300mw及以上機(jī)組電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

300mw及以上機(jī)組電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)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(jī)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(shí)際運(yùn)行情況來看,DCS較好地實(shí)現(xiàn)了其控制功能,并發(fā)揮了安全經(jīng)濟(jì)、使用可靠的優(yōu)點(diǎn),取得了良好的效果。電氣控制取消常規(guī)的一對(duì)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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展得到了初步的應(yīng)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(shí)現(xiàn)了機(jī)、爐、電的集中管理和集中控制,將電氣部分的顯示報(bào)警和電氣設(shè)備的控制有機(jī)地進(jìn)行了結(jié)合,提高了整個(gè)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(jìn)行。在實(shí)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(dāng)各種條件具備時(shí),才能進(jìn)行軟手操命令的輸出操作。在菏澤電廠設(shè)計(jì)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(diǎn)的信號(hào)反饋以及和其他斷路器之間的聯(lián)鎖條件。在實(shí)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(hào),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(hù)動(dòng)作跳開斷路器或廠用電源快切裝置動(dòng)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(hào)復(fù)位到與斷路器對(duì)應(yīng)的實(shí)際位置,同時(shí)DCS畫面顯示斷路器狀態(tài)也與實(shí)際狀態(tài)不能對(duì)應(yīng),從而無法在DCS上進(jìn)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(hào)所在的位置相一致后(DCS命令符號(hào)存在于上一次操作后所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)位置上),才能通過DCS軟手操進(jìn)行下一步操作,顯然這是不符合安全運(yùn)行要求的,也無法達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的,必須加以改進(jìn)。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(diǎn)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(gè)長信號(hào),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(dāng)然也不能滿足安全運(yùn)行要求。2控制板使用于dc軟手操控制的實(shí)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(shù)是不夠成熟的,在實(shí)際運(yùn)行中的安全性、可靠性不能完全滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)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(diǎn)都作為斷路器操作的一個(gè)條件來控制邏輯結(jié)果的輸出,當(dāng)斷路器在分閘位置時(shí),此時(shí)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(fù)位到合閘命令的位置,即與斷路器的實(shí)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(duì)應(yīng)狀態(tài),無法復(fù)位到與斷路器的實(shí)際狀態(tài)相一致。同樣,當(dāng)斷路器在合閘正常狀態(tài)時(shí),保護(hù)動(dòng)作跳閘或就地操作跳閘后,也無法復(fù)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(diǎn)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(jìn)行DCS軟手操命令的操作,這樣,當(dāng)斷路器的實(shí)際狀態(tài)與DCS軟手操命令的位置、DCS畫面顯示不一致時(shí),我們就可以在DCS操作員站將其復(fù)位到對(duì)應(yīng)狀態(tài),即可以使斷路器在DCS上能夠正確顯示,又不影響進(jìn)行下一次的操作,使操作更方便、更節(jié)省人力,運(yùn)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(duì)于通過斷路器的輔助接點(diǎn)斷開分合閘電流的電氣控制回路,當(dāng)斷路器的輔助接點(diǎn)因故障不能斷開時(shí),斷路器的分合閘線圈會(huì)因長時(shí)帶電而燒壞,因?yàn)閿嗦菲鞯姆趾祥l線圈一般允許的帶電時(shí)間為3～5s,同時(shí),防跳繼電器也會(huì)因長期帶電燒壞,對(duì)于不經(jīng)斷路器輔助接點(diǎn)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(hào)是不能滿足要求的。3電氣部分控制邏輯300MW及以上容量機(jī)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(yīng)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(duì)一硬手操,只保留了少部分的監(jiān)視表計(jì)和勵(lì)磁系統(tǒng)的控制開關(guān)在電氣后備盤上,并取得了一定的成功經(jīng)驗(yàn)。在鍋爐點(diǎn)火、汽機(jī)升速、發(fā)電機(jī)開機(jī)到達(dá)3000r/min后,升壓、并網(wǎng)帶初負(fù)荷,直到在發(fā)電機(jī)帶一定負(fù)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(jī)來完成。同樣DCS也可以通過程序停機(jī)來完成機(jī)組的停機(jī)操作。在程序開、停機(jī)組的過程中,可以人為地設(shè)置幾個(gè)斷點(diǎn),由運(yùn)行人員進(jìn)行判斷后決定是否繼續(xù)進(jìn)行下一步的操作。相對(duì)于熱工控制系統(tǒng)而言,電氣設(shè)備的控制邏輯較為簡單,實(shí)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(guān)(KK),所以只在DCS監(jiān)控邏輯中加入一些必要條件,而復(fù)雜的部分仍然保留在電氣設(shè)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(jī)-變壓器功能組,包括發(fā)變組系統(tǒng)、同期系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)及勵(lì)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(dòng)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(yùn)行由熱工人員負(fù)責(zé),而熱工人員對(duì)電氣控制知之不多,故電氣控制部分在DCS中的設(shè)計(jì)、調(diào)試及運(yùn)行仍然由電氣人員來完成,而DCS中的邏輯更改、操作窗的設(shè)置等工作需要由雙方人員來協(xié)調(diào)進(jìn)行,增加了設(shè)計(jì)及調(diào)試工作的交叉作業(yè)量,而對(duì)運(yùn)行人員的值班也提出了更高的要求。現(xiàn)在國內(nèi)許多新建和老廠改造機(jī)組中提出和實(shí)行的全能值班正適應(yīng)了電氣控制納入DCS監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)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(diǎn)的反饋邏輯條件是多余的,是造成不能正常操作和可靠運(yùn)行的重要因素,應(yīng)在邏輯條件中取消,應(yīng)予保留的是那些對(duì)電氣設(shè)備本身進(jìn)行保護(hù)的必要條件,對(duì)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(yīng)該允許DCS進(jìn)行軟操作命令的發(fā)出,不必增加多余的條件進(jìn)行限制。DCS軟操命令的長期存在上面已經(jīng)分析過了,應(yīng)將其輸出改變成一個(gè)1～2s的短脈沖信號(hào),時(shí)間最長不宜超過3s,因?yàn)橐话銛嗦菲鞯暮戏珠l時(shí)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(jī)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(shí)現(xiàn)正常啟停和運(yùn)行操作外,尤其要求能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)顯示正常運(yùn)行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài),并提供相應(yīng)的操作指導(dǎo)和應(yīng)急處理措施,保證電氣系統(tǒng)自動(dòng)控制在最安全合理的工況下工作。5cs網(wǎng)絡(luò)邏輯設(shè)計(jì)的完善隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,發(fā)電廠電氣控制納入DCS監(jiān)