DCS实现发电厂电气监控

DCS实现发电厂电气监控

摘要：本文介绍已投入运行的300MW机组采用DCS实现电气系统监控的控制范围和应 用功能，并对工程中电气设备和装置的控制逻辑和显示画面作出了详细的描述

1．前言

DCS分散控制系统在国内火电厂中经过十多年的应用，无论是硬件系统、软件设计组态还是运行管理都积累了成熟的经验。随着DCS系统性能的不断提高，其可靠性、开发性、可执行性、及性能价格比也不断提高，实现机、炉、电全方位的安全经济控制已是成熟的技术，电气监控系统进入DCS已成为现实。纵观电力市场，无论机组容量大小，凡是有DCS控制的场所，必然有电气监控进入DCS。

下面就河南信阳电厂和湖南益阳电厂(2x300MW)电气监控(ECS)在DCS中的应用进行讨论。

2．工程简介

河南信阳电厂，湖南益阳电厂，其一期工程均为2x300MW机组。电气主接线为发电机变压罪组升压至220kY系统，厂用电分为6kV和380V二个电压等级，二台机组设一台启动／备用变压器。二个项目于1999年5月和7月与北京ABB贝利控制公司签订合同，同年7月开始工程实施，分别于2000年5月和7月通过FAT。

控制系统采用贝利Symphony(1NFl90)系统，为提高发电厂机组整体的控制水平和自动化程度，使锅炉、汽机、发电机的控制方式协调一致，实现炉、机、电单元统一值班创造良好条件，将发电机变压器组和厂用电的控制监视全部由DCS实现，电气监控为DCS的一部分。

DCS按功能划分通常具有四大功能：模拟量控制(MCS)、锅炉炉膛安全监控系统

(FSSS)、顺序控制(SCS)、数据采集(DAS)。

电气控制按功能应划人SCS，但考虑电气系统的特点和相对独立性，我们(ABB)把电气部分的控制和数采称为电气监控系统即ECS。所以在贝利的系统中还有ECS功能。

3．Symphony(1NFl90)系统配置

Symphony(1NFl90)系统主要由：

操作员站CONDUCTOR VMS

LTEWS工程师站，

PCU过程控制单元

大屏幕监视系统组成。

·操作员站：CONDUCTOR VMS，是控制系统与运行操作员间的接口。包括：控制台、功能键盘、鼠标、报警组视窗。

·LTEWS工程师站：用于系统组态、编程、修改、即完成系统功能组态和画面组态的生成、下载、参数的调试和设置等。

·PCU过程控制单元：采集和处理现场信号，接受操作员站指令，进行逻辑判断和过程控制，并将输出指令至现场。包括：模件柜、端子柜(或模件端子混装柜)。

电气监控系统具有相对独立的PCU，所使用的主要模件有：

——网络处理模件和网络接口模件：NPM01、NIS01

——多功能处理器：MFPl2

——I／0模件：ASll3(16TC+RTD)

FECl2(15 A1)

DSll2(16 D1)

DSM04(8 P1)

DS014(16 DO)

——电源模件：IPSYS01，IPFLD48

——模件安装单元：IEMMU21

——现场端子板：NFTP01

·环路通信：10Mbit／s

．Controlway通信：1Mbit／s

4．电气系统进入DCS控制范围

包括：单元机组电气和公用电气2个部分

4．1 单元机组电气部分包括：

a)发变组220KV断路器、隔离开关

b)发电机灭磁开关

c)励磁系统控制方式选择及PSS投切

d)AVR调压

e)自动准同期ASS

f)6KV母线工作电源分支开关(1A、lB)

g)6KV母线备用电源分支开关(1A、

h)6KV厂用电快切装置(1A、lB)

i)低压工作变压器(1A1、lA2、lBl、1B2)6KV、380V及380V分段开关

j)低压照明变压器6KV、380V开关及照明、检修变压器380V分段开关

k)保安段工作分支开关、柴油机分支开关

l)柴油机组

m)仪控变压器380V馈线开关及380V分段开关

直流系统、UPS、柴油机组由DCS进行监视，柴油机组的控制由当地PLC控制系统完成。

4．2 公用电气部分包括

a)启动／备用变压器(SST)220KV断路器、隔离开关、有载调压

b)6KV公用段进线电源分支开关(OA、OB)

