が上昇した楊合、警報を出力すると共
に、蒸気流量制御弁を急速に全閉し機器の損傷を防ぐた
めにある。The gain measurement calculation section 15 is connected to the gain test signal output section 14.
Each time a test signal is output, a feedback signal of the bypass valve lift is measured. When the output operation is completed, the gain is calculated. Gain calculation is the gain MG in the closing direction.
Aij, the gain MGBij in the opening direction, the average gain MGij of opening and closing, and the average gain MG of opening and closing at a driving speed of 1, which is obtained by repeating n times and averaging the flattened gain MGij of opening and closing.
Calculate i. The turbine rotation speed monitoring section 12 inputs the turbine rotation speed every time a test signal is output by the gain test signal output section 14, and issues an alarm when the rotation speed of the steam turbine actually increases due to leakage or other reasons. This is to prevent damage to equipment by quickly fully closing the steam flow control valve.

ここては、タービンバイパス弁によるタービン回転数制
御装置への適用例で説明したが、当然タービン加減弁に
よる回転数、負荷制御装置への適用も同じである。本発
明により、従来手動にていちいち測定し、調整していた
ものを、自動的にかつ安全に確実に行え、制御装置の一
部を使用するので全体制御系の事前確認も合せて行うこ
とが出来る。更にデータの設定で特殊技術者の必要もな
い。図面の簡単な説明第１図は従来のタービンバイパス
弁を用いたタービン回転数制御系のブロック図、第２図
は本発明のゲイン及びバックラッシュの試験、測定機能
を付加したタービン回転数制御系のブロック図、ノ第３
図は上記試験演算回路の動作ブロック図、第４図はバッ
クラッシュを測定する動作シーケンスのフロー、第５図
はゲイン測定のための動作シーケンスのフローである。Although an example of application to a turbine rotation speed control device using a turbine bypass valve has been described here, the application is naturally the same to a rotation speed and load control device using a turbine control valve. With the present invention, what was previously manually measured and adjusted can be done automatically, safely and reliably, and since a part of the control device is used, it is also possible to check the entire control system in advance. I can do it. Furthermore, there is no need for special engineers to set the data. Brief Description of the Drawings Figure 1 is a block diagram of a turbine speed control system using a conventional turbine bypass valve, and Figure 2 is a turbine speed control system with gain and backlash test and measurement functions according to the present invention. Block diagram of No. 3
This figure is an operational block diagram of the test calculation circuit, FIG. 4 is a flowchart of an operation sequence for measuring backlash, and FIG. 5 is a flowchart of an operation sequence for measuring gain.

１・・・・・・制御演算回路、２・・・・・・変調器、
３・・・・・・バ７イパス弁モータ、４・・・・・・油
圧機構、５・・・・・・蒸気タービン、６・・・・・・
試験演算回路、７・・・・・・警報器。1... Control calculation circuit, 2... Modulator,
3... Bypass valve motor, 4... Hydraulic mechanism, 5... Steam turbine, 6...
Test calculation circuit, 7...Alarm device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 蒸気流量制御弁の揚程をフィードバックし、タービ
ン油圧制御機構のモータの回転角により前記蒸気流量制
御弁を制御する電子計算機によるタービン直接制御系に
おいて、前記モータの駆動回路に試験演算回路より試験
信号を与え、この試験信号により動作した蒸気流量弁の
揚程をフィードバックし、このフィードバック信号に基
いて前記モータ駆動回路と前記モータのゲインおよび前
記モータの回転角の伝達機構のバックラッシュを測定し
、それらの測定値が正常であるかどうかを判断するター
ビン制御系の試験方法。1. In a turbine direct control system using an electronic computer that feeds back the lift of the steam flow control valve and controls the steam flow control valve by the rotation angle of the motor of the turbine hydraulic control mechanism, a test signal is sent from a test calculation circuit to the drive circuit of the motor. is given, the head of the steam flow valve operated by this test signal is fed back, and based on this feedback signal, the backlash of the motor drive circuit, the gain of the motor, and the transmission mechanism of the rotation angle of the motor are measured. A turbine control system test method to determine whether the measured values are normal.