本标准规定了轻型燃气轮机控制系统的控制功能和性能要求、保护系统的保护功能和保护装置及其试验和维护要求，以及对电气设备和数字控制系统的要求。本标准适用于轻型燃气轮机，可作为供需双方签订技术协议时的依据。 GB/T 14411-1993 轻型燃气轮机控制和保护系统 GB/T14411-1993 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
轻型燃气轮机控制和保护系统
Control and protective systenfor light weight gas turbiae1 主题内容与适用范围
GB/T14411--93
本标准规定了轻型燃气轮机控制系统的控制功能和性能要求、保护系统的保护功能和保护装活及其试验和维护要求，以及对电气设备和数字控制系统的要求。本标推适用丁轻型燃气轮机，叫作为供需双方签订技术协议时的依钙。2引用标准
GJB242航空涡轮螺桨涡轮轴发动机通用规范3控制系统
3.1控制功能
3. 1.1起动
从起动辅助设备开始直至燃气轮机到达慢车转速的全过程为起动过程。起动有手动起动，半自动起动、自动起动等方式，并可具有程序起动，多次起动和特种起动等功能。3. 1. 1. 1 起动方式
手动起动装置是根据供双方一致同意的方案而提供。手动起动要求操作者起动辅助设备，逐涉完成起动程序，并到达慢车转逵。自动起动仪需一个荷单动作就可完成上述全部起动过程。半白动起动是乎动起动辅助设备，并允许操作者用一个简单动作白动完成其后的全套起动程证。3.1.1.2起动过程
起动过程要有套完整的起动程序来保证可靠点火，且按要求供给燃料，使燃气发生器迟速、稳定、可靠地到达慢车转速。可接随燃气发生器转速或时间而变化的起动曲线米供给燃料。如有需要，应能损外界大气乐力和温度修正此起动阳线。也可按其他参数的变化曲线控制或修证起动燃料革。3.1.1.3特种起游
特种起动包括无外电源起动遥控起动、应急起动利使用两种燃料的燃气轮机的女换燃料起动，供需双方可协商选定。其中对使用两种燃料的燃气轮机，需加装燃料切换斤关，以使自动而及时地更轻燃料，
3.1.1.4冷吹
不论起动过程是手动、半自动或自动.起动控制系统均应根据要求提供必要的启动冷吹周期·保证是够的持续时间，以便燃气轮机在点火燃烧前从进气口沿气路通过排放装置（包括烟阅）排出任何可燃物，根据排气通道自由容积或所测出其中的燃气浓度来规定冷吹时间并可采取其他预防措施。3-1.1.5点火
国家技术监餐局1993-04-20批准..com1994-01-01实施
GB/F 14411—93
点火装暨只是在起动期间止常供电。电路应布置成可手动操作。兴点火装置未供电时，该装暨电源线的两滞必需接拖，
3.1.2 加,践负在
3.1.2.1加负荷
加负荷可于动、非白动或的动进行+首笔达到规定的功率。自动加负御可紧接起动得序后进行，而不需其他动作。在使用需要时，可规定加负荷的时间或速度（包括正常的和应忽的）。3.1.2.2减负荷
减负荷时要防止燃料减得太快，造成燃烧室熄火，这时的燃料供给可根据转速或时间程序来减少，应能保证最小的燃料供给量。在需要时，应规定减负荷的附间或度。3. 1.2. 3暖机和冷机
在加负荷或减鱼荷时，都要在战须荷（哎转速）下停留--是时间，以达到暖机或冷机的要求。3.3.3停机
停机分正带及应急停切，停机时露切断燃料供给，通过排放系绕救掉停机店燃料调节润后管路中的线留燃料
根据燃气轮机和被驱动设备的连接关系，如有可能，停机时迪过自动装置断开负荷。3.1.3.1正书停明
