淺談大型火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)

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摘 要 文章介紹了大型火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的典型配置，并闡述了該系統(tǒng)對大型火力發(fā)電廠的意義和作用。 

關(guān)鍵詞 大型火力發(fā)電廠 電氣 監(jiān)控系統(tǒng)  中圖分類號：tm762                                   文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a  discussion on the electric monitoring & control  system of the large thermal power plant  shen hewei[1], wang chunzhong[2], zhao yao[1]  ([1] datang huainan luohe power plant, huainan, anhui, 232008;  [2] china datang group anhui branch, hefei, anhui, 230071)  abstract by introducing the typical configuration of large-scale thermal power plant electrical monitoring system to explain the significance and role of the large-scale thermal power plant.  key words large thermal power plant; electric; the monitoring & control system  0 引言  隨著機(jī)組容量的增大，大型火力發(fā)電廠電氣一、二次設(shè)備的系統(tǒng)及其接線型式日趨復(fù)雜，由此導(dǎo)致的相關(guān)監(jiān)視與控制系統(tǒng)也日益繁復(fù)，所起到的作用也更加重要，逐漸成為發(fā)電廠控制系統(tǒng)一個重要的分支，對大型火力發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生了至關(guān)重要的意義。一般來說，大型火力發(fā)電廠的電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下環(huán)節(jié)：（1）主機(jī)dcs系統(tǒng)所包含的ecs模塊；（2）監(jiān)控升壓變電站的ncs系統(tǒng)；（3）用于全廠電氣設(shè)備的輔助監(jiān)控系統(tǒng)（uacs）；（4）傳統(tǒng)的電氣儀表、繼電保護(hù)及自動化裝置。  1 dcs對電氣系統(tǒng)的監(jiān)控  機(jī)組dcs系統(tǒng)中的ecs模塊包括單元機(jī)組監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和公用系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。  1.1 ecs對電氣系統(tǒng)的監(jiān)測監(jiān)控范圍  其范圍包括：發(fā)電機(jī)出口開關(guān)、勵磁系統(tǒng)，廠用高壓電源（包括廠變）、低壓廠變高壓側(cè)進(jìn)線開關(guān)，和pc進(jìn)線、分段開關(guān)，pc至mcc的饋線開關(guān)（包括主、輔廠房），各類閘刀以及單元機(jī)組的ups、直流和柴油發(fā)電機(jī)組的重要信號部分。  1.2 ecs數(shù)據(jù)量的處理和采集  模擬量的處理具體包括：數(shù)字濾波、預(yù)防回路斷線檢測功能、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、信號抗干擾、標(biāo)度換算、誤差補償、梯度計算、越限報警和越復(fù)限判斷，最后經(jīng)格式化處理后所形成的實時數(shù)據(jù)存入實時數(shù)據(jù)庫。  開關(guān)量的采集是指對繼電保護(hù)的動作信號、開關(guān)及刀閘的位置信號、事故/故障信號和手動/自動方式選擇的位置信號的采集。采集的方法為快速掃描。  脈沖量的采集主要是指：有功及無功電度量等的累加。脈沖量的輸入為有源電脈沖或無源接點，即時采集。  1.3 ecs對電氣系統(tǒng)的監(jiān)控功能  1.3.1 調(diào)節(jié)功能  調(diào)節(jié)變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)的位置。調(diào)節(jié)自動勵磁調(diào)節(jié)器（avr）、各類輔機(jī)變頻器的可控硅導(dǎo)通角，從而達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)、電動機(jī)電壓和電流的目的。  1.3.2 控制功能  （1）發(fā)變組控制。ecs對發(fā)變組的控制有兩種方式：軟手操控制和順序控制。采用哪種控制方式，由設(shè)在操作員站上的選擇開關(guān)實現(xiàn)。軟手操控制是指，運行人員通過鼠標(biāo)和鍵盤來完成開關(guān)的操作，并且每一項操作計算機(jī)都會進(jìn)行控制閉鎖條件檢查和合法性檢查。順序控制是指，ecs按邏輯順序條件來完成發(fā)電機(jī)由零起升壓到并網(wǎng)并帶初始負(fù)荷的全過程。  （2）廠用電源開關(guān)的控制。正常的合閘、分閘操作，由ecs軟手操發(fā)出指令實現(xiàn)。事故情況下，備用電源之間的互相切換，包括柴油發(fā)電機(jī)啟動帶載直至充當(dāng)事故電源，雖然不經(jīng)過操作員站發(fā)出指令，但要經(jīng)過ecs邏輯判斷。  （3）輔助車間的控制方式。輔助車間的電源系統(tǒng)控制，正常情況下為就地操作，且必需向ecs送出必要的信號量和運行數(shù)據(jù)。