核电柴油机应急系统-方案..

Ni 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 5 5 类类 别别内容内容 编 号 最终用户陕西柴油机重工有限公司 5 i 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 修订历史修订历史 版本日期原因作者校核审核 V1 0 5 ii 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 目录 1 总则 1 2 参考标准和规范 1 3 使用环境 1 4 电源条件 1 5 电气设备分级 1 6 方案概述 2 6 1控制系统功能描述 2 6 2柴油发电机组综合控制系统方框图 2 6 3LEAP 柴油发电机组控制系统 控制柜设备组成介绍 3 7 系统主要功能介绍 7 7 1柴油机启动和停止 7 7 2急停保护 8 7 3手动同步 8 7 4自动同步 9 7 5发电机负荷控制 9 7 6励磁控制 9 7 7人机界面功能 9 8 供货范围 10 5 第 1 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 1 总则 本供货技术规格书规定了福清核电站 5 6 号堆应急柴油发电机组用电气柜在设 计 制造 试验 性能 文件 交货 油漆防护和包装等方面最低限度的技术要求 2 参考标准和规范 HAF003 核电厂质量保证分级安全规定 HAD003 01 09 核安全导则 HAD101 13 核电厂应急动力系统 RCC E 2005 压水堆核电站核岛电气设计和建造规则 EJ T625 2004 核电厂备用电源用柴油发电机组准则 IEEE387 1995 核电站备用电源用柴油发电机组标准准则 ISO 9001 质量管理体系要求 ISO3046 2002 往复式内燃机 性能 ISO 8528 往复式内燃机 交流发电机组 IEC60060 高压试验技术 IEC60185 电流互感器 IEC60186 电压互感器 IEC62271 200 额定电压 1KV 以上 52KV 以下的交流金属封闭开关设备和控制 设备 IEC60068 2004 环境试验 IEC60439 1 低压开关柜和控制柜组件的型式试验 IEC60947 2007 低压开关柜和控制柜组件的型式试验 IEC60255 电气继电器 3 使用环境 电气间室内温度 5 35 相对湿度 0 70 4 电源条件 交流电源 380V 和 220V 直流电源 220V 110V 和 48V 5 电气设备分级 电气设备分级如下 5 第 2 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 设备名称安全级抗震等级IK 等级质保等级防护等级 速度控制柜 N1ENCIK05QA1IP31 发电机控制柜 N1ENCIK05QA1IP31 就地控制柜 N1ENCIK05QA1IP31 电压互感器柜 N1ENCIK05QA1IP31 6 方案概述 6 1控制系统功能描述 6 1 1 LEAP 柴油发电机组控制系统 的主要功能如下 柴油机保护和监测 发电机保护和监测 柴油机的启动和停止的顺序控制 手动和自动同期 功率计算和功率控制 柴油机转速控制 发电机励磁 调压及无功测量 就地 远程控制和监测 以及与电厂控制系统 PLC DCS OVATION 实现数据 传输 6 1 2 HVP 高压测量柜 的主要功能如下 三相电压采集及为监测 保护 励磁和同期功能模块提供电压信号 6 1 3 发电机组监测与显示系统 采用一套 15 寸触摸屏 其布置在 LEAP 控制柜门上 它通过安装在 LEAP 柜内 的以太网接口与 LEAP PLC 相连接 供给 PLC 及 HMI 的 AC230V 电源由安装在 LEAP 中的 UPS 提供 该 HMI 允许操作者实时 在线监测柴油机及发电机的运行工况 同时可为操作或 维护人员进行系统故障诊断提供数据及状态显示支持 6 2柴油发电机组综合控制系统方框图 以下是柴油机发电机组综合控制系统的内部功能方框图 5 第 3 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 图 1 柴油发电机组综合控制系统图 6 3LEAP 柴油发电机组控制系统 控制柜设备组成介绍 6 3 1 