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电气控制纳入DCS设计的主要功能和逻辑发表时间:2002-2-7作者：李麟章摘要：本文提出了发变组及厂用电源控制纳入DES的控制范围，IO量，及实现的功能，对AVR等电气专用装置和 DCS的联络提出了看法，文后给出了典型逻辑图。 当前，大型单元机组控制系统设计中将电气控制纳入分散控制系统(DC$)工程试点已日益广泛。按照2000年火电厂模式提出对热工自动化设计的原则，明确要求将发变组和厂用电源的控制纳入DCS，使电气控制与锅炉、汽机等热工控制的方式和水平相协调，为实现炉机电单元统一值班创造良好条件。本文根据近期300MW工程设计，谈谈对电气控制纳入DCS设计主要功能和逻辑的看法。 1 控制范围 (1) 发电机一变压器组，包括发变组高压 (220KV或500KV)侧断路器。 (2) 启动备用变压器，包括备用变高压 (220KV)侧断路器。 (3) 主厂房6KV高压厂用电源系统 包括高压厂变不同段工作电源进线断路器和备用电源进线断路器。 (4) 主厂房380220V低压厂用电源系统 包括各个低压厂变和公用厂变6KV侧断路器、380V侧断路器和不同段间联络断路器。 (5) 380V220V保安电源系统 包括柴油发电机侧断路器，380V220V 保安段电源进出线断路器。 (6) 自动准同期(ASS)和自动励磁电压调整(AVR)状态监测和指令信号控制。 (7) 直流电源系统，仅设置监测无控制。 (8) 交流不停电电源系统(UPS)，仅设置监测无控制。 2 I0量 一台300MW机组发变组和厂用电源监控IO总量约800点左右，但这里统计的IO 量，指的是其中用于电气控制逻辑中的LO，主要是DI、DO两类，控制过程中配合监视用的电流、电压等模拟量(A1)或其它状态信息均不在统计之列，具体见下表： 3 功能 31 控制项目 (1) 发电机并列 (2) 发电机解列 (3) 6KV母线由常用电源改备用电源供电 (4) 6KV母线由备用电源改常用电源供电 (5) 高压备用厂变220KV断路器投入、 切除 (6) 低压厂变投入、切除 (7) 低压备用厂变投入、切除 (8) 保安电源断路器投入、切除 (9) 发电机励磁调压装置(AVR)调节升降压 32 CRT画面 (1) 发电机一变压器组系统 (2) 厂用工作电源系统 (3) 厂用备用电源系统 (4) 发电机励磁系统 (5) 保安电源系统 4 关于自动准同期装置(ASS) 自动准同期的功能是使同步发电机与电网系统按准同期方式并列，为使同步发电机与系统按准同期方式并列。应完成的具体作用是： (1) 实现发电机的频率对系统频率的自动跟踪，使发电机电压与系统电压的频率差小于允许值。 (2) 实现发电机电压对系统电压的自动跟踪，使发电机电压与系统电压的幅值差小于允许值。 (3) 设置导前时间控制，导前时间的整定值可以根据并列的断路器合闸时间的长短来整定，在并列的断路器主触头闭合的瞬间，使发电机电压与系统电压的相位差小于允许值。 目前，准同期装置一般采用独立设备，为实现电气控制纳入DCS，准同期装置应和汽轮机数字电液调节系统(DEH)和DCS间有硬接线联接，例如：发电机减速和增速指令，合闸指令，对电压调整器的升压、降压指令以及其它信息交换指令。今后有条件时，自动准同期装置可以合并做在DEH或DCS中，并由 DCS控制。 5 关于自动励磁调节装置(AVR) 发电机自动励磁调节装置，通过采集发 电机电压、电流和转子电压、电流等参数，一方面经PID运算，实时调节励磁电流，维持发电机在不同功率下的电压水平不变；另一方面，通过软件计算，还可以得到各种平均值， 计算值及设备运行状态等信息。由于装备有 较庞大的可控硅整流电路装置，目前及近期 该系统将仍采用独立装置型式。 该类产品最近都采用了微机控制，这为 DCS通讯联系创造了条件，由于通讯信息量 不很多，主要是发电机运行工况、励磁参数、 调节器输出参数等，可通过标准接口和DCS 相联。现阶段，对于控制逻辑中需要的控制 指令可通过硬接线联接，例如自动、手动方式 切换、手动遥控升压降压操作，状态反馈和 重要报警等。今后，当通讯方式应用经验成 熟且可靠性措施完善后，也可以直接采用通 讯方式由DCS进行控制。 6 关于厂用电快速切换装置 近年来建设的发电工程中，许多都已配 置了厂用电快速切换装置，由于该装置具有 非同期闭锁和同期捕捉功能，能在自动或手 动方式下工作，在正常情况时实现备用电源 和工作电源之间双向切换；在事故情况下实 现工作电源向备用电源单向切换，采用该装 置能提高厂用电切换的成功率，从而提高机 组安全运行水平。 厂用电快速切换装置是一套微机型装 置，带有标准通讯接口，因而很容易和DCS 相联。通讯相联后可以实现DCS对该装置 的组态整定，也可以在DCS上显示该装置的 工作状态，故障报警及打印，甚至实现动作录波。 装置还留有外部遥控接口，可以用硬接 线和DCS相连，实现DCS对该装置的工作方式切换，手动启动，复位等。 7 关于发变组保护 发变组保护都采用专用保护装置，由于其安全性要求高，且专用性强，很难采用通用的DCS硬件设备去替代，但是如果采用的是微机保护装置，可设法用通讯方式使其和 DCS相联，实现DCS对保护装置的检测和组态。 8 关于电气后备监控设备 原则上讲，电气控制纳入DCS后，应不再设置常规后备仪表和控制设备，但为安全可靠起见，宜适当考虑极少量的重要跳闸操作和专用装置的操作面板，例如发变组断路跳闸按钮，励磁机灭磁开关，手动准同期开关及柴油发电机遥控启动按钮等。 9 公用厂用电流系统的控制方式 目前的工程建设一般以二台机组为同一期工程规模，对于二台机组公用的厂用电源系统，按要求宜能分别在二套DCS中进行监视和控制，并应采取措施确保任何时候只能在一个地方发出操作命令，不能因此而将二套DCS直接耦合在一起。因此，最好的方式是将公用系统设置在DCS公共环路上，通过网桥和二台机组DCS通讯相联，在各台机组操作员站上都可以操作，但是相互间设置闭锁；另一种方式是采用公共切换装置，即让执行端只能接受指定的DCS的操作指令；最简化的方式是使公用系统仅在#1机组中控制，在#2机组中可以同时监视，当#1机组 DCS故障或停机检修