正带停机提指按照定程序进行停机，该程序根据燃气轮机的使用请况编制。可用手动，半自动或自动的方式执行。
3.1.3.2应急停机
应急停机必须能卡动操作同时也能出保护装置白动停机：必须能逐速关闭燃料截止阀，切断燃料供给。实施应急件机程序。应有防止未经复位前重新起动的施。3.1.3.3燃料切断
除了燃料调节滴应回到最小位管外，燃料控制系统还要有独立的快速截止阀，它在任何一种停机指令下都能切断所有流间燃气轮机的燃料，并且在充许点火的所有条件都满足之后才能打并。为了燃气轮机的全，应设有旁路排放脚或多再截止阀，便得停机后燃料漏入燃气轮机的危险减至最小。
3.1.4防正喘报
在起动、加负荷，减负荷和停机等过渡过程中，要防止燃气轮机喉振。3.2燃料控制
从开始点火到最人状态，以及加速利减速的整个运行过程中，燃料控制系统应能稳定地挖制供往燃气轮机中的燃料
当燃气轮机花空负荷和最大负荷之间运行时.在被驱动设备并联运行的条件1，燃料控制系统应能稳定地控制进入燃气轮机的燃料。3.2.1稳定转速调整
在有差调节的情况下，稳态的输出轴转速因负荷变化而产生的不等率应能调整在额定转速的2%~5关范围内，需根据所带负荷类型而定。3.2.2恒速控制
对于恒速法行的燃气轮机（特别是发电用的），应装备能感受输出轴转速的控制器。除非供需双方务行商定，该转速控制器应能将空负荷时输出轴转速调定在额定转速的95%～-106%之间的任意值」。当带动与电网同步的发也机时，在供需效方商定的时间内，转速控制器成能使输出功率从最大降率零，以便与并联运行装置上的其他转速控制器相协调。3.2.3变速控制
对厂需娶在·定转速范留内运行的燃气轮机（如船用动力装置），需提供相应的控制装置，使转速能GB/T 14411—93
在定范圈内变化。转速范围可协商确定。3.3性能指标
在额笼转速以及在不大十最大输出功率的任一功率时，死区值不得超过额定转速的0.10%。对应用于大功率发电机的燃气轮机，其死区应偏小。3.3.2漂移
任何控制方式的转速漂移极限由供需双方共同商定。3. 3.3转速控制系统的稳定
以下几种情说，应认为输出轴转速的控制系统足稳定的a，被驱动设备以持续负荷单独运行时，控制系统引起的燃气轮机转速的持续脉动，其峰间幅度不超过额定转速的0.24%：
h在额定转速下工作的被驱动设备与恒速的其他设备并联运行时，控制系统引起的燃料输入持续脉动基所导致的输出功率变化，其峰间幅度不超法额定输出功率的1%c。独立发电用的燃气轮机，突然加、减全负荷时，最大的瞬时转速变化成在额定转速的10K之内。
对于人功率燃气轮机，允许的脉动毕一般偏低。3.3. 4温度控制系统的稳定性
盛燃气轮机的温度控制系统在按照外界环境条件所调定的最大极限值内运行附·控制系统应能稳定地控制燃气轮机的燃气溢度。温度控制系统引起的燃气轮机燃料输入的持续脉动量所导致的输出动率的变化，其峰间幅度不超过输出功率的6%。现代控制系统能使其不超过4关。3.3.5电功率控制系统的稳定性
对丁发电用的燃气轮机，当燃气轮机的电功率控制器是在忆频母线上控制电功率的情况下运行时，控制系统应能稳定地控刷负荷电功率，电功率控制系统引起的燃料输入的持续脉动量所导效的输出功率变化，其峰间度不超过额定输出功率的4%。现代控制系统能使其-不超过3无。3.3.6机械驱动控制系统的稳定性对于驱动机械用的燃轮机，控制系统应能稳定地控制燃气轮机的输出功率。在稳定的负状态下，控制系统引起的燃气轮机燃料输人的持续脉动量所导致的输出功率变化，其蜂何幅度不超过额定动率的4为。现代控制系统能使其不超过3%。3.3.7整个系统的总定性