但輔助車間低壓變壓器高壓側(cè)開關(guān)的投、切需由ecs來控制。  1.3.3 事故處理  監(jiān)控系統(tǒng)遇到發(fā)生事故、故障和越限等事件時能自動進(jìn)行一系列處理，如發(fā)出音、畫報警、數(shù)據(jù)變色、啟動事故追憶等。  2 ncs對電氣系統(tǒng)的監(jiān)控  發(fā)電廠220kv、500kv升壓站的監(jiān)控由網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（ncs）實現(xiàn)。  2.1 ncs對電氣系統(tǒng)的監(jiān)測監(jiān)控范圍  控制范圍包括：變壓器的有載調(diào)壓開關(guān)、（下轉(zhuǎn)第181頁）（上接第170頁）500kv開關(guān)、電動接地開關(guān)、電動刀閘等。  監(jiān)測范圍包括：頻率、功率因數(shù)、電流、電壓、有功電能、無功電能、有功功率、無功功率和溫度量等。  監(jiān)視信號包括：繼電保護(hù)裝置、變壓器調(diào)壓開關(guān)、安全自動裝置動作及報警信號、運行監(jiān)視信號、閘刀以及接地開關(guān)的位置信號等。  2.2 ncs對電氣系統(tǒng)的監(jiān)控功能  （1）實時數(shù)據(jù)采集。ncs由每個電氣間隔的測控裝置完成實時數(shù)據(jù)的采集。該測控裝置作為保護(hù)裝置的通信管理單元，其功能是負(fù)責(zé)實現(xiàn)本間隔的遙信、遙脈、遙測、遙控、遙調(diào)等功能，提供現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等方式接入ncs。采集信號的類型基本與ecs相同，分為模擬量、開關(guān)量和脈沖量。  （2）控制操作電氣設(shè)備?？刂撇僮鞣绞椒譃槎壙刂疲壕偷乜刂坪驼究貙涌刂?。ncs操作命令的優(yōu)先級為：就地控制→站控層控制。在任一時間只允許一種控制方式有效。并且對所有操作方式，必須首先保證上一次操作步驟完成，然后才能進(jìn)行下一步操作。  ①就地控制。ncs在間隔層控制柜上設(shè)有“就地/遠(yuǎn)方”轉(zhuǎn)換開關(guān)。“就地”位置：通過人工按鍵實現(xiàn)對開關(guān)的一對一操作。“遠(yuǎn)方”位置：操作在操作員站上操作。間隔層根據(jù)操作需要實現(xiàn)防誤操作閉鎖和檢同步功能。  ②站控層控制。站控層控制具有防誤閉鎖及同步檢測功能，其控制順序為“選擇—返校—執(zhí)行”。當(dāng)某一個任務(wù)要對多個電氣設(shè)備進(jìn)行操作時，在保證操作的可靠性和安全性的前提下，可按規(guī)定程序進(jìn)行順控操作。  3 uacs對電氣系統(tǒng)的監(jiān)控  廠用電氣設(shè)備輔助監(jiān)控系統(tǒng)（uacs）采用分布式控制系統(tǒng)，對電氣設(shè)備的監(jiān)控范圍與ecs大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與ncs相似，其對電氣設(shè)備的監(jiān)控功能是ecs的補充和完善，也是未來實現(xiàn)發(fā)電廠總線控制的嘗試。目前uacs的典型設(shè)計如下。  （1）數(shù)據(jù)采集的范圍。納入uacs數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)有：6kv廠用電系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、發(fā)變組保護(hù)、柴油發(fā)電機(jī)組、故障錄波器、avr、ups、400v配電系統(tǒng)等。  （2）6kv系統(tǒng)的控制方式。①電動機(jī)的監(jiān)控在ecs側(cè)進(jìn)行，采用硬接線方式實現(xiàn)。②純電氣元件在正常運行時由ecs控制，在調(diào)試或ecs故障時可以在uacs側(cè)進(jìn)行操作控制，操作地點采用硬切換或者軟切換的方式確定。③正常運行時，在uacs側(cè)，僅監(jiān)視上述電動機(jī)及純電氣元件的遙測、遙信量。④在ecs側(cè)，可以有選擇的監(jiān)視需要的遙測、遙信量，通過硬接線直接控制電動機(jī)，通過uacs通訊口遙控純電氣元件的開關(guān)。  （3）400v系統(tǒng)的控制方式。參與ecs順控的電動機(jī)采用硬接線方式（不納入uacs控制范圍），主廠房400v pc進(jìn)線及分段開關(guān)控制、位置信號、各母線pt二次電壓采用硬接線接入ecs，同時納入uacs監(jiān)測。其他各饋線及電動機(jī)回路均采用就地控制和遠(yuǎn)方通訊控制相結(jié)合的方式，在遠(yuǎn)方通訊控制方式下，由ecs通過uacs的通訊口發(fā)出控制指令。  （4）輔助廠房低壓廠用電系統(tǒng)。除塵、除灰、化水、凈化、污水、輸煤、脫硫等輔助廠房低壓廠用電系統(tǒng)，通過uacs納入相應(yīng)的輔助廠房控制系統(tǒng)，如plc和脫硫dcs等。  4 結(jié)束語  大型火力發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)設(shè)備眾多、接線復(fù)雜，其對控制系統(tǒng)的要求也相對較為嚴(yán)格。因此只有在設(shè)計初期，建立合理的電氣監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，才能確保今后電氣設(shè)備的可靠運行。  參考文獻(xiàn)  [1] 印江,馮江濤.電廠分散控制系統(tǒng)[m].北京:中國電力出版社,2008  [2] 崔志強(qiáng),楊忠彪,dcs系統(tǒng)在火電廠電氣控制方面的應(yīng)用[j].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2007.1.  [3] 姜冬敏,張運生.發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用分析[j].赤子,2009.6.