电控ECS简介

3.发电机励磁系统
• 主要包括：发电机的励磁、同期、断路器的控 制。 • 微机励磁调节装置 AVR，通过就地控制柜面板 操作键盘可完成装置的调试、投退、切换、操 作等。该装置通过硬接线方式进入ECS进行显 示、记录、报警和其他综合使用。通过操作员 站CRT对AVR进行各种功能的远方设定、投退、 切换、操作等全部手动控制。AVR接受ECS中 机组状态信息。执行自启停系统的命令。完成 相应的作业。
一般ECS设备主要功能及回路组成
• • • • 主要功能 测量功能;监视功能;自动控制功能;保护功能 。 常用的控制线路的基本回路组成： 电源供电回路、保护回路、信号回路、自动与 手动回路、制动停车回路、自锁及闭锁回路。 • 在设备操作与监视当中，传统的操作组件、控 制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制 系统及电子组件所取代，但在小型设备和就地 局部控制的电路中传统元部件仍有一定的应用 范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基 础。
5.高压厂用电切换系统
• 高压厂用电切换系统应当可正常切换、 也可事故切换，可在就地控制柜面板安 装的操作键盘可完成装置的调试、 投退、 切换、操作等。使用硬接线方式进入 DCS进行显示、记录、报警和其他综合 使用。上述工作也可通过CRT依序手动 完成。
高压厂用电源切换设自动 和手动两种方式：
• 自动切换由外部快切装置（或DCS顺控） 来完成， • 手动切换通过运行人员软手动操作来完 成；手、自动切换方式的选择，由运行 人员在DCS画面上选择。 • 外部快切装置实现高压厂用电自动切换 时，也由运行人员在DCS画面上手动设置。
4.同期系统
• 同期装置按检测情况。给DEH和AVR分别发出 调整汽轮机转速和发电机端电压。同期条件满 足后，与电网自动并列。上述工作也可通过C RT依序手动完成。 • 单元机组投入同期装置，就意味着要对某个断 路器进行同期并列操作。 • 将单元机组经3/2接线投入电力系统运行，要 通过对母线侧、线路侧两台断路器进行同期并 列操作才能实现。 • 因此，进行同期并列操作时，首先要选定在哪 台断路器上进行同期。
五、发电厂ECS监控项目范围
• 机组监控和升压站监控:主要有发电机-变 压器组的监控；发电机励磁系统的监控； 发电机同期系统的监控；高压厂用电系 统的监控；低压厂用电系统的监控；备 用变电源自动投切的监控；直流系统和 UPS电源的监控；发电机出口、升压站 断路器的监控及隔离刀闸状态的监视； 线路及母线断路器同期系统的监控等。
发电机基础知识
• 同步发电机：定子是发出电力的电枢， 转子是磁极；转子绕组通入直流电流。 • 导线切割磁力线；二子磁场作用产生制 动力矩，汽机机械力矩克服制动力矩而 作功。所以调汽机进汽量调节有功功率。 • 转子磁场影响定子绕组电压，所以调转 子电流可调发电机端电压或发电机的无 功功率。
发电基础知识
低压动中力心（PC）
• 低压厂用电源控制包括汽机变，锅炉变， 照明变，柴油发电机组，各低压厂用变 压器低压侧断路器及各MCC段等的操作 • 低压厂用工作段电源切换也设自动和手 动两种方式 • 操作界面提供“手动一自动”切换操作 窗口
公用系统及其控制逻辑
• 公用系统是指和两台单元机组均有联系的起动 /备用变的高、低压系统，具体包括: • 两台起/备变的高压侧断路器（2台）和隔离开 关以及两台起备变低压侧（6KV侧）的4个分支 8台断路器。 • 公用变低压侧断路器，检修隔离变低压侧断路 器，循泵变低压侧断路器，照明变低压侧断路 器，公用系统 MCC ，两组直流系统，及公用的 厂用电动机断路器的操作与监视也都属于公用 系统。
发电厂ECS具备的基本功能
• 实现对相关的电气设备监控、联锁及各电气参 数的测量，并可在操作员站CRT画面上显示各 系统设备状态、工况，并全部实现软操作等功 能。 • 实现对发变组及各配电设备事故、预告、保护 动作后的报警，光字牌显示、历史站记录、追 忆打印等功能。 • 自动功能：实现发电机顺控自动升压自动准同 期并网；实现高备厂变及各低备厂变的自动切 换操作等功能。
