电气控制系统(ECS)

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• 主要包括:锅炉高压(6KV)厂用电源控制、 汽机高压(6KV)厂用电源控制两个部分。 • ECS主要控制6KV 1A-1、1A-2、1B-1、1B-2 四 段工作电源进线开关以及各种负荷出线开关 (共24台断路器) • 实现厂用电源正常切换,即在开机并网后,将 厂用电源由“启动/备用”切换至“工作”, 停机时将厂用电源由“工作”切换至“启动/ 备用”。
发变组系统控制
• 主要包括:发电机的励磁、同期、断路 器的控制及并列后厂用电的快速切换, • 发电机、主变压器、励磁变、厂高变的 保护动作作为操作断路器的闭锁条件。 • 在此控制系统中,ECS主要控制励磁装置、 同期装置、四套厂用电的快切装置以及 发变组高压侧2台330KV断路器。
高压厂用电源系统
第二节 电气纳入DCS监控的内容及要求
• 一、电气纳入DCS监控的内容
• • • • 1.韩城2*600MW机组电气主接线介绍 2.厂用电接线介绍 3.两台机组公用部分介绍 4.双母线3/2断路器接线
双母线3/2断路器接线的特点
• 双母线3/2断路器接线,能避免由于母线故障大 量线路停电及电源中断; • 任一断路器检修或故障,不影响正常的发供电, 运行方式灵活; • 任一断路器检修或故障需要从系统中隔离出来时, 仅需要断开该断路器及其两侧的隔离开关,操作 简单方便。 • 330KV主接线中,所有断路器都实行远方控制操 作,并且可以由DCS或NCS控制操作。 • 对于一台单元机组而言,其DCS所能控制的330KV 断路器是:发变组高压侧两台断路器和起备变高 压侧两台断路器。
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(三)电气控制对DCS硬件、软件的要求
• 1.硬件配置的要求 • 按传统功能划分,电气纳入DCS监控之后,其功 能可分为数据采集(DAS)和顺序控制(SCS)两 部分。 • 电气量同热工量相比并没有特别的要求,相对动 作速度快、可靠性高的控制功能通过保留的电气 专用装置来实现,原则上对DCS的硬件无特殊要 求。对硬件的配置要求同热工一致,其功能分别 融入DCS的功能之中。 • 其数据采集部分要求同热工融为一体。
实现顺控和软手操要做的基础工作 首先要实现设备级(驱动级)的模块化 逻辑设计,这涉及到 同期装置、 发电机磁场断路器、 自动励磁调节器AVR、 手动励磁调节器MEC、 330KV断路器的控制逻辑。
一、设备级的控制原理和控制逻辑 • (一)发电机自动调节励磁系统 • 韩二电厂的发电机励磁系统采用全静止 可控硅整流器励磁系统(也称为自并激 励磁系统),该系统可以分为励磁功率 回路和励磁调节回路两大部分,如图211-12所示。 • 励磁功率回路包括机端励磁变压器、可 控硅整流器、磁场断路器(41E)、起励 (起始励磁)电源接触器(31F)及过电 压保护装置组成。
图2-11-12 自并激励磁原理示意图
• 励磁变压器EXT为3个单相变压器,户内干 式、Y/Δ连接。高压侧采用分相封闭母线 与发电机相连,低压侧通过共箱母线与可 控硅整流器连接。可控硅整流器是有6个臂 的三相全控桥电路,对三相交流输入进行 整流,通过AVR调节可控硅的导通角,从而 调节发电机励磁电流。起励电源由DC110V 控制台DC-MCC供给。 • 励磁调节回路包括两个数字式自动电压调 节器AVR(也称主控制器)和手动励磁调节 器MEC,能自动地调整和维持发电机端电压 在给定水平。自动励磁调节器设有完善的 保护和信号报警装置。
图2-11-13 600MW机组自并激励磁系统原理接线图
自并激励磁方式
• 自并激励磁方式下,发电机励磁功率取自机端。发电机 开机时,其励磁功率经起励设备从厂用直流电源供给. • 待发电机出口电压上升至30%Ue时,起励电源自动退出, 由励磁变自动供给励磁,励磁调节器AVR自动投入工作。 • 励磁调节装置设置为双套,正常运行应为双套自动运行, 每一套装置中设有反应转子电流大小而调节的小闭环运 行方式,这种运行方式的电流给定值要由运行人员手动 给定,故常称为手动运行方式。当自动运行方式有故障 时,才切换为手动运行。 • 发电机进入正常运行时,随着负荷的增减,励磁要不断 的改变,无论是自动还是手动运行,运行人员都可以通 过DCS对励磁进行增减调节。
