火電廠分散控制系統(tǒng)改造電氣部分的設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)機(jī)組的dc改造隨著核電站的功率和高參數(shù)的發(fā)展，核電站的自動(dòng)化程度和開(kāi)動(dòng)率不斷提高。從80年代后期開(kāi)始,以計(jì)算機(jī)微處理器為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)(DCS)在國(guó)內(nèi)新建大機(jī)組中得到了廣泛的應(yīng)用。為了提高機(jī)組的自動(dòng)化水平,適應(yīng)發(fā)電企業(yè)竟價(jià)上網(wǎng)、減人增效、參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要,國(guó)內(nèi)一些老機(jī)組也在積極進(jìn)行DCS改造。由于電氣設(shè)備控制對(duì)安全性、可靠性的高要求,國(guó)內(nèi)電廠在進(jìn)行DCS改造時(shí),多數(shù)只是進(jìn)行熱動(dòng)部分的改造,包括DAS、MCS、SCS、FSSS、DEH等,而電氣設(shè)備的監(jiān)控(ECS)則改造較少。有的只是將輔機(jī)開(kāi)關(guān)控制的一部分功能由DCS來(lái)完成,參與熱力系統(tǒng)的順控;有的則是將一些電氣模擬量、開(kāi)關(guān)量送入DAS系統(tǒng),滿(mǎn)足數(shù)據(jù)采集的一些要求;較為徹底的電氣部分改造就是將發(fā)電機(jī)、變壓器等主機(jī)部分的一些開(kāi)關(guān)的跳、合閘控制由DCS內(nèi)的軟手操來(lái)完成。某電廠某號(hào)機(jī)組為國(guó)產(chǎn)300MW機(jī)組,在機(jī)組大修中進(jìn)行了分散控制系統(tǒng)(DCS)的改造。作為DCS的一部分,電氣設(shè)備的監(jiān)控(ECS)也同步進(jìn)行了改造。不僅高、低壓輔機(jī)的開(kāi)關(guān)、主機(jī)部分的開(kāi)關(guān)的控制、聯(lián)瑣、采集、顯示等功能由DCS來(lái)完成,而且高、低壓廠用電源的自投,快切邏輯也由DCS來(lái)實(shí)現(xiàn)。1電氣部分站組成在設(shè)計(jì)某發(fā)電廠某號(hào)機(jī)組電氣部分的改造時(shí),考慮多方面因素,以安全運(yùn)行、檢修方便等原則,我們把納入DCS系統(tǒng)的電氣部分分成3個(gè)站,分別為發(fā)變組、廠用電及公共部分。1.1功率性控制系統(tǒng)發(fā)電機(jī)同期及236開(kāi)關(guān);發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)及滅磁開(kāi)關(guān);備勵(lì)直流及整流柜開(kāi)關(guān)的控制;發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁側(cè)參數(shù)顯示;發(fā)變組側(cè)光子牌報(bào)警;所有輔機(jī)設(shè)備的電流顯示。1.2電源設(shè)置控制6kV工作ⅥA段和6kV工作ⅥB段開(kāi)關(guān)控制;低廠變6kVA段和低廠變6kVB段開(kāi)關(guān)控制;低廠變380VA段和低廠變380VB段開(kāi)關(guān)控制;脫硫段開(kāi)關(guān)控制;低備變開(kāi)關(guān)控制;6kV工作ⅥA段和6kV工作ⅥB段電源快切;低廠變A段和低廠變B段電源備自投;高廠變和低廠變參數(shù)顯示:UPS及直流系統(tǒng)參數(shù)顯示;保安段監(jiān)視顯示;廠用光子牌報(bào)警。1.3各段開(kāi)關(guān)控制高壓起/備變220kV側(cè)斷路器控制;6kV公用段進(jìn)線開(kāi)關(guān)控制;高壓起/備變有載調(diào)壓控制;6kV公用ⅥA段和6kV公用ⅥB段開(kāi)關(guān)控制;高壓起/備變6kVA和B段開(kāi)關(guān)控制;380V公用段進(jìn)線開(kāi)關(guān)控制;消防水泵控制;凝補(bǔ)水泵控制;工業(yè)水泵控制;公用段、化水段、網(wǎng)控樓段、照明段、煤灰段、檢修段參數(shù)顯示;公用光子牌報(bào)警。2ds的控制功能在進(jìn)行DCS改造后,原高、低壓輔機(jī)的開(kāi)關(guān)、主機(jī)部分的開(kāi)關(guān)的控制、聯(lián)瑣、采集、顯示、報(bào)警等功能均由DCS來(lái)完成。自動(dòng)準(zhǔn)同期的投入開(kāi)關(guān)、手動(dòng)升、降壓開(kāi)關(guān)等也由DCS內(nèi)的軟手操進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)ECS的各項(xiàng)功能。2.1ds的調(diào)節(jié)功能(1)通過(guò)DCS內(nèi)的軟手操,送出D0點(diǎn),接入開(kāi)關(guān)的分、合閘回路,實(shí)現(xiàn)分、合閘控制。同時(shí)在軟手操中帶有確認(rèn)項(xiàng),防止誤操作的發(fā)生。(2)根據(jù)開(kāi)關(guān)返回狀態(tài)量DI點(diǎn),通過(guò)CRT上開(kāi)關(guān)的不同顏色,顯示開(kāi)關(guān)狀態(tài)。包括開(kāi)關(guān)的合閘、分閘狀態(tài),故障、跳閘、操作失敗顯示,以及禁止操作。(3)開(kāi)關(guān)狀態(tài)量由分位、合位繼電器指示,而不是由開(kāi)關(guān)的輔助接點(diǎn)指示。不僅可以指示開(kāi)關(guān)的狀態(tài),而且可以監(jiān)視分、合閘回路是否完好,監(jiān)視操作保險(xiǎn)是否完好。