如今DCS系统在各种自控环境下都能占据重要位置,其中在电厂的广泛使用,热工自动化控制水平也有了极大的提高。实现了统一的监控管理。下面具体为大家分析电气监控在DCS系统中的那些重要作用。
无论是热工自动化还是电气自动化,它们的监控对象均可转换成开关量、模拟量和脉冲量,而这些对具有强大处理能力的计算机而言都是很容易实现的。因此,把电气监控纳入基于微处理器的DCS是完全可行的,也是很有必要的。这对提高整个单元机组的自动化水平,协调机炉电的发展是件十分有益的事。
在国外项目中,由西门子公司提供的DCS,电气监控进入DCS是件平常事。在国内的福州二期、阳城电厂、邯峰电厂、德州三期和扬州二电厂等,西门子公司作为DCS的承包商,电气监控都已被纳入DCS。下面介绍电气进入DCS在电气监控的使用情况。
1.控制范围
控制范围包括:高压发变组开关;启动同期装置、选择同期方式、发出分合闸命令;中、低压厂用电系统(10 kV,3 kV,400 V母线进线开关和馈线开关,机炉岛动力中心和马控中心,中压厂用电切换,低压厂用电切换);手动有载调压和启动柴油发电机。
对高压发变组的开关、隔离开关和接地刀闸由DCS发出合闸和分闸命令,但联锁和控制逻辑在500 kV就地控制柜中实现。开关同期条件的判断是在专用装置ASS中实现,DCS用于选择同期方式,发出分、合闸控制命令。
对中、低压厂用电系统,控制和联锁逻辑均在DCS中实现,各个开关(驱动器)根据自动命令、手动命令、保护命令等不同的优先级来进行合闸和分闸控制,命令同时还有相应的释放条件,当条件满足时,命令才能发出去,否则命令被闭锁,可有效地防止开关误动。
2.监视范围
除控制范围所包含的几项外,还包括:主电源系统(发电机、励磁系统、主变、厂高变、起备变和封闭母线),直流系统(DC 110 V和DC 230 V系统),柴油发电机及其动力中心和交流不停电电源系统。
被监视的电气信号有:模拟量4~20 mA(电压、电流、功率、频率),Pt100或热电偶(温度),开关量(如开关的各种状态)和脉冲量(如电度量)。
所有这些信号经相应的功能模件采集进来并打上时间标签,送到自动化处理器。再经工厂总线、处理单元和终端总线后送至操作与监视系统,供监视、报表、曲线和计算等功能使用。
由于DCS对开关量有1 ms的分辨率,没有必要再采用专门的事故顺序记录装置。
运行人员通过29幅电气画面(包括了主系统、发电机系统、厂用电系统、启备电源系统、直流系统、柴油发电机系统、UPS系统和相应的保护报警系统),可对电气系统在CRT上进行监视和控制。
3.硬接线监控设备的布置
发电机电气盘GEB为马赛克盘,长、高分别为2 800 mm×1 400 mm。上面布置有50 kV、发变组、高厂变、中低压厂用电、柴油发电机和UPS系统,除此以外还有励磁系统控制元件。其中手操站48个,各种表计7个,光字牌192个。
所有进GEB的信号都通过DCS,因此GEB仅作为操作员终端的后备,并非一般意义上的硬手操。
4.电气监控在DCS的配置
4.1 控制站的设置
由于所有进DCS的电气I/O点有1 400点,占整个DCS的20%,在硬件配置上,用了一对专门的自动化处理器。作为网上的一个子站,它包括2个控制柜,其中一个为基本柜,另一个为扩展柜。
4.2 操作员站的设置
由于各个操作员站可互用,任一个操作员站上均可调出任一个画面,原则上电气没设独立的操作员站。
4.3 与其它系统的接口
电气的励磁系统AVR、自动准同期ASS、保护、中压快速切换和故障录波仪均由专用装置实现,但留有与DCS的硬线接口。
通过实际运行效果看,没有必要在GEB上保留大量的手操站、表计和光字牌。由于电气设备位置比较分散,在设备和I/O点较集中的地方(如升压站和继电器楼),宜采用远程I/O站,通过光缆把电气量送入DCS。这样可减少现场电缆,降低造价,便于维护。
由于DCS具有丰富的功能块,强大的运算功能,它可依据一定的条件和步骤完成子组或成组功能。在DCS接收自动同期指令后,通过逻辑运算,判断发变组、高压侧断路器在断开位置、机组已开至预定转速等条件成立,投入AVR,由AVR调压。当电压已建立和自动准同期条件满足时,DCS发出指令投入ASS,ASS通过与AVR及DEH的接口,实现ASS对AVR和DEH的调节,即实现对发电机电压和转速的自动调节,待同期调节满足时,由ASS向断路器发出同期合闸指令。所有这些成组功能宜在DCS中实现。
电气监控进入DCS,但往往DCS设备到货较迟而倒送电较早。在扬州二电厂倒送电时采取了临时措施,从GEB上直接引线至端子柜和中间继电器柜而跳过了控制柜,在GEB上进行操作和观测。由此可见,电气监控进了DCS后,应考虑DCS提前到货,电子设备间、工程师室和主控室也应提前具备DCS就位条件,使倒送电时就能用上DCS,充分发挥DCS的作用。
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