|
터빈제어 시스템
개요
Base Turbine Controller(BTC)는 급전용 터빈 발전기를 운전하기 위해 설계한 것이다. 터빈 제작사에 따라서 특징은 다양할 지라도 기본적인 제어 개념은 동일하다.
제어 시스템은 Automatic Turbine Startup (ATS) 팩키지와 협조 제어 시스템 또는 Unit Load Master(ULM)과Interface함과 동시에 완전한 독립형으로서 터빈을 제어하도록 설계된다.
Base Turbine Controller는14개의 주요기능 블럭으로 구성되어 있다. 실질적으로 적용된 기능은 터빈 타입과 터빈 운전 절차에 따라서 서로 다를 수 있다(그림1).
조절용 밸브에 대한 전문 용어는 터빈 제작사에 따라서 다르다. Stop Valve는 때때로 Throttle Valve(TV)로 부르기도 하며, 대표적으로 속도 제어에 사용되는데 그 이유는 Throtlle Valve는 그 내부에 적은 Steam Flow 조건에서 정밀한 제어 능력을 갖은 Bypass Valve가 설치되어 있기 때문이다. Control Valve(CV)는 종종 Governor Valve(GV)로 부르기도 하며, 대표적으로 부하 제어에 사용된다. 어떤 터빈은 Control Valve로 전환하기에 앞서 내부 Bypass Valve의Stop Valve로 부하 운전을 하기도 한다. 또 어떤 터빈은 Control Valve를 이용하여 Turning Gear 속도에서부터 동기 속도까지 승속하기도 한다. 어떤 제작사는 Intercept Valve를 조절용 밸브로써 운전하며, 터빈이 Reset될 때 열리고 Overspeed 상태일 때 유압 회로에 있는 Solenoid를 동작시켜 Intercept Valve를Closing 하도록 운전한다.
시스템이 주파수 변화에 신속하게 응동하게 하기 위해서 Controller를2 Segment로 나누어, 첫번째 Segment에는 Load Control과Stop Valve Logic및Control Valve Logic의Speed Droop 부분이 포함되어 있으며, 이Segment는 빠른 속도로 적절한 주파수 조정에 필요한 응동 시간을 충족시키도록 실행된다. 두번째 Segment에서는 실행 속도가 크게 중요하지 않은 나머지 다른 기능들을 수행한다.
운전
1. 속도 제어기 (Speed Controller)
속도제어는 Turning Gear 속도에서부터 동기 속도 전까지 터빈을 운전하는데 사용된다.
Speed Control에는 속도 측정을 위한2 out of 3 Logic과PID Controller, Acceleration Rate Logic및Speed M/A Station이 포함된다. SPEED MANUAL Mode에서 운전원은 발전기 차단기가 개방되어 있을 때Flow Demand를 수동으로 조정하기 위한M/A Station 출력을 직접 제어한다. MANUAL Mode에 있을 때M/A Station Setpoint는 실제 속도를 추적한다.
SPEED AUTO Mode에서 Speed Controller는 운전원이 조정한M/A Station에서 오는 Setpoint에 응동한다. Rate Limiter 기능 블럭은 운전원이 선정할 수 있는3가지Acceleration Rate(Slow, Medium, Fast)에 대한 속도 설정점의 변화율을 제어한다. 속도 설정점이 미리 규정해논 위험 속도 구간의 어느 한 구간을 통과하고 있을 때는 Acceleration Rate는 운전원이 입력시킨 것과 미리 규정된 승속률간의 높은 것을 선택하도록 되어 있다.
Automatic Turbine Startup(ATS)가 채택된 시스템에서 Speed Controller는 여전히M/A Station에서 오는 Setpoint에 응동하며, 이Setpoint는ATS 모듈에서 발생된다.
Acceleration Rate 또한 ATS에서 결정된다. 만일 속도 설정점이 임계 속도 범위 가운데 어느 한 곳에 머무를 경우 경보가 발생된다.