c)公用变压器(#1、#2)6KV、380V及380V分段开关

d)厂区变压器(#1、#2)6KV、380V及380V分段开关

e)化学变压器(#1、#2)6KV、380V及380V分段开关

f)厂区公用变压器(#1、#2)6KV开关

g)6KV输煤馈线开关

4．3 发电机励磁系统自动电压调整器(AVR)、自动准同期装置(ASS)、主设备保护、厂用电快切装置采用成熟的技术和产品，其功能由独立装置实现，与DCS有通讯接口或硬接线。

5．ECS控制功能

5．1 实现发变组系统自动程序控制或软手操控制，使发电机由零起升压直至同期并网带初始负荷，或使发电机自动停机。

5．2 对厂用电系统，按起动／停止阶段和正常运行阶段的要求实行程序控制或软手操控制，实现由工作到备用或由备用到工作电源的程序切换或软手操切换，保证机组安全运行或正常起、停机。

5．3 实时显示和记录(其中包括事故顺序记录)发变组系统以及厂用电系统的正常运行、异常运行和事故工况下的各种数据和状态，并提供操作指导。

5．4 所有由DCS操作的单个断路器(包括220KV侧隔离开关)，除具有必要的联锁功能外，还有必要的闭锁措施，防止误操作。

5．5 电气设备的检修／试验

在操作员站可进行电气设备的检修／试验操作。当某一设备处于检修时，在相应的电气系统画面上设有相应的检修／试验状态显示(挂牌)，此时与该设备相关的闭锁或联锁条件均失效。为防止误操作，设有单独的检修试验画面，操作时需经运行人员进一步确认后方可投入或退出检修／试验。对特别重要的设备设有必要的保护措施。

5．6 对厂用电公用电气系统，分别在二台机组的DCS操作员站上监视。在贝利系统中通过设置和解除操作权限的优先级(由值长决定)，来保证对公用电气控制命令的唯一性，即在任一时间内只允许在一台机组的DCS操作员站上操作。由于电气公用系统接人中央环，所以对公用系统的操作不存在切换扰动问题。当享有操作权限的DCS故障时，不会对公用电气系统的监控产生任何影响，不存在操作权限转让问题。值长可以根据运行方式将操作权限授权给任意一台机组的DCS，选择灵活。

5．7 发电机励磁系统电压调节、发变组同期、电气设备保护、6KV厂用电快切功能由独立的装置实现，DCS控制自动装置的起停和方式的选择并进行状态监视。

5．8 主要电气设备的运行累计时间。

5．9 电气主要参数的X—Y曲线图(有效值)。

6．电气监控系统分析

6．1 数据采集于监视

现场电气信号种类主要有：4—20mA模拟量输入、RTD温度量输入、脉冲电度量输入、数字量输入、和数字量输出。在Sympho—ny(1NFIg0)系统中，有专门的模件通过硬接线直接从现场采集和处理这些信号。

此外，对于电气专用自动装置和系统也可以采用通讯方式。Symphony(1NFl90)系统与其它系统的接口方式有：串行通讯方式、以太网方式和通过INFI环上的ICI进行通讯，根据具体的过程要求可选用不同的通讯接口方式。在实际工程中北京贝利具有许多成功的应用实例。此次在信阳项目上与柴油发电机PLC控制系统的接口即采用串行通讯接口方式。

信阳电气I／O点共1048点。其中Al：186点；DI：685点；PI：23点；DO：154点 益阳电气I／O点共712点，其中Al：106点；DI：432点；PI：48点；DO：126点

6．2 MFP配置：

多功能处理器模件(MFP)是Symphony(1NFl90)模件系列中功能最强的一种模件，它是一种多回路模拟、顺序、批处理的高性能控制器 …… 此处隐藏：6176字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……