LEAP 概述 控制柜采用 3mm 厚钢材组成 柜体将按照工业控制柜通行标准制造 总体尺寸 3200 宽 x800 深 x2000 高 底座 100mm 使整体高度变为 2100mm 开门方式 前后开门 进线方式 底部进线 颜色 待定 IP 等级 IP31 IK 等级 IK05 工作温度 0 40 度 工作湿度 0 95 无冷凝 5 第 4 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 6 3 2 LEAP 低压控制柜门上安装的主要设备 1 指针示仪表 2 柴油机转速表 3 高温水进机压力表 4 润滑油进口压力表 5 有功功率表 6 功率因数表 7 励磁电流表 8 励磁电压表 9 双电压 母排 发电机 10 双频率 母排 发电机 11 同期装置 LED 指示灯 同期表 12 多功能数字指示表 适用于 3 相 3 线不平衡系统 发电机电气参数显示 包瞬时值和计量值与 PLC 采用 Modbus 的数据采集 13 控制模式开关 控制面板 关闭 手动 就地 远程 带钥匙 同步模式 关 手动 自动 人机界面 带钥匙 励磁 关 开 14 控制开关模块 转速 减小 增加 功率 减小 增加 电压 减小 增加 功率因数 减小 增加 同期装置 OFF 发电机 市电 1 市电 2 检查同步越控 关闭 开启 带钥匙 15 指示灯 断路器开 关 16 按钮 柴油机启动 停止 17 按钮 断路器合闸 分闸 18 急停按钮 19 蜂鸣报警器 20 发电机综合保护继电器 SEL 300G 扩展 I O 板 5 第 5 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 b 输入 输出 SEL 300G 自带 6 输入 8 输出 扩展板上的 8 输 入 12 输出 c 220VDC 供电 d 面板安装 e 保护功能 87 51V 32 810 U 27 59 40 59N 46 24 60 f 通过 Modbus 与 PLC 通讯 g 保护端子和插头 供继电器测试用 6 3 3 柜内主要设备 1 PLC 系统 AB 或西门子 PLC 系统 DC24V 电源 ModBus 模块 与多功能指示器和保护继电器相接 2 非网管型交换机 3 转速开关模块 1 其功能如下 超速停机保护数字量输出 发动机运行数字量输出 模拟量输出给转速表 PLC 监测 可进行多级转速开关输出 门限 20 30 80 4 转速开关模块 2 其功能如下 超速停机保护数字量输出 模拟量输出给 PLC 监测 5 电子急停模块 其功能如下 用于超速 2 紧急停机及电气保护 每个通道电锁存继电器 故障继电器断开 复位信号通过 PLC 输出 6 主分闸急停继电器 其功能如下 驱动停止电磁阀 分断主断路器 向调速器发停车信号 传输信号给 PLC 可被任何一个电子急停模块触发 可被 PLC 输出信号触发 PLC 的紧急停机 5 第 6 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 故障时继电器断开 7 数字式发电机功率管理及柴油机转速控制器 海茵茨曼 DGM 02 控制器 使用于 3 相 3 线不平衡系统 24VDC 供电电源 柴油机转速控制 输出控制 RE2231 执行 发电机负荷控制 发电机自动同步 有功功率和功率因数 4 20mA 输出信号 8 转速传感器切换继电器 为柴油机转速信号使用 转速信号 2 选 1 送 DGM 9 执行器驱动转换模块 将 DGM 的 0 20mA 的信号转换为 0 1A 的信号以适应 2231 执行器 10 励磁控制系统安装盘 基于巴斯勒 DES200 数字式励磁调节器 在预装接线板上完成 24V 直流控制电压 在额定 32V 63V 125V 电压等级输入时额定输出 15ADC 包括双调节器 冗余的 DES200 之间能够自动跟踪 当主通道 AVR 失效时会自动切换到备用 AVR 电压检测丢失时会自动切换到 FCR 模式 手动励磁电流控制 可在 AVR 各种运行模式下及 AVR 之间转换 4 种运行模式 自动电压调节 励磁电流调节 无功控制 功率因数控制 保护功能 磁场过电压保护 磁场过电流保护 旋转二级管故障检测 发电机低电压保护 发电机过电压保护 检测丢失 AVR 看门狗 限制功能 励磁限制 定子电流限制 伏赫比限制 11 现场总线节点 1 