Unit가 계통에 병입되면M/A Station은AUTO에 묶여지고 출력 또한0에 고정된다. 이렇게 함으로서 발전기 차단기가 열리고 즉시 속도 제어로 전환해야 할 필요가 있을 때를 대비한다(그림2).
2. 부하 제어기 (Load Controller)
부하 제어는 Unit가 계통에 병입된 후 터빈에 부하를 거는데 사용된다. Load Control에는 Load M/A Station, Load Rate Logic, First Stage Pressure Controller및Speed Droop Controller가 포함되어 있다. First Stage Pressure Controller는Valve Test와Single/Sequential 전환 및 온라인 밸브 Calibration에만 적용된다. Speed Droop은 주파수 조정에 이용된다.
LOAD MANUAL Mode에서 운전원이 Flow Demand에 해당하는M/A Station의 출력을 조정한다. Rate Limitor는 운전원이 입력시킨 Load Rate를 근거하여 출력 변화율을 제어한다.
Automatic Turbine Startup(ATS)가 적용된 시스템에서 제어 시스템은M/A Station에서 오는 출력에 계속 응동하지만, 어느 특정 기동 단계에서 이 값은 ATS Controller 모듈에서 발생된다. ATS는 운전원이 입력시킨 Load Rate와ATS가 결정한 Load Rate 가운데 낮은 것을 선정한다(그림3).
LOAD CASCADE Mode에서, M/A Station의 출력은 Unit Load Master에서 오는 신호를 추적한다. M/A Station Setpoint는 터빈 Demand를 추적한다. LOAD CASCADE Mode에 있을 동안에는 ULM에서 Load Target와Load Rate, Load Limit unback을 제어한다.
Unit가 계통에 병입되기 전에는 Station은MANUAL에 고정되고 그 출력은 “Flow Demand + Initial MW” 값을 추적한다. 이렇게 함으로써 발전기 차단기가 투입될 때를 대비한다.
First Stage Pressure Controller는PID Controller이다. 만일 이 제어 루프가 작동중일 때는 Controller는Setpoint로써 Load Control M/A Station의 출력을 사용한다. Controller로 가는 Feedback 신호는 First Stage 압력과 Throttle 압력의 한 함수로써 터빈 밸브 위치로 계산된다.
만일 First Stage Pressure 루프가 OUT OF SERVICE일 경우에는 Controller의 출력은 Bumpless 전환을 할 수 있도록 Turbine Valve Demand를 추적한다.
Speed Droop Controller는 오직 속도 편차에만 응동하는 비례 Controller이다. 정상적인 운전 조건에서 출력은0이 되지만, 속도 편차가 존재할 때는 Controller는 속도 편차에 대해 비례적인 값을 갖는 부하 제어 신호를 Biasing 하는 것에 응동한다. 일반적인 Droop Regulation은5%이며, 이것은 속도의5% 편차에 대해 밸브는 100% 응동함을 의미한다.
미미한 주파수 변동에 기인하는 불필요한 동요를 막기 위해, 그리고 터빈이 주파수 변동에 응동하는 방법을 결정함에 있어 고객에게 유연성을 주기 위해 다음과 같은 정수를 갖추었다. 일반적으로 그 정수들은 CRT Console에서 운전원이 조정할 수 있는 것은 아니지만, 전용 Tool이나 다른 Tuning 기구를 통해 조정이 가능한 것이다.
-Deadband (RPM)
-Regulation (%)
-Max Effect (%)
세개의 속도 입력 신호 가운데 두개의 신호가 상실될 때Bias 신호는0에 설정된다.