在被驱动设备及其相关联系统的某些装置超控时，前述稳定性雅则可不一定达例：卫述现代控制系统的标准可作为数学控制系统应达刻的标涩4保护系统
4.1保护功能
保护功能归纳为表1。供需双方可根据使服情况确定。1. 1. 1
超迷保护
妞治保护
超扭保护
过低转速保庐
振动护
啃娠保护
谢猫压力让
点火不皮功
熄火保护
转速总挂保护
审轴保护
进气过滤器过量压降
让高轴承温度保护
控制及保护系统故障
GB/T 14411- 93
表1保护功能
滑油冷却器出口处滑油温度过离滑油或燃料过滤器乐差过高
滑油供油和河油温度过低
滑油回油温度过高
燃料乐力过低
燃料玉小过高
燃料温过纸
燃料波蒲
起动装暨故障
游箱洲资过
油新油位过低
热也码放障
淄油策散摩
4. T. 1 超速保护
GB/T 14411—93
续表1
动力涡轮转速信导消失
燃气尘器转速信号消失
有危险的人气染件检测
辅勘设备的保护免费标准下载网bzxz
其他的过程或被驱动设备的劲能故摩火警保护
在任何突然失去负荷的情况下，为防止瞬时转速超过轴系或其他被驱动设备的最大安全极限必须具备超速自动保护装置。应能报警，并用不通过主控制器的方法紧急关闭燃料调节阅快速裁止阅。在燃气轮机动力装置中，尤其是带有多射装置的情况下，连接设备尖去负荷时，可能经受很高的加速度，在超速保护动作后，转速可能继续升：其瞬时转速可逆选高于断开转速。但在最大安全极限内：燃气轮机应不经检查而能重新正常运行，向时应注意保证所有连接设备，包用也，机械或液正力式相连接的种辅助设备都能经受相应的超速。为防止不受控制器控制的超速发生，各个独立的轴工都成装有超速自动保护装滑，对实医上不会出现危险超速的轴除外。
设备设计时应充许对超建保护装置进行试验和调整，如果在燃气轮机中储存有热望或大量的高压空气时，需要额外的超速保护。这样的保护可以采用类似排放阀或负荷电阻的形式，它们可由主控制器或超速保护装置来控制或由两者同时挖制。超速保护装督通常应调整到当输出轴转速超过最人转速7%～10%时动作。超速保护装置应直接感受转子转速，尽量不经过中问机械零件，如软轴、减速器、离台器等。4.1.2超温保护
如燃气发生器涡轮出口处温度超过最大温度给定值，需报警或停机。最大温度的给定值应考虑到燃气轮机加速时所需的余量。基本负荷时和尖峰负荷时的给定值应有所不同。4. 1. 3超扭保护
由于某种原因使负荷骤增时，因超扭会造成燃气轮机损坏，要有相应的保护装管，成报警并停机。4. 1. 4过抵转速保护
在燃么轮机或被驱动负荷中可能存在低速极限情况下，要考虑低转速保扩，应报酱并停机4.1.5振动保护
振动保护装置应测量各监测点上的振动参量及其变化率，如超过允许值，应报整。在超过极限值或特续：-定时闻后，应使燃气轮机停机。4.1.6喘振保护
喘振由感受相应参数的喘振监测器监视。保护系统应能报警。继续发展，则需停机，保护措谢为放气或转动压气机导向叶片等。4.1.7滑油压力过低
当滑油压力过低，即衣明滑油系统出现故障，应报暨并停机。4.1.B点火不成功
GB/T 14411- 93
在点火装置出现做障或其他原因使点火不成功时,应报替并切断燃料。4.1.9熄火保护
燃烧室熄大脂，需报警，并切断燃料。可采用火熔临测器或其他措施监测。4.1.10转速总样保护
在起动或加速时，书转速停止上升并延续--定时间后，衣明转速产生悬挂，应报替或停机。4.1.11肇轴保护
各个轴的轴向垃移的最大活动重超过允诈值时，应报警并停机。4.1.12进气过滤群逆量乐降