总线耦合器 12x2 通道热电偶输入单元 用于排气和涡轮增压器温度监测 12 现场总线节点 2 5 第 7 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 总线耦合器 10 x2 通道 mA 信号输入 用于柴油机转速和压力监测 用于从 DGM 采集来的发电机组功率和功率因数 1x2 通道 mA 信号输出 用于功率控制设定 13 现场总线节点 3 总线耦合器 8 2 通道热电阻输入 用于柴油机温度监测 用于发电机绕组和轴承稳定监测 14 现场总线节点 4 总线耦合器 10 2 通道数字输入 10 2 通道继电器输出 用于 Ovation DCS 系统 PLS 接口 15 现场总线节点 5 总线耦合器 40 2 通道数字输入 10 2 通道继电器输出 用于柴油机辅助系统控制和监测 16 其它低压电气元件 7 系统主要功能介绍 7 1柴油机启动和停止 在通常情况下 柴油机启动会由 PLC 控制并允许多次启动尝试 尝试启动的次数 启动时间和其它细节可通过柴油机的人机界面 HMI 调整 在本地控制模式下 柴油机启动通过按位于 LEAP 上的启动按钮实现 在远程控制 模式下 柴油机启动将由客户的 Ovation DCS 系统 PLS 系统启动 或由于电网失电后 自动启动 该柴油机配备两个转速传感器 这两个独立的转速信号将通过一个切换继电器与 Heinzmann DGM 单元相连 这些继电器由 PLC 输出控制 并且在每次启动柴油机时 5 第 8 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 PLC 会控制切换继电器切换至另一转速传感器 这样就使两个转速传感器能够交替工 作 柴油机停机控制将视当前是由本地还是远程控制模式决定 当发电机和主供电并网 运行时 柴油机只有在发电机所带的负荷全部卸掉 解列后才允许停机 负载控制是 海茵茨曼 DGM 单元的一个功能 另一方面 控制模式中的 本地手动操作模式 允 许操作者在 PLC 无法运行的情况下手动启动柴油机 这种模式仅用于紧急情况 只有 在电子急停模块起效时才能激活该模式 该模式下将由操作者负责确保柴油机的辅助 设备处于正常的启动 停止状态 按下启动按钮后将直接驱动柴油机的启动电机 按下 停机按钮后将停机电磁阀得电 只有当机械调速器起效时才允许本地手动模式操作 如果 PLC 正常运行时 这种模式将被禁止 7 2 急停保护 下面的紧急停车通道将由电锁存继电器提供 闭合正常 超速 由调速器和转速开关模块驱动 紧急停车 由本地和远程紧急停车按钮控制 电气保护 由开关保护继电器驱动 所有其它的关机条件都需要通过 PLC 的模拟量监测 如 润滑油压力 润滑油温 度 缸套水温 发电机定子绕组温度 发电机轴承温度 任何急停条件都会使主分闸急停继电器失电 当 PLC 监测到急停条件时会输出开 关量信号 紧急停车 使主分闸急停继电器执行急停操作 主分闸继电器将通过向海 茵茨曼 DGM 停机启动活塞电磁阀及紧急停车吹油电磁阀发停车信号来实现紧急停机 同时主分闸急停继电器将向主断路器发一个分闸命令并且通过 PLC HMI 发出报警 7 3手动同步 在发电机断路器及两个主电网断路器之间可实现手动同步 LEAP 中的开关将负 责选择那个主电网断路器进行同步 此开关的操作将确保正确的母线电压接入到 LEAP 中的设备上 发电机的频率和电压调整将通过 LEAP 上的开关手动操作 当同 步时 根据同步表指示 按下合闸按钮将发出合闸信号以闭合相应的断路器 同步检 查是同步表内置功能 5 第 9 页 共 11 页 核电柴油机应急系统核电柴油机应急系统 f f 大连华锐重工集团股份有限公司大连华锐重工集团股份有限公司 7 4自动同步 在发电机断路器及两个主电网断路器之间可实现自动同步 发电机断路器的同步 在发电机机组测试模式下或者是其中一条主电网恢复供电时才会使用 PLC 控制和监 测自动同步序列 并确保正确的电网电压连接的自动同步器 自动同步功能将由海茵 茨曼 DGM 执行 合闸指令将从海茵茨曼 DGM 直接输出 7 5发电机负荷控制 该功能是发电机组与主电网并网测试模式时要求的 在发电机组并网运行情况下 发电机所带负荷是由海茵茨曼 DGM 控制 功率设 定值是通过 LEAP 的人机界面设定 并通过 PLC 转成一个 4 20mA 信号送给海茵茨 曼 DGM 当发电机组