3. Throttle Pressure Limiter
Throttle Pressure Limitor는Throttle 압력 보호를 위해2가지 기능을 갖추고 있다. 그 첫번째 기능은 Throttle Pressure가Low Limit Setpoint 이하로 떨어질 경우 터빈을 Low Limit Setpoint로Runback 시키는 Floor Limiter로 운전된다. 두번째 기능은 Throttle Pressure의 감소 속도가 미리 결정된 값을 초과할 때 터빈을 Runback 시키는 Gradient Limiter로써 운전된다. Runback은Integral 기능만 있는 Controller를 사용한다. 이Controller는Integral Wind-up을 예방하기 위해 동작되지 않을 때Turbine Flow Demand 신호보다2% 높은 값을 추적한다. Controller로 가는 Setpoint는 운전원에 의해 조정된M/A Station에서 오는 Setpoint의 높은 것을 선정한 값이며 제한된 범위의 Throttle Pressure 값이다. 만일 Throttle Pressure가 허용율보다 빠르게 감소할 때는 Negative 편차 신호가 발생되고, Controller는 자신이 추적한 값으로부터 하향하기 시작한다. 만일 Throttle Pressure 허용율 범위 이내로 감소하고 있지만, M/A Station에서 오는 Setpoint 이하로 우발적으로 떨어지면, 이번에도 Negative 편차 신호가 발생되고, Controller는 자신이 추적한 값으로부터 하향하기 시작한다.
THROTTLE PRESSURE MANUAL Mode에서 Throttle Pressure Controller는 기능이 정지되고, 운전원이 Setpoint를 조정할 수 있다. Throttle 압력 신호의 고장시 Controller는 강제로 MANUAL Mode로 된다. THROTTLE PRESSURE AUTO Mode에서 Throttle Pressure Controller는 제어 기능을 발휘한다.
AUTO에 있을 때는 운전원이 Setpoint를 조정할 수 없다. M/A Station을AUTO로 놓으려면, Setpoint는 당시의 Throttle 압력보다 최소한 100PSI 이하여야 한다. 이렇게 함으로서 Throttle Pressure Limiter가 우발적으로 동작하는 것을 방지한다.
THROTTLE PRESSURE CASCADE Mode에 있을 때에도 Throttle Pressure Controller는 제어 기능을 발휘한다. 그Setpoint는 보일러 제어 시스템 (Unit Load Master)이나 또는 Throttle Pressure Controller에서 발생된 Throttle 압력 설정점 이하인 어느 일정한 값을 추적한다. CASCADE Mode에서는 운전원이 Setpoint를 조정할 수 없다. M/A Station을CADCADE Mode에 놓으려면 당시의 Setpoint는Throttle 압력보다 최소한 100PSI 이하여야 한다.
4. Load Limiter
Load Limiter는Speed Controller와Load Controller의 출력에 관해 High Limit 기능을 수행하는 Flow Demand Limiter로써 운전된다. Load Controller가AUTO Mode에 있을 때는, Load Limiter의 기능이 정지 되는데, 이 때에는 Unit Load Master가Load Controller 역할을 담당하기 때문이다.
5. Runback Logic
Runback Logic에는5가지의 Runback 신호가 포함되어 있으며, 그 각각은 독립적인 Runback Rate와Runback 개시점을 갖고 있다. 하나 또는 그 이상의 Runback이 동작되면 시스템은 가장 빠른 Runback Rate로 터빈을 고유의 Threshold로Runback 시킨다. Load Controller가AUTO Mode에 있을 때Runback Logic은 기능이 정지되고 Unit Load Master가Runback Logic을 대신한다.
6. Stop Valve/Control Valve Transfer Logic
Valve Transfer Logic에는 전환 허용 조건이 충족되고, 전환이 진행중이며, 전환이 완료됨을 결정하는 것과 관계가 있는 Digital Logic이 포함되어 있다.
밸브 전환에 대한 전문용어는 터빈 제작사에 따라 서로 다르다. 어떤 터빈은 오직 Stop Valve만이 속도 제어에 사용되고, 계통 병입 전에 Stop Valve에서 Control Valve로의 전환이 이루어진다. 또 어떤 터빈은 Stop Valve가 계통병입과 초기 부하걸기를 하며, Stop Valve가 내부 Bypass Valve의 제한점에 도달했을 때Stop Valve에서 Control Valve로의 전환이 이루어진다.
일반적으로 운전원이 밸브 전환을 동작시킨다. 그러나 Automatic Turbine Startup이 채택된 시스템은 Startup Sequence의 특정 단계에서 전환이 자동적으로 개시된다.