二、发电厂电气系统的 主要内容
• 发电厂电气系统： • 包括发电机、励磁系统、厂用电系统和 升压变电站等。 • 主要作用是将汽轮机传递过来的机械能 在发电机中转换为电能，并变压厂用及 升压上网（后续为：输电、变电、配电、 用电） 。
发电厂电气系统(将汽轮机传递过来的机械能在发电 机中转换为电能,并变压厂用及升压上网 )
完ຫໍສະໝຸດ BaiduDCS方式
• 2.完全由DCS硬件和软件实现电气逻辑。包括 发电机同期逻辑、厂用电自动切换逻辑、发电 机励磁调节器甚至简单的继电器保护逻辑等。 有些DCS已有相应的专用硬件模件，与其软件 组态完成相应电气装置的功能。 • 优点：软硬均在DCS，灵活方便功能强；缺点： 对DCS要求高，负担重，可能影响其它控制系 统，并且某些功能上难实现（发电机-变压器组 继电保护装置、故障录波装置等）。
• 发电机的励磁系统功能是供给发电机转 子直流建立转子励磁。它分为它励励磁 系统和自并激励磁系统。 • 发电机的机端电压和电流随其容量不同 而变化，其电压一般在10~20KV之间， 电流可达数千安或20KA或更高。 • 主变升压后送网；厂变降压后厂用。
发电厂电气系统组成
• 发电厂电气系统基本包含发电机-变压器组、 升压站、厂用电三大部分。 • 升压站：110kV、35kV出线的断路器、隔离开 关、各电压等级母线、各电压等级进出线断路 器和隔离开关、出线电能表等。 发变组：电厂#9、10、11、12发变组、#3发变 组及#1、2主变发变组、发电机励磁系统AVR、 自动同期等自动化设备。 厂用电：高压厂用工作及备用变压器、6kV工 作及备用电源管理、6kV高压电动机、低压厂 用变压器、6kVTV、低压380V电源线及其它公 共设备。
发电厂电气控制系统
• 发电厂电气控制系统一般称为发电厂电 气设备二次控制回路，其任务主要是保 证一次设备运行的可靠与安全。 • 控制回路或二次回路，实现某项控制功 能的若干个电器组件的组合。 • ECS控制操作对象是：继电器、断路器、 断路器的合、跳闸电磁线圈等设备。
三、ECS的特点
• • • • ECS与热工控制比较有以下特点： 控制对象少，操作频率低；但强调快速、准确； 电气控制逻辑简单，而设备本身操作机构复杂； 信号简单，为电流、电压或由其导出，开关量 为无源节点； • 信号传递变换相对简单，（CT、PT及电量变 送器输出动作对象为电磁线圈）； • 信号变化速度快，(一般为ms级，而热工对象 为s级或更大)；
厂用系统负荷，其受控设备类型
• 6KV厂用电动机、380V厂用电动机、 380V电动门双向电动机、220V直流电动 机、220V AC 伺服电机等 • 这些设备输入、输出、手动／顺控操作、 报警信息和其它联锁信号的接口以及设 备的监控保护逻辑，均在顺序控制SCS中 实现
厂用电源系统控制的要求
• 机组启动时，通过启／备变向厂用负荷供电； • 机组并网发电后，切换为厂高变供电，并经厂 低变向400V MCC低压负荷供电。 • 厂用电消失时，快切装置ATS应快速将厂用工 作负荷自动切换至启／备变供电； • 当确认保安段母线失压后，应启动事故备用柴 油发电机组供电，以保证设备安全。
四、ECS在DCS中的实现方式
• 1.部分DCS方式：仅由DCS软件实现电气逻辑， 通过DCS的I/O通道或网络通信将控制指令发送 到电气控制装置上。DCS可实现联锁的投退， 开关的分合闸，电动机的启停，操作指令合法 性的逻辑检查和揭示逻辑实现条件等。对于发 电机励磁调节器AVR(自动电压调节器）、发 电机准同期装置ASS、发电机-变压器组继电保 护装置、故障录波装置等，其功能靠自身装置 实现，仅通过DCS实现装置的投、退。 • 优点：电气装置独立，完全由其自身实现安全 性连锁逻辑，脱离DCS系统，依靠自身仍然能 够维持安全运行；缺点：可靠性取决与装置。
六、ECS构成及功能实现
• 1.电气保护监控系统 • 机组 电气保护部分的监控系统按照主接 线图、保护管理 、遥测一览、遥信一览、 曲线趋势、系统配置、报警查询和故障 录波8部分分类，对整个设备进行监视和 控制。其中系统配置图描述了整个系统 的拓扑结构。