二、通过公用环配置来实现 • 公用系统的控制全部通过公用环配置来实 现,这样较好地解决了耦合问题。 • 优点是:配置较少,外部设备也不用增加, 有效地利用了信息资源, • 缺点是:公用环的设备不能停电检修,除非 两台机组均停机检修,加重了设备运行安 全性的要求,同等条件下降低了可靠性。
第四节 发变组纳入DCS控制 • 对发变组系统,DCS主要可实现以下控制功 能: • 发电机-变压器组的顺序控制和键盘软 手操控制,即: • 发电机-变压器组启动、升压、并网及 正常停机的顺序控制; • 发电机-变压器组启动、升压、并网及 正常停机的软手操;
电气控制纳入DCS的要求
• 1)实现发-变组的顺序控制和键盘软手操:即实 现发电机一变压器组启动、升压、并网及正常停 机的顺序控制;发电机-变压器组启动、升压、 并网及正常停机的软手操; • 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)能实时显示和记录发变组系统和厂用电系统 的正常运行、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。
2.软件功能描述
• (1)数据采集系统DAS功能 • 数据采集系统(DAS)应连续采集和处理所有与电气系 统有关的重要测点信号及设备状态信号,以便及时向操 作人员提供有关的运行信息,实现机组安全运行。一旦 机组发生任何异常工况,及时报警。 • 一般DAS有下列功能: • 1)显示:包括操作显示、成组显示、棒状图显示、趋 势显示、报警显示等。 • 2)制表记录:包括定期记录、事故追忆记录、事件顺 序(SOE)记录、跳闸一览等。 • 3)历史数据存储和检索。 • 4)二次计算与机组性能。
公用系统控制 • 1、起备变高压侧2台330KV断路器的控制; • 2、2台起备变的有载调压开关控制; • 3、两台机组6KV 共8段备用电源进线开关 的控制 • 4、400V公用系统5台断路器的控制。
三、电气系统纳入DCS控制的技术要求 • (一)机组自动启停控制的要求 • 1、机组正常起动时,当发电机转速达到 额定时,DCS投入AVR。当发电机电压达到 额定值时,DCS投入同期装置。
(一)机组自动启停控制的要求 • 2、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ASS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。 • 3、在同期合闸成功发电机有功负荷达到一 定值之后,DCS将高压厂用电系统快速从启 动电源切换到厂用工作电源上。
(2)顺序控制系统的功能
发变组控制功能组 •厂用电控制功能组 厂用电控制功能组 •公用系统功能组 公用系统功能组
• 电气控制系统顺序控制功能组列表:
• 发变组控制功能组 • 发-变组高压侧断路器及刀闸子组 • 同期子组 • 励磁子组 • 厂用电控制功能组 • 高压厂用电源子组 • 低压厂用电源子组 • 保安电源子组 • 公用系统功能组 • 高压启动/备用电源子组 • 低压厂用公用段子组
(四)对公用系统控制方式的要求
• 对于两台机组的公用系统,DCS的配置能 够实现机组停机时,另一台机组的运行人 员能对公用系统进行监控。 • 并且要求采用可靠的措施,确保其控制命 令的唯一性,即在同一时间只允许一套 DCS系统对公用设备起控制作用。 • 不能因为公用系统的存在,而使两台机组 的DCS耦合在一起。
低压厂用电源系统和400V PC • 1 、 锅 炉 400V PC 段 电 源 控 制 —— 锅 炉 400V PC 1A、1B段进线开关、母联开关 以及400V负荷开关(共15台)的控制。 • 2、汽机400V PC段厂用工作电源控制