계통병입 이전에 전환을 하는 Unit에서는 운전원이 터빈 승속 명령을 입력시키면 Control Valve는 완전히 열리며, Stop Valve가 터빈을 전환점까지 구동시킨다. 일단 전환이 개시되면 Control Valve는 터빈 속도가 감소되는 것을 감지할 때까지 닫히기 시작한다. 일단 시스템이 Control Valve가 속도를 제어하고 있음을 확인하면 Stop Valve는 완전히 열리며 Stop Valve로 재 전환은 허용되지 않는다.
계통병입 후에 전환이 일어나는 Unit에도 운전원이 터빈 승속명령을 입력시킬 때Control Valve는 완전히 열려 있으며, Stop Valve가 터빈을 구동시키고 계통에 병입하여 전환점까지 부하를 받는다. 일단 전환이 개시되면 Control Valve는 부하 감소를 감지하거나 또는 Chest 압력이 일정 비율의 Throttle 압력까지로 증가할 때까지 닫히게 된다. 시스템이 Control Valve를 제어하고 있음을 확인하면 Stop Valve는 완전히 열린다. 전환이 완전히 끝난 후에야 Stop Valve로 다시 제어를 전환시킬 수 있다.
7. Single/Sequential Mode Transfer Logic
Single/Sequential 전환은 오직 Control Valve 각각에 개별적인 Actuator를 갖고 있는 터빈에만 적용되며, Partial Arc/Full Arc Admission 전환이 가능한 터빈에만 적용된다. 어떤 터빈은 이러한 Partial Arc Admission 전환이 Stop Valve에서 Control Valve로의 전환과 함께 완료된다.
Partial Arc Admission은Throttle Loss가 최소로 되기 때문에 보다 효율적이다. 그러나 저 부하에서 시기를 달리하는 Valve Sequence 때문에 Heating 문제가 일어날 수도 있다. 따라서 저 부하에서는 Full Arc Admission이 더 효율적이다.
Single/Sequential Logic에는 전환조건이 부합되는 지를 결정하고, 전환이 진행중인지 아니면 완료되었는지를 결정하는 Digital Logic이 포함되어 있다. 또한 Single과Sequential 전환 Curve를 처리하는 Analog Logic도 포함되어 있다.
일반적으로 운전원이 전환을 시작하게 한다. 일단 전환이 진행중이라도 운전원이 전환을 중지시킬 수 있다. 또한, 발전소 조건이 여의치 못하다면 전환을 원위치로 되돌릴 수 있다. 전환을 작동시킴에 앞서 First Stage Pressure Loop를IN SERVICE로 놓는 것이 바람직하다.
이Loop가In Service에 있음으로써 전환 중에 Control Valve는 터빈 Steam Flow를 일정하게 유지할 수 있으며, 그 결과 Throttle Steam Pressure가 불필요하게 유동하는 것을 방지할 수 있다.
시스템은 Single/Sequential 전환 중에도 Load Control의 변화에 응동한다. 이렇게 함으로써 전환이 진행되는 동안에도 계속하여 터빈 부하를 증감발할 수 있다.
8. Stop Valve & Control Valve Test Logic
Stop Valve및Control Valve Test Logic에는 Test 조건이 충족되었는지를 결정하고, Test가 진행중인지 아니면 완료되었는지를 결정하는 Digital Logic이 포함되어 있다. 또한, Stop Valve Logic과Control Valve Logic으로 보낼 Test 신호를 결정하는 Analog Logic도 포함되어 있다.
Test 횟수와 형태는 터빈 제작사에 따라서 다양하다. 오직 Stop Valve에 한해서 시험이 가능한 Unit에 있어서 Stop Valve는Test 위치까지 진행하고, Limit Switch가 미리 결정된 시간 내에 Test 위치를 확인한 후Valve는 다시 완전히 열린다. 일반적으로 Stop Valve Test는Unit가 온라인 상태이고 Control Valve가 제어 상태에 있을 때에만 실시할 수 있게 되어 있다.