2.机组自启停控制系统
• 机组自启停控制逻辑功能在ECS中完成，实现 机组顺序控制或软手操控制。 • 机组正常起动时，当发电机达到额定转速3 0 0 0 r／mi n时，ECS将投入AVR。当发电机电压 达到额定值时，DCS将投入同 期装置ASS。 • 发电机与电网的同期是由同期装置自动实现 ， 在同期过程中通过DCS控制AVR、DEH，以调 节发电机电压和频率，当同期条件满足时， ASS向发电机断路器发合闸指令，发电机断路 器自动合闸。
第九章 电气控制系统（ECS） 简介
一、ECS概述 二、发电厂电气系统的主要内容 三、ECS的特点 四、ECS在DCS中的实现方式 五、发电厂ECS监控项目范围 六、ECS构成及功能实现 七、ECS对DCS实现的要求 八、用DCS实现ECS与常规ECS的比较
一、ECS概述
• 电气控制系统 ECS（Electrical Control System） • 电气控制系统一般称为电气设备二次控 制回路，不同的设备有不同的控制回路， 而且高压电气设备与低压电气设备的控 制方式也不相同。 • 其任务是保证一次设备运行的可靠与安 全，因此需要有许多辅助电气设备为之 服务，能够实现某项控制功能的若干个 电器组件的组合，称为控制回路或二次 回路。
• 在同期合闸成功、发电机电负荷达到一定值之 后，ECS将高压厂用电系统快速从启备变切换 到高压厂变上。 • 机组正常停机时，ECS控制降低机组负荷，当 机组负荷降到某一定值时，ECS将高压厂用电 系统快速切换到由0号启/备变供电；当机组负 荷继续降到零，跳开主开关。联跳汽轮机(主汽 门关闭)，发电机灭磁，完成停机的全过程。
6.低压厂用电系统
• 汽机附属设备电动机的操作控制和状态 参数显示、记录、报警等都进入ECS中。 3号～5号低压厂变，0号低备变在ECS中 只保留了运行状态。参数监视， 各自独 立的保护装置和投、 退控制等设在就地 控制 柜中，这样处理可节省开关量控制 板和部分电缆。
低压厂用电源控制
• 按容量将负荷分类: • 低压动中力心（PC）: 供 电 给 低 压 厂 用 电 压 采 用 400V ， 容 量 在 75kW至200kW的电动机以及 150kW至650kW 的静止负荷 • 电动机控制中心（MCC）: 供电给75kW以下的电动机及150kW以下的静 止负荷。
DCS实现ECS的基本要求
• 1）实现发-变组的顺序控制和键盘软手操： • 含发电机一变压器组启动、升压、并网及正常 停机的顺序控制和软手操； • 2 ）厂用电系统按启动、停机和正常运行阶段 的要求，实现程序控制和软手操切换。 • 3 ）实时显示和记录发变组系统和厂用电系统 正常运行、异常运行和事故状态下的各种数据 和状态，并提供操作指导和应急处理措施。 • 4）单元机组（炉机电）实现全CRT监控。
ATS为“自动转换开关电器”
• ATS是Automatic transfer switching equipment的 缩写。 • ATS主要用在紧急供电系统，将负载电路从一 个电源自动换接至另一个（备用）电源的开关 电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。因此， ATS常常应用在重要用电场所，其产品可靠性 尤为重要。转换一旦失败将会造成以下二种危 害之一，其电源间的短路或重要负荷断电（甚 至短暂停电），其后果都是严重的，这不仅仅 会带来经济损失（使生产停顿、金融瘫痪）， 也可能造成社会问题（使生命及安全处于危险 之中）。
公用系统监控的内容
• 1 对公用系统两台起/备变有载调压分接 头的调整、 • 2 330KV断路器的控制、 • 3 两台起备变低压侧（6KV）开关的控制 • 4 正常、事故情况下厂用电源的切换 • 5 公用低压系统断路器的控制 都属于ECS公用系统监控的内容。
七、ECS对DCS实现的要求
• 由于ECS的特点要求 • DCS的实时性高；要求动作快速，抗干扰要求 高，可靠性高； • 能即时显示、实时控制、应急处理、操作指导； • 项目多为数据采集、顺控为主，连锁保护切换； • 公用部分的监视控制要求灵活、独立、可切换