进气过滤器培寒或结体而造皮压差过高时，应报警。如超限，应立即停机。进气过滤器因破摄短路造成匹益过低时，也应报警。4.1. 13效高轴承温度保护
具有滑动轴承的燃气轮机应装有游度监测器：测敏轴承温度和回油温度。当温度离了规定值，应报警乱。
4.1.12控制及染扩系统战障
控制心路电源失电或系统发生其他故障时，应报警并考虑控制器及保护装置的动作，股情况下,应将充制器利被控制装置置于某特定用途下最安全可靠的运行状态或停机，4.1.15滑油冷部器出口处滑油温度过离当滑油冷却器出口处滑汕温度过高时，表明冷却器失效或回油系统其他故障，应报警。4.1.16滑油或燃料过滤器压差过高当滑油或燃料过滤器系差过高时，表明过滤器堵塞，应报警。4.1.7滑油供油或回油遍度过低
当滑油供润到洲温度过低时，应报警。4. 1.18滑油回油超度过高
当滑油画汕温度过高时.表明猎油系统或轴承T作小正常，应搬箸4.1.19.燃料压小过低
为供证燃烧室良好工作，燃料供给应具有一定的压力。如小于极限值，应报警。4.1.20燃料压力让高
当供来的燃料力过高时，为防止出现危险情况，应报警。4.1.21燃料温度过低
岁燃料温度注低时,应报。
4.1.22燃料泄漏
海对燃料洲漏进行盗测报警，
4.1.23起动装故障
当起动装置出现故障时，应报警。1.1.24游箱湖倍过高
半滑油箱中油位过高时·应报警。4.1.25油箱油位过低
当滑油销中油位迁低时，应报警。4.1.26热电偶故障
如热电偶的温度指示不汇常，为防止燃气轮机超摄，应报警或停机。还可设置各热电偶之间的温萃报警。
猎油泵故荫
在具有滑动轴承的燃气轮机上配备有两套由独立动力源驱动的油泵时，当台油泵提供的滑油压..comGB/T 14411- 93
力低于规定值，应报替，并使另台油泵自动投入工作。4.1.28动力涡轮转速信孕消失
当动力祸轮转速信号消失时，说期传感器或相应电路出现救陷，应报警或停机。4.1.29燃气发生器转速信号消失当燃气发生器转速信号消失时，也表明传感器或相应电路出现放障，应报警或停机。4.1.30有危险的大气条件检测
当燃气轮机在非正常的大气条件下运行附，应检测大气中所含的公害物，如超过极限值，应报些。4.1.31辅助设备的保护
如辅助设备工作来达到要求，过释不应进逆行不去，应报警，4.1.32其他的过程或被驱动设备的功能故障燃气轮机在运行过程中，如出现不包括在上述条文中并会导致失效的功能故障或被驱动设备出现功能故障时,均应报擎或停机。
4.1.33火整保护
应对设备提供火警监测，并要有火火和防止重燃的措施。检测到灾降时，应报整并停机，还要考虑延迟放出火火剂,以便人员撤离。4.2保护装置
保扩装置包括进行检测、报警、停机和显示的装置，用于监控可能引起摄坏或缩短燃气轮机寿命的状态。应设法记录故障发生前主要参数的变化，以在清故障的原困。4.2.1电动.机械和手动保护
保护装置有电动、机械和手动三钟形式。当电动保护失灵时，应有杭械科于动紧急停机作最后保护，实行机旁挖制（如燃料划断）。4.2.2音响报警
可按需要提供一套出报警和应急停机系统操纵的产响报警器。4.2.3倍号器
应提供报等和停机用的信号器。停机和报鳍的显示信号的额色不应相回。号器应清楚地指出，是什么原因引起报替或停机。
4.2.4监控参数