Stop Valve와Control Valve 모두를 Test할 수 있는 Unit일 경우, Valve Test는Single Chest인지 아니면 Double Chest인지에 따라서 다르다. Single End Chest에서는 Control Valve가 먼저 닫히고, 그런 다음 해당 Stop Valve가 닫히며, 미리 결정된 일정 시간이 지난 후에 역순으로 밸브들이 다시 열린다. 일반적으로 Stop Valve Test는Unit가 일단 온라인 상태이고 Control Valve가 제어중에 있으며, 또한 Single Mode일 때에만 동작시킬 수 있다. Testing을 시작하기 이전에 First Stage Pressure Loop를IN SERVICE로 놓는 것이 바람직하다. 이 루프를 동작상태로 놓음으로써 Test 중에 터빈 Steam flow를 일정하게 유지시키며 Throttle Steam Pressure의 유동을 방지하게 된다.
Double End Steam Chest일 경우 Stop Valve Test는Control Valve에 아무런 영향을 주지 않고 실시할 수 있다. Stop Valve는 닫혔다가 일정 시간이 지난 후 다시 열린다. 일반적으로 Stop Valve Test는Unit가 일단 온라인일 때만 가능하다.
Control Valve 각각에 개별 Actuator가 설치되어 있는 Unit에서는 개별적인 Control Valve Test를 실시할 수 있다. 선정된 Control Valve는 닫혔다가 일정 시간이 지난후 밸브는 다시 열린다.
Control Valve Test는Unit가 온라인이고, Control Valve가Single Mode에서 제어에 참여하고 있을 때에만 시험이 가능하다. Test를 실시하기에 앞서 Throttle Steam Pressure의 유동을 방지하게 위해 First Stage Pressure Loop를IN SERVICE로 놓을 필요가 있다.
어떤 Valve Test는Valve Actuator와 관계된 Fast Solenoid의 시험도 포함된다. 운전원이 모든 Valve Test를 동작시킨다. 일단 시험이 진행중일 때는 더 이상 운전원의 도움없이 제 스스로 완료된다. 그러나 Test가 진행중일 때라도 운전원은 Test를 중단시킬 수 있다.
9. Trip/Reset Logic
Logic에 의해 Trip 조건이 동작되면 항상 Trip Solenoid 외에 EHC와OSP Solenoid도 함께 동작되어 터빈을 확실하게 Trip시킨다. 동시에 모든 Modulating Valve에 대한 Servo Demand 신호들은 -3.0%에 설정된다. 터빈이 완전히 Trip되었음이 확인(Trip Oil Head의 압력 상실)된 후 모든 터빈 밸브가 닫히면 Solenoid 밸브는 모두 Release된다.
Overspeed Trip은 제어 시스템 logic과는 완전히 별도로 감지하여 동작시키며, Turbine Protection Slave의 한 기능으로써 달성한다(11. Overspeed Protection Logic 참조).
어떤 터빈은 Remote Reset 기능이 있어서 운전원 Console에서 터빈을 Reset할 수 있다.
EHC Trip System에 대한 더 자세한 자료는5.0 EHC TRIP SYSTEM을 참조한다.
10. Reheat Valve및Intercept Valve Logic
어떤 터빈 제작사는 Intercept Valve를 조절용 Valve로써 운전한다. 그러므로써 터빈이 Reset될 때 열리고, 일정량의 과속도에 비례하여 닫히도록 운전한다. 또 다른 터빈 제작사는 Intercept Valve를Open/Close 밸브로써 운전하며, 터빈이 Reset될 때 열리고, Overspeed 조건시 유압 시스템에 있는 Solenoid를 동작시킴으로서 닫히도록 한다.