在分、合閘回路故障,操作保險(xiǎn)熔斷時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。(4)將原來(lái)的熱動(dòng)部分提供給電氣回路的用于聯(lián)瑣啟動(dòng)、閉鎖合閘、跳閘的油壓、水壓、溫度等接點(diǎn),直接送入DCS,通過(guò)DCS內(nèi)的邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)原來(lái)的相應(yīng)的功能。原來(lái)的輔機(jī)之間的電氣聯(lián)瑣、鍋爐大聯(lián)瑣也由DCS根據(jù)送入DCS的狀態(tài)量,實(shí)現(xiàn)原有的功能。2.2原屏及地面圖像的顯示將原來(lái)的大部分盤(pán)表取消,通過(guò)儀表變送器,將電流、電壓、頻率、有功、無(wú)功等參數(shù)以4~20mA的AI點(diǎn)形式送入DCS,進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、信號(hào)的指示、參與順控、自投邏輯、過(guò)流報(bào)警等。所有信號(hào)均在CRT內(nèi)主接線操作畫(huà)面、監(jiān)視畫(huà)面上合適的位置顯示出來(lái),以便于運(yùn)行操作和監(jiān)視,并以畫(huà)面的整體協(xié)調(diào)、美觀為依據(jù)。原屏上的事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)以DI點(diǎn)的形式送入DCS,在DCS內(nèi)設(shè)計(jì)專(zhuān)用事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)畫(huà)面。事故信號(hào)為紅色、預(yù)告信號(hào)為黃色。在事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)發(fā)出時(shí),發(fā)出不同的音響,此時(shí)可及時(shí)切換至信號(hào)畫(huà)面,查看發(fā)出的信號(hào)。2.3同保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)再接口電氣原有自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置、同步表、同期閉鎖繼電器仍然保留,原同期回路中的TK、STK、DTK等同期投入開(kāi)關(guān)則由DCS內(nèi)的軟手操實(shí)現(xiàn)。TK、STK、DTK所需多付接點(diǎn)由DCS擴(kuò)展送出。保留同期裝置、同步表、同期閉鎖繼電器,把住同期并網(wǎng)的最后一道防線。2.4系統(tǒng)的自投合閘邏輯和合于故障后的加速跳閘邏輯高、低壓廠用電的自投邏輯這里是一個(gè)廣義的概念,其包括三個(gè)方面的內(nèi)容,即工作電源的低電壓保護(hù)邏輯、備用電源的自投合閘邏輯和合于故障后的加速跳閘邏輯。傳統(tǒng)的高、低壓廠用電的自投邏輯是由繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在進(jìn)行DCS改造后,則是將自投邏輯所必需的外部條件送入DCS,由DCS進(jìn)行邏輯判斷,實(shí)現(xiàn)工作電源的低電壓保護(hù)跳閘、備用電源的自投合閘和合于故障后的加速跳閘等功能。由DCS實(shí)現(xiàn)的自投邏輯與原來(lái)由繼電器實(shí)現(xiàn)的自投邏輯在功能上是一樣的。3cs內(nèi)的脈沖設(shè)置在進(jìn)行DCS改造后,一部分電氣模擬量不再象原來(lái)那樣,僅僅是一些數(shù)據(jù)的顯示,而是作為邏輯條件,參與邏輯控制。所以,對(duì)于儀表專(zhuān)業(yè)人員,必需進(jìn)行認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變,在進(jìn)行變送器工作時(shí),應(yīng)充分注意到對(duì)有關(guān)邏輯的影響。在進(jìn)行DCS改造后,發(fā)電機(jī)增、減壓,勵(lì)磁調(diào)節(jié)的增、減無(wú)功等操作是由DCS內(nèi)的軟手操通過(guò)脈沖來(lái)輸出進(jìn)行的。這里應(yīng)注意軟手操與傳統(tǒng)的硬手操不同。DCS內(nèi)的軟手操將對(duì)按動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)設(shè)置的脈沖長(zhǎng)短來(lái)決定指令輸出時(shí)間。所以我們必須注意脈沖的長(zhǎng)短設(shè)置,脈沖的長(zhǎng)短如果設(shè)置不當(dāng),可能會(huì)存在一些問(wèn)題。如發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié),如果系統(tǒng)仍采用電磁勵(lì)磁調(diào)節(jié)器或采用的微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒(méi)有設(shè)置調(diào)節(jié)步長(zhǎng)限制,如果DCS內(nèi)的調(diào)壓脈沖設(shè)置太寬,則電壓的調(diào)節(jié)幅度可能會(huì)很大,影響機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定。另外,所有開(kāi)關(guān)的分、合閘控制也應(yīng)該注意脈沖長(zhǎng)短的設(shè)置。如220kV、110kV等高壓開(kāi)關(guān),其分、合閘速度一般只有幾十毫秒;即使是一些慢速合閘開(kāi)關(guān)如一些SN2型油開(kāi)關(guān),其合閘時(shí)間也只是600ms左右。因此,其分合閘脈沖一般不要設(shè)置太長(zhǎng),只要保證開(kāi)關(guān)有足夠的分、合閘時(shí)間即可。否則,