监控的典型参数为：转速、温度、压力、振动.流壁、输出功率、并网成功信号、执行机构伤移.负载电流及电压，起动成功及不成功次数、证常停机及应急停机次数、以及运行时数等，山供需双方商定，4.2.5信息传递、验控、故障诊断和预测避控和逼测需要有在燃气轮机控制利保护系统与控制中心之间传逆信息的游控设备。成规东控设备所能处理的餐数和函数，以提供与监挤设备相容的信孕。报臀时，应能自动池案有关参数的经对值，对于燃气轮机的状态监控，应有足够的多数能用于预测期放障征兆利作能的降低，使放障得以谨免或能提供故障的延续发展的追问信号。为了提高放障诊断的雅确度，防止误断，对有些装置可用双通道，相万校对。在容错式余度系统中.应有局时工作的表决装置及自动势换装置，当一个控制器出现故随成，叫白动切换使备用装置投入工作，切换应是无扰动地过渡，同时报警。4.2.6保护装置的功能检查
保护装置的通要保护功能（如超速超温等）应能在慢车状态时来用降低报警值或用模拟方法检代。5试验要求
5.1性能试验
控制和保护系统应进行调整稳态参数的较阻试验，对动态性能伤真的模拟试验以效装机试监。5. 1. 1校难试验
CB/T 14411—93
所有控制系统的功能部件都应在试验台上进行校准，使其稳态性能合设计要求。重要的保护功能亦应进行试验和校摊。
5.1.2模拟试验
模拟试验可用计算机进行。模拟件应能模拟其在燃气轮机上的正节关系和功能。系统中的分组件部件可分别进行试验，但这样的分并不庇妨碍功能的模拟，模拟试验前，功能部件应进行一次校准。试愉中应模拟狂燃气轮机.上承受的工作负荷，应提供必要的测试仪表以指示各个部件的性能及各部件之间的功能关系。用于发电燃气轮机时可按有关标准进行尾全负荷试验。对电了控制系统，还要进行抗干优的模拟试验。5.1.3装机试验
挖制和保扩系统需装在燃气轮机上逆行试验，测试系统性能，并重新校准，检查各项功能及稳态和动态的性能指标，以符含设计要求。5.2长期试验
5. 2. 1 室温待久试验
控制和保护系统应按供需双打商定的时问或循环次数进行室温久试验。5.2.2加连老化试验
所有部件（包括非金属零件）应放在：-定温度的密气炉中保持定的时间，具体数值出供需双方商定。可不要求在试验组件上老化。5.2.3加速等效试验
在持久试验中可利用加速等效试验，以缔短试验时间及降低成本。试验中，要求能模拟全部或最重要的环境条件负荷情况，使系统的·些单独部件承受和持久试验相当的考验。5.3环境试验
5.3.1高温试验
参照GJH242中有关规定执行。其中所规定的温度、时间和循环次数的数值可根据预定的使用情况。
5.3.2低温试骑
参照GJE24211有关见定执行。其+所规定的温度、时间和循环次数的数值可根据预定的使用情况确定。
5. 3. 3湿度试验
参照（3113242中有关规延斑行，其中所规定的温度、时间和湿度的数可根据预定的使用情况确。
5.3.4试验
参照G:212中有美规定执行。
5-3.5海洋环境试验
供篇双力可根探变用的环境条件商定。5.3.5防爆试验
供需双方可根据使用的环境茶件商定。5.4试用
控制和保护系统的部件膝了避行上述各项试验外，还应将整个系统与燃气轮机配套，在现场按实用环境和负荷，作较长时间的试运行，以便最后在实际场合下考察其可靠性和使用寿命。这时.系统的性能指标和各项功能必须满足使用要求。具体要求出供需双方商定。..com6电气设备
6.1电源
GB/T14411—93
系统应采用专用电源，以提高可鼎靠性。6.1.1电源的隔离
系统的输入和输出部分应采用隔离电源，以适应恶劣的工作环境，提高抗1扰能力。并需使用单独的地线。
6.1.2备用电源
系统应具有备用电源。
6.2 接地与屏蔽
所有控制部件的接线都应使用绝缘屏蔽电缆，电缆的屏蔽尽可能集中在~点接地。所有测试仪表的导线和电源导线都应屏蔽。并与电源导线隔离。屏蔽在信号源处应是浮动的而在监控点足接地的。6.3电制