Reheat Valve와Intercept Valve의 시험은 하나로 연동되어 실시된다. 즉Intercept Valve가 먼저 닫히고 그런 다음 해당 Reheat Valve가 닫히며, 일정 시간이 지난 후 앞의 역순으로 밸브들이 열린다. 어떤 터빈은 한Reheat Valve에2개의 Intercept Valve가 구성되어 있는데, 이 경우 두Intercept Valve 모두 닫혀야만 Test가 계속 진행된다. 이Logic에는 Reheat Valve가 완전히 열리지 않으면, 해당 Intercept Valve는 닫힌 상태로 있도록 되어 있다.
11. Overspeed Protection Logic
과속도 보호는 Turbine Protection System(TPS)을 사용하여 달성한다. 2 out of 3 Logic을 갖추고 있는3개의 독립적인 TPS에서 데이터를 분석한다. 각TPS 모듈은 개별 속도 입력과 발전기 MW, IP Exhaust Pressure, Turbine Reset, Generator Breaker Closed 입력을 갖고 있으며, 이 모든 입력들은 다른 Processor에 이용이 가능하다. 각TPS 모듈은 과속도 보호(일반적으로 103%)와Overspeed Trip(대개 110%), Power Load Unbalance(PLU)를 검출하고 이 정보를 Controller Processor와 자신의 동작 Relay에 전달한다. 3개의 모듈 가운데2개 이상이(2 out of 3) 동일한 조건을 검출하면 특정 동작이 취해진다.
과속도 보호(Overspeed Protection, OSP)는 터빈 속도가 OSP 설정점(대개 103%)을 초과할 때 동작된다. OSP가 동작되면 OSP Manifold에 있는 솔레노이드가 동작되고, Control Valve와Intercept Valve에 유압을 공급하는 Hydraulic Oil Header는drain으로 덤프된다.
Power Load Unbalance는IP Exhaust Pressure (정격의 %로 표시)에서 Generator MW(정격의 %로 표시)를 감하여 계산한다. 이 값이 PLU 설정점(대개 30%)을 초과할 때 동작된다.
PLU가 동작되면 Intercept Valve는 잠시동안(대개 10초) 닫히거나 또는 Unbalance가 해소될 때까지 닫힌다.
TPS 모듈의 한가지 중요한 특징은 온라인으로 OSP, EHC및TRIP Solenoid를 시험할 수 있는 점이다. 이 기능들 하나 하나는 독립적인 Solenoid에Interface 하기 위해4개의 별도 릴레이 출력을 갖고 있으며 이것을 “1 out of 2 Twice” 방식이라 한다.
이러한 배치로 각Solenoid에 전원을 가압 할 수 있으며, 그런 다음 Solenoid한 쌍의 압력을 감시함으로서 동작이 정상적임을 확인하고 전원을 차단 할 수 있다.
이 시험은 완전하게 자동화되어 있으며 만일 어느 한 특정 시험이 적절하게 실시되지 않을 경우 시스템은 경보를 발생시킨다.
EHC Trip System에 대한 자세한 정보는 “5.0 EHC TRIP SYSTEM”을 참조한다.
12. Stop Valve Logic
Stop Valve Logic에는 Stop Valve M/A Station과Turbine Valve Demand에 의거하여 Stop Valve 하나 하나의 위치를 제어하는 Analog 신호가 포함되어 있다. Valve Transfer Logic은Stop Valve와Control Valve가 제어에 참여할 때를 결정한다.
Stop Valve가 제어하고 있을 때는 Turbine Valve Demand는5 Segment F(x) 블럭(밸브당1개씩)을 갖는다. 터빈이 Trip 되거나 Fast Solenoid 전원이 가압되면, 밸브 개개에 대한 Demand는0에 설정된다.
Stop Valve에서 Control Valve로 제어가 전환 중에는 전환F(x) 블럭의 시간 정수가 Control Valve들이 제어에 참여하고 난 후Stop Valve의 열림 속도를 제어한다.
Control Valve가 제어 상태일 때는 Stop Valve는 완전히 열린 상태를 유지하며, Valve Test나Fast Solenoid가 동작중일 때는 닫힌다.
