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電氣監(jiān)控納入分散控制系統(tǒng)的探討

2010-03-22 14:38    【  【打印】【我要糾錯】

  摘要:隨著以微處理器為基礎的分散控制系統(tǒng)(DCS)在電廠中的應用,熱工自動化控制技術水平大大提高,實現(xiàn)了對汽輪機、鍋爐的統(tǒng)一監(jiān)控和管理,但電廠電氣部分的自動化水平仍較落后。為此,就電廠電氣部分進入DCS控制的問題進行探討,分析其可行性和必要性,并闡述了機組電氣部分納入機組 DCS系統(tǒng)。

  隨著機組向大容量、高參數(shù)發(fā)展,發(fā)電廠的自動化水平越來越高,計算機在電廠的應用也越來越廣泛。對于火力發(fā)電廠自動化中的熱工自動化和電氣自動化兩大部分,熱工自動化由于在新建機組和老機組改造中廣泛采用分散控制系統(tǒng)(DCS)實現(xiàn)對機、爐的監(jiān)控,其控制水平有了很大的提高,而電氣的監(jiān)控仍停留在常規(guī)的儀表、光字牌,采用繼電器、控制開關及其接點組成的控制邏輯用硬接線來實現(xiàn)。雖然電氣的繼電保護、勵磁調節(jié)、自動同期等裝置已逐步實現(xiàn)了微機化,但其自動化的整體水平一直未能得到提高,這和從事電氣控制人員(包括設計、研制、使用等)的傳統(tǒng)思想有很大關系,很多人還跳不出原來的舊框框,還不敢“冒險”,還不愿丟棄舊習慣。

  1、可行性與必要性

  計算機技術、通信技術發(fā)展到今天,無論硬、軟件還是處理能力、可靠性等都能滿足電氣監(jiān)控的要求,ll0kV,220kV等無人值班綜合自動化變電站在中國的大量出現(xiàn)就可充分證明這一點。無論是熱工自動化還是電氣自動化,它們的監(jiān)控對象雖然不同,也就是說所取的量不同,但這些量均可轉換成開關量、模擬量、脈沖量等通過各自的邏輯進行控制,除了繼電保護、勵磁自動調節(jié)(AVR)、自動準同期(ASS)和廠用電源快速自動切換(ABT)等原理復雜及速度要求較高的裝置外,其它電氣監(jiān)控功能完全可以納入現(xiàn)有的DCS系統(tǒng),實現(xiàn)機、爐、電集中管理,使電廠主控室機、爐、電控制水平統(tǒng)一協(xié)調,這樣不但可以節(jié)省人力和控制屏、臺及集控室面積、有利于實行全能值班管理,而且不會增加建設或改造費用。

  2、需要注意和解決的幾個問題

  電氣和熱工自動化相比,有其特殊之處,需著重考慮:

  a)電氣設備相對熱工設備的控制對象較少,也不是經(jīng)常操作,但可靠性及操作準確性要求很高。特別是發(fā)電機變壓器組及廠用電源,一旦出錯,后果非常嚴重。

  因此,對于發(fā)電機變壓器組及廠用電源斷路器納入DCS操作,特別是發(fā)電機并網(wǎng)、廠用電源的切換等,必須充分考慮操作的安全性和可靠性。為了避免誤操作,必須在 CRT操作中加入必要的防誤閉鎖條件(邏輯) 和警告性提示,按照電氣操作票的正常操作步驟一步步執(zhí)行。同時,為了在緊急情況下 (如事故處理、自動裝置失靈、DCS系統(tǒng)或操作員終端故障等)能夠將一些主要開關(如發(fā)電機出口主開關、滅磁開關、備用電源開關、保安電源開關等)斷開或合閘,有必要設置采用硬接線方式的按鈕,以實現(xiàn)緊急分斷或強送,但必須明確這些按鈕不能作為正常的操作按鈕使用。

  DCS對斷路器的控制,通常采用接口繼電器來實現(xiàn)強弱電的轉換。對于一些長期帶電(如聯(lián)鎖投入)或重要回路(如發(fā)電機同期回路)的接口繼電器,必須完善對其狀態(tài)的監(jiān)視,或采取雙重化設置,或采用原來切換開關的硬接線方式。

  b)電氣設備的繼電保護、自動準同期、發(fā)電機勵磁電壓自動調整、廠用備用電源自動投切等保護及安全自動裝置要求可靠性高、動作速度快,而且裝置的原理及邏輯結構復雜,按照目前的DCS系統(tǒng)很難達到要求,所以不宜納入DCS系統(tǒng),必須采用專門的裝置,配備與DCS的接口。

  c)發(fā)電廠斷路器一般采用110V或220 V電壓的強電控制,控制回路中的聯(lián)鎖、閉鎖繼電器額定電壓比DCS輸出繼電器額定電壓要高,接點容量也較大,所以斷路器控制回路中的聯(lián)鎖、閉鎖功能不宜納入DCS系統(tǒng),以免增加大量轉換繼電器,反而降低可靠性。

  d)由于取消了控制開關,電氣系統(tǒng)原來 采用的控制開關與所控制斷路器位置不對應 起動事故喇叭的接線方式必須改變?梢愿 為由計算機通過邏輯判斷,當開關事故跳閘 時送出一接點起動事故喇叭的方式。

  e)需要在集控室監(jiān)測的電氣量和光字信號,均可納入DAS(數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng))中,取消常規(guī)的測量表計和光字牌,這樣可以大大縮小電氣控制屏的面積,避免重復設置。為了能直觀判斷,也可以在電氣控制屏上保留少數(shù)測量儀表和光字牌。

  f)為了開關現(xiàn)場試驗方便以及DQ系統(tǒng)調試、退出檢修時不影響電氣開關的操作,宜在開關柜上設置控佑岍關或分、合按鈕二為了與事故音響配合,須增設就地/遠方轉換開關,以防止就地操作時,啟動集控室的事故喇叭。

  3、結束語

  綜上所述,發(fā)電廠電氣設備納入機組 DCS系統(tǒng)是必須也是可行的,只要根據(jù)電氣控制的特殊性,在設計和運用中考慮完善,同時提高受控設備(開關、電動門等)及繼電保護、安全自動裝置等的可靠性,相信機組電氣的自動化水平會大大提高。

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