优先选用电源：二相，三线/四线，交流.50Hz.380V/220V，或直疏24V，6.4配线
为碱少运行事故，应注意配线方法。为便于安装及检查、电气系统线路应尽可能安装在燃气轮机的一侧，接线端子盒应装在金属保护您内。
电气系统所使用的耐高温电缆，额定电压不人于60V，耐高温电缆预定的使用满度，在连续T.作时可达280℃,在短期丁作时可达400C。配线还应注意：防振，接线端的连接具有不对称性+接线端和线路的标记。6.5安装
系统的安装应有防振和冷却的措施。系统中所右会产生电弧的地方应密均。线路右置应考患到企捕头和插座脱开之前切断电源。重要的操作按钮和电路都要有保护措施，以防误碰。7数字控制系统
数学控制系统是利用数字或计算机来完成轻制和保护功能。由数字式电子计算机（可包括键盘、幕显示器和打印机）、模-数及数-模转换装置、电源、执行机构和传感器组成。为提高系统的可靠性，可采用余度容错系统，开应具有白检和自诊断动能，有较完善的监控手段和隔措施，以及具有抗外界电篮下扰和电源干扰的能力，以满足现场的工作条件和使用要求。7.1硬件
7.1.1元件筛选
所有用丁数字控制系统的儿件都必须违行严格筛选，以保证可举性。7.1.2信号的感妥
信号感受通道应具有抗十扰能力。可采用数字频率量米传递。要设法减小传感器的惯性，使用时应进行校催。
7. 1.3结构
结构设计及元器作布局要含理，使于使用、维护和扩充。同类零部件应具有互换性。结构设计要满定订靠性要求。有些重要元件应有备份，可采附双余度，使具有一定的容错能力。7.2软件
系统所采用的软件包括应用软作和系统支持软件。7.2.1应用软件
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应用软件叫由控制系统设计人员编制，以完成规定的控制和保护功能，可用汇编语言或商级语言编写，但应满足实时控制的要求。可采用模块菜单驱动的方式，以简化编程过程，并提供友好的用户界面。软件有余度，以保证容错功能，并需具有自检能力。7.2.2系统支持软件
系统支持软件为计算机所固有的支持软件，用于完成计算机本身I作所需的功能。此功能包括：软件和硬件的初始化，在线和离线的诊断试验，输入/输出的处理，系统距控，通讯以及必要的计算协调功能等等
7.3系统的诊断试验
系统的诊断试验用于检查数控系统是否能正常工作,诊断放障情况,以提高系统工作的可靠性。有三种形式的诊断试验：初始化诊断试验、离线诊断试验、在线诊断试验。7.3. 1初始化诊断试验
初始化诊断试验是系统韧始化时自动进行的一些检查。主要是对央处理器及存储器等进行检位。7.3.2离线诊断试验
在安装调试时或维修后进行。包括对键盘、模-数及数-模转换器,输入和输出的检在，7.3.3在线诊断试验
在线诊断试验是准系统工作的情况下，对系统进行检查。应能明确地指出放障的部位。8维护和寿命
对系统应定期检查·校准并作记录。影响寿命的外界用素有：燃料种类和牌号成分、鲜质、大气和环境条件、运行方式等并据此考虑维护的方式。
部件的寿的是以能继续带运转为指标并以现场使用者的判断为处理依据。对控制和保护系统，应根据故障模式、失效分析及可靠性试验来确定平均无故障时间。不影响燃气轮机筹而的呆些故障可不考怎。附加说明：
木标摊由中华人民共和国航空航大工业部提出。本标由航空航天下业部三○-所口，本标准内北京航空航天大学起草。本标准主要起草人毛可久，高克萃，将游谕、武文华。
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