300mw及以上機組電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應用

1電氣控制系統(tǒng)軟手操輸出命令的輸出sd-300mw以上功率的機組的勞工控制已完全采用，數(shù)據(jù)采集（das）、模擬量控制（mcs）、序列控制（scs）和燃燒管理（bms）等系統(tǒng)已經(jīng)完全采用。從實際運行情況來看,DCS較好地實現(xiàn)了其控制功能,并發(fā)揮了安全經(jīng)濟、使用可靠的優(yōu)點,取得了良好的效果。電氣控制取消常規(guī)的一對一硬手操,將其納入DCS分散控制系統(tǒng),提高電氣控制水平,已隨著計算機技術的發(fā)展得到了初步的應用。在菏澤電廠二期工程中,就完全將電氣控制納入DCS監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了機、爐、電的集中管理和集中控制,將電氣部分的顯示報警和電氣設備的控制有機地進行了結(jié)合,提高了整個電氣控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。電氣控制在納入DCS監(jiān)控之后,電氣一次斷路器的操作和控制就可以通過DCS內(nèi)的軟手操來進行。在實現(xiàn)軟手操輸出命令之前,必須有一套合理而有效的控制邏輯來完成輸出命令必備條件的組合,當各種條件具備時,才能進行軟手操命令的輸出操作。在菏澤電廠設計中,典型的控制邏輯如圖1所示,輸出條件包含了控制回路斷線、斷路器輔助接點的信號反饋以及和其他斷路器之間的聯(lián)鎖條件。在實際的調(diào)試工作中發(fā)現(xiàn),由于過多的邏輯限制條件和反饋信號,使得在斷路器的操作中出現(xiàn)了很多麻煩,在就地操作分、合斷路器或保護動作跳開斷路器或廠用電源快切裝置動作分、合斷路器后,在DCS操作員站無法通過軟手操將命令符號復位到與斷路器對應的實際位置,同時DCS畫面顯示斷路器狀態(tài)也與實際狀態(tài)不能對應,從而無法在DCS上進行下一步的軟手操作,必須有工作人員在就地將斷路器操作至和DCS上命令符號所在的位置相一致后(DCS命令符號存在于上一次操作后所對應的相應位置上),才能通過DCS軟手操進行下一步操作,顯然這是不符合安全運行要求的,也無法達到經(jīng)濟運行的目的,必須加以改進。另外,在調(diào)試過程中,發(fā)現(xiàn)在電氣控制二次回路中不通過斷路器輔助接點斷開分合閘電流的回路中,燒壞了一只合閘線圈,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),DCS分合閘命令的輸出是一個長信號,直到下一次操作之前,上一次操作的命令是一直存在的,這當然也不能滿足安全運行要求。2控制板使用于dc軟手操控制的實現(xiàn)通過以上現(xiàn)象,我們知道菏澤電廠電氣控制納入DCS監(jiān)控的技術是不夠成熟的,在實際運行中的安全性、可靠性不能完全滿足電力系統(tǒng)安全運行的要求。分析電氣控制的邏輯圖可以發(fā)現(xiàn),無論在分閘還是合閘的控制邏輯圖中,斷路器本身的位置輔助接點都作為斷路器操作的一個條件來控制邏輯結(jié)果的輸出,當斷路器在分閘位置時,此時DCS軟手操命令在分閘上,DCS邏輯只允許發(fā)出合閘命令而不允許分閘命令的發(fā)出,如果在就地將斷路器操作至合閘位置,DCS邏輯將反過來只允許發(fā)分閘命令而不允許發(fā)合閘命令,所以無法將DCS軟手操命令復位到合閘命令的位置,即與斷路器的實際位置相一致,斷路器位置在DCS畫面上的顯示狀態(tài)也呈現(xiàn)不對應狀態(tài),無法復位到與斷路器的實際狀態(tài)相一致。同樣,當斷路器在合閘正常狀態(tài)時,保護動作跳閘或就地操作跳閘后,也無法復位DCS軟操命令和斷路器在DCS畫面中的顯示狀態(tài)。如果從電氣控制在DCS監(jiān)控的邏輯中將斷路器的位置輔助接點的邏輯條件取消,再去分析以上2種情況?？梢钥闯?無論斷路器在分位還是合位,DCS軟手操的分、合閘允許都是一路綠燈,都可以進行DCS軟手操命令的操作,這樣,當斷路器的實際狀態(tài)與DCS軟手操命令的位置、DCS畫面顯示不一致時,我們就可以在DCS操作員站將其復位到對應狀態(tài),即可以使斷路器在DCS上能夠正確顯示,又不影響進行下一次的操作,使操作更方便、更節(jié)省人力,運行也更安全。