STOP VALVE MANUAL Mode에서 운전원이 Stop Valve의 모든 제어를 수행한다. 이 운전 모드는 정상적인 운전 모드가 아니며, 비상시에만 사용된다. MANUAL Mode에 있을 때Load및Speed M/A Station은 강제로 MANUAL Mode에 놓이게 된다.
STOP VALVE AUTO Mode에 있을 때Stop Valve는Logic에 의해 제어된다.
13. Control Valve Logic
Control Valve Logic에는 Turbine Valve Demand에 의거하여 Control Valve 각각의 위치를 제어하는 Analog 신호가 포함되어 있다. Valve Transfer Logic은Stop Valve와Control Valve가 제어에 참여할 때를 결정한다. 어떤 Unit는Control Valve 각각에 개별적인 Actuator를 갖고 있어 Single/ Sequential Mode 전환의 부수적인 특징을 갖게 된다. 이런류의 Unit는Single/Sequential Logic이Control Valve의Mode를 결정한다.
Stop Valve가 제어 상태일 때Control Valve는 완전히 열린 상태를 유지하나, 터빈이 Trip 되거나 Fast Solenoid에 전원이 가압될 때 개별 Valve에 대한 Demand는0에 설정된다.
Stop Valve에서 Control Valve로 제어가 전환할 동안에는 Rate Limiter 기능 블럭이 Control Valve가 제어 상태가 될 때까지 Control Valve의 닫힘 속도를 제어한다.
Control Valve가 제어하고 있을 때는 Turbine Valve Demand는5-Segment F(x) 기능 블럭을 (밸브당1개) 가지며 개별적인 밸브 Test 신호 중 낮을 것을 선정하는 특징이 있다.
터빈이 Trip될 때, 또는 Fast Solenoid에 전원이 가압될 때는 개별 밸브에 대한 Demand는0에 설정된다.
Single/Sequential Mode 간의 전환이 필요한 Unit에 있어서5-Segment F(x)가Single Mode에서의 Turbine Valve Demand를 규정한다. Sequential Mode일 동안에는 각Control Valve를 위해 Single Valve Curve와 개별적인 Curve를Single/Sequential Logic 안에 입력한다.
CONTROL VALVE MANUAL Mode에서는 운전원이 Control Valve의 모든 제어를 한다.
이것은 정상적인 운전모드가 아니며, 비상시에만 사용된다. MANUAL Mode일 때Load및Speed M/A Station은 강제로 MANUAL Mode에 놓이게 된다.
CONTROL VALVE AUTO Mode에서는 Control Valve는Logic에 의해 적절히 제어된다.
14. Valve Calibration
Servo Valve Actuator의 적절한 위치 제어를 위해 Calibration이 필요하다. 운전원이 Calibration할Valve를 선정하고, Calibration 속도와 횟수를 선정한다. Unit Off-Line Calibration을 실시할 때는 모든 밸브를 한번에 실시할 수 있다.
선정한 Valve는 완전히 열리고 그 다음 완전히 닫힌다. 허용 Full Stroke Time은30초, 60초, 30분, 60분이다. Limit Switch 위치를 설정하기 위해 Calibration을 한 곳에 정지시키는 사항도 준비되어 있다.
터빈의 밸브 구성 여하에 따라서 특정 밸브의 개별적인 Calibration이Unit가 온라인 시에도 가능하다. 온라인 Calibration을 하기 위해서는 한번에 오직 한 밸브와 느린 Calibration 속도를 선정해야 한다. 온라인 Calibration을 시작하기 전에 First Stage Pressure Loop를IN SERVICE로 놓는 것이 바람직하다. 이Loop를IN SERVICE로 놓으므로서 Calibration 중에 Control Valve는 터빈에 일정한 Flow를 유지하게 되어 Throttle Steam Pressure의 유동을 방지한다.
OPERATOR INTERFACE
시스템은 완벽한 CRT 제어를 할 수 있도록 설계되었다. 현장 케이블 연결형 판넬이나M/A Station이 선택사항으로 공급되기도 하며, 기본 Package의 일부분은 아니다. 다음은 표준형 Operator Interface Station에서 선택할 수 있는 기능이다.