柴油发电机组的控制 • 1、柴油发电机组急停、启动、停止等 • 2、保安电源控制包括锅炉400V MCC 1A、 1B、1C、1D段进线开关的控制; • 3、低压厂用保安系统控制包括17台进出线 开关的控制。
图2-11-1
韩二厂2×600MW机组电气主接线简图
二、电气系统纳入DCS监控的范围 • 主要系统归纳为: 1.发变组系统; 2.高压厂用电源系统(包括厂用电源正常切 换) 3.低压厂用电源系统和400V PC; 4 柴油发电机组和保安电源;直流系统和 UPS 5.高压启/备变电源系统(因两台机共用也 称公用系统)
二、电气系统的特点及DCS控制 电气设备的方式
• (一)电气系统控制的特点 • 1.控制对象少,操作频率低,操作可靠性 要求高 • 2.保护自动装置要求可靠性高,动作速度 快 • 3.公用部分的监视控制要求灵活、独立、 可切换 • 4.电气系统的联锁逻辑较简单,但电气设 备本身操作机构复杂
(二)DCS控制电气设备的方式 • 1.用DCS的硬件及软件实现电气逻辑 • 优点:电气控制逻辑全部由DCS软件实现, 组态灵活,修改逻辑方便,可适应不同运 行方式。 • 2.DCS仅实现高层次的逻辑 • 采用这种控制方式,电气控制设备完全独 立,电气设备的安全性连锁逻辑完全由电 气控制设备自身实现,脱离DCS系统,各 电气控制系统仍然能够维持安全运行。
断开磁场开关
• 发电机开机、停机,需要将发电机励磁线圈回 路,通过磁场开关接通或者断开。 • 在励磁线圈内有磁场能量储存的情况下断开磁 场开关,一定要保证励磁回路的安全,即断开 励磁回路时不会发生转子回路过电压,以防损 坏发电机转子绝缘。 • 当发电机内部发生故障时,在断开发电机和电 力系统联系的同时,还要对转子回路进行灭磁。 励磁系统灭磁时的过电压倍数一般要求不大于 转子额定励磁电压的4~4.5倍。
3.常规监控设备的配置
• 常规监控设备的配置原则是: • 1)模拟量信号全部进DCS显示,盘上仅保留少量 显示仪表。 • 2)只保留少量的重要电气开关,取消电气控制 屏/盘,控制功能在DCS实现。建议取消手动同 期开关。 • 保留的后备硬手操开关为:发变组断路器紧急跳 闸按钮;发电机灭磁开关跳闸按钮;柴油发电机 紧急按钮。 • 3)报警光字牌数量保留20个左右
正常停机时 机组正常停机时,通过DCS控制降低机 组负荷,当机组负荷降到某一定值时, DCS将高压厂用电系统快速切换到启/备 变系统供电; • 当机组负荷继续降到接近于零,跳开 主开关,联跳汽轮机(关闭主汽门), 并对发电机进行灭磁,完成停机的全过 程。 •
(二)厂用电源系统控制的要求
• 在机组启动时,通过启/备变向厂用负荷供电; • 在机组正常并网发电后,切换为由厂高变供电, 并经厂低变向400V MCC低压负荷供电,以保证厂 用电的正常运行。 • 在厂用电消失时,为了保证设备和系统的安全, 厂用电快切装置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。
电气控制系统(ECS)
第一节 概 述 一、电气纳入DCS现状及优点
电气纳入DCS控制的优点: • 1.减少控制室面积 • 2.减少运行、检修人员工作量 • 3.运行更安全、可靠 • 4.可实现信息的实时采集与交换 • 5.节约控制电缆
• 在电气系统纳入DCS监控以后,DCS的诸多功能中, 又有了ECS功能。
公用系统控制的两种方法
• 一、 在DCS的配置中,两台机组配置相同的硬件
和软件,通过切换开关来实现操作权的转换。 • 外部设备的信号通过冗余配置(模拟量)或通过 扩展转换(开关量)分别送入两套DCS系统。同 时为保证不出现误操作事故,还增加了不少判据 条件和I/O测点, • 这种方式的优点是当一台机组停运或检修,可以 较方便地对DCS进行检查,同时提高了控制系统 的可靠性, • 缺点是增加了外部设备的数量,加大了投资。同 时增加一个环节也就意味着增加了故障发生的可 能性。
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