DCS軟手操命令在發(fā)出之后至下一次的操作之前是一直存在的,對于通過斷路器的輔助接點斷開分合閘電流的電氣控制回路,當斷路器的輔助接點因故障不能斷開時,斷路器的分合閘線圈會因長時帶電而燒壞,因為斷路器的分合閘線圈一般允許的帶電時間為3～5s,同時,防跳繼電器也會因長期帶電燒壞,對于不經(jīng)斷路器輔助接點斷開控制電流的回路,分合閘線圈的燒壞更是必然結(jié)果。所以,DCS軟手操命令的長信號是不能滿足要求的。3電氣部分控制邏輯300MW及以上容量機組的電氣控制納入DCS監(jiān)控系統(tǒng)在國內(nèi)已經(jīng)有了初步的應用。九江電廠三期2×350MW、信陽電廠一期2×300MW、益陽電廠一期2×300MW、萊城電廠一期2×300MW等工程的電氣控制幾乎完全納入了DCS監(jiān)控系統(tǒng),取消了電氣控制常規(guī)的控制手段——一對一硬手操,只保留了少部分的監(jiān)視表計和勵磁系統(tǒng)的控制開關在電氣后備盤上,并取得了一定的成功經(jīng)驗。在鍋爐點火、汽機升速、發(fā)電機開機到達3000r/min后,升壓、并網(wǎng)帶初負荷,直到在發(fā)電機帶一定負荷后的切換廠用電源,都可以通過DCS中電氣部分控制邏輯的程序開機來完成。同樣DCS也可以通過程序停機來完成機組的停機操作。在程序開、停機組的過程中,可以人為地設置幾個斷點,由運行人員進行判斷后決定是否繼續(xù)進行下一步的操作。相對于熱工控制系統(tǒng)而言,電氣設備的控制邏輯較為簡單,實際上只代替了常規(guī)電氣控制手段中用于硬手操作的斷路器控制回路中的控制開關(KK),所以只在DCS監(jiān)控邏輯中加入一些必要條件,而復雜的部分仍然保留在電氣設備本身或電氣二次控制回路中,DCS邏輯中不存在過多條件的參與。在DCS中,電氣部分的順序控制一般由3大功能塊組成:a.發(fā)電機-變壓器功能組,包括發(fā)變組系統(tǒng)、同期系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)及勵磁調(diào)節(jié)器;b.廠用電源功能組,包含高壓廠用電、低壓廠用電、保安電源、廠用電源快切等;c.廠用公用及備用電源功能組,包括高壓啟動備用電源和低壓公用電源部分。由于歷史的原因,DCS的調(diào)試及運行由熱工人員負責,而熱工人員對電氣控制知之不多,故電氣控制部分在DCS中的設計、調(diào)試及運行仍然由電氣人員來完成,而DCS中的邏輯更改、操作窗的設置等工作需要由雙方人員來協(xié)調(diào)進行,增加了設計及調(diào)試工作的交叉作業(yè)量,而對運行人員的值班也提出了更高的要求?，F(xiàn)在國內(nèi)許多新建和老廠改造機組中提出和實行的全能值班正適應了電氣控制納入DCS監(jiān)控系統(tǒng)對運行人員的特殊要求。4控制電路的選擇通過以上綜合分析,在菏澤電廠電氣控制納入DCS監(jiān)控邏輯中,斷路器分合閘位置的輔助接點的反饋邏輯條件是多余的,是造成不能正常操作和可靠運行的重要因素,應在邏輯條件中取消,應予保留的是那些對電氣設備本身進行保護的必要條件,對于一些簡單的與其他部分沒有聯(lián)鎖的控制邏輯,只要直流控制電源不消失,就應該允許DCS進行軟操作命令的發(fā)出,不必增加多余的條件進行限制。DCS軟操命令的長期存在上面已經(jīng)分析過了,應將其輸出改變成一個1～2s的短脈沖信號,時間最長不宜超過3s,因為一般斷路器的合分閘時間都在500ms以內(nèi),這樣既能保證操作的有效性和可靠性,又不至于引起一些不良后果。機組的電氣系統(tǒng)納入DCS控制,要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性。除了能實現(xiàn)正常啟停和運行操作外,尤其要求能夠?qū)崿F(xiàn)實時顯示正常運行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài),并提供相應的操作指導和應急處理措施,保證電氣系統(tǒng)自動控制在最安全合理的工況下工作。5cs網(wǎng)絡邏輯設計的完善隨著計算機技術的快速發(fā)展,發(fā)電廠電氣控制納入DCS監(jiān)