-Turbine Trip/Reset Selector
-Speed M/A Station
-Load M/A Station
-Throttle Pressure Limit M/A Station
-Acceleration Rate Selector (Slow, Medium, Fast)
-Load Rate Selector (Slow, Medium, Fast)
-First Stage Pressure Loop In/Out Selector
-top Valve/Control Valve Transfer Selector
-Single/Sequentioal Mode Selector
-Start/Halt Selector (for Single/Sequentioal Transfer)
-Valve Test Selectors (as required)
-OSP, EHC and TRIP Solenoid Test Selectors
-Stop Valve M/A Station
-Control Valve M/A Station
THROTTLE PRESSURE CONTROL FOR COMBINED CYCLE UNITS
Base Turbine Control 시스템이 Combined Cycle 발전소의 Steam 터빈 운전을 제어하는 데 사용될 때는 Throttle Pressure Controller(TPC)가Throttle 압력을 조정하기 위해 추가된다.
Throttle Pressure Control에는 Throttle Pressure M/A Station과PID Controller가 포함되어 있다. TPC 신호는 “Low Select Gate” 속으로 들어가는 추가 입력이다.
대개 Throttle Pressure Control은Unit가 온라인 된 후Main Steam Bypass Valve(MSBV)가 어떤 최소 값까지 근접하기 전까지는 제어 기능을 발휘하지 않는다. 그 이전에는 MSBV가 압력을 제어하고, 터빈에 부하가 걸릴 때MSBV는Throttle 압력을 유지하도록 닫힌다.
일단 최소 위치에 도달하면 터빈은 압력 제어를 인계 받고 MSBV는 닫힘쪽으로 진행된다.
TPC MANUAL Mode에서 Throttle Pressure Controller는 기능이 정지되며 운전원은 Setpoint 조정이나 제어 출력 조정을 할 수 없다.
MANUAL Mode에서 Setpoint는 실제 Throttle Pressure를 추적한다. Throttle 압력 신호가 고장나면 이Controller는 강제로 MANUAL Mode로 놓이게 된다.
TPC가AUTO Mode일 때에 TPC는 가동되고 Controller는 운전원이 조정한M/A Station에서 오는 Setpoint에 응동한다.
터빈 밸브는 압력을 증가시키기 위해 닫히며, 압력을 줄이기 위해 열린다.
EHC TRIP SYSTEM
Turbine EHC Trip 시스템은 터빈 제작사에 따라 다양하다. 구형 터빈은 터빈 밸브를 구동시키는 것에 Lube Oil 시스템을 사용하였다. 최근 터빈 설계에는 독립적인 EHC Oil 시스템이 포함되어 있다. EHC Oil 시스템이 있는 설계에도 Trip Header는Lube Oil 시스템으로부터 인출된다. 기계식 Trip 회로와 Overspeed Trip, Trip Handle 또한 이 회로의 한 부분으로 남아있다. 대개 Low Bearing Oil Pressure, Low Vacuum및Thrust Position 또한 기계적으로나 아니면 전기적으로 이 회로에 Interface 된다.
Diaphragm Interface Valve를 사용하여 EHC Header의Oil를Dumping 한다. 그리하여 TRIP Header가 압력을 상실할 때 터빈 밸브들을 닫는다. 이러한 구성으로 전기적인 신호와 무관하게 터빈 밸브들을 닫히도록 한다.
OSP 솔레노이드에 전원이 가압되면 Overspeed Protection을 위해 Control및Intercept Valve를 닫히도록 한다. 그러나 이 동작으로 인해 터빈이 Trip 되는 것은 아니다.제어 시스템이 Turbine Trip를 동작시키면, TRIP Manifold 외에 OSP와EHC Manifold 내부의 솔레노이드에 전원이 가압되어 동작한다.
Trip Status Manifold에 있는 “2 out of 3”로 구성된 압력 스위치가 Trip Header의 압력 상실을 감지할 때 터빈은 TRIPPED로 간주한다.
|