ap1000常规岛电气设备纳入dcs系统配置方案分析

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1、AP1000常规岛电气设备纳入DCS系统配置方案分析:本文对国内目前常规火电厂普遍采用的电气系统纳入DCS监控系统的几种方式进行了阐述，并进行了技术、经济分析比较，推荐常规岛电气设备纳入DCS监控采用半通信方案。　　关键词:AP1000；电气系统纳入DCS监控；配置方案；技术、经济分析　　　　引言　　在核电厂中，热工控制及电气系统的自动化水平，反映了整个电厂的运行管理水平，而核电厂电气系统的可靠经济运行对机组的安全稳定运行起着至关重要的作用。目前，发电厂电气系统主要设备纳入机组的分散控制系统（DCS）进行监控，是当前发

2、电厂广泛采用的控制模式和手段，大大地提高了运行的可靠性和经济性，而方案选用是否合理对节省初投资和运行维护费用有着重要影响。因此，通过技术经济比较，选择最优的电气设备纳入DCS系统配置方案是核电站总体设计过程的重要课题。　　一、常规岛电气系统监控范围　　常规岛的主要电气设备均采用DCS控制和监视。常规岛的电气系统与仪控共用一套DCS，并采用和核岛统一的硬件和软件设计。　　监控设备有：发电机；主变压器；励磁系统；发电机出口断路器；离相封闭冷却母线（IPB）及其冷却装置；高压厂用变压器；高压辅助变压器；低压厂用变压器；主要辅

3、助电动机；直流及不停电电源系统（UPS）等。　　二、发电厂电气系统纳入DCS现状　　近年来，由于微机型综合保护测控装置的逐渐成熟，集成了保护、测量、计量、控制各种功能。所以，各大中型发电厂的高低压厂用电系统均已采用微机型综合保护测控装置，而不再采用原先功能单一的继电器保护装置。鉴于此前提，根据控制系统设备选型和数据采集方式的不同，目前国内大中型发电厂的电气系统纳入DCS接线主要可以分为硬接线、半通信和全通信三种方案。　　2.1硬接线方案介绍与分析　　将电气设备的电气量信号由就地（开关柜，盘）采用硬接线一对一地送到DCS

4、系统的I/O柜上。　　发变组保护装置、AVR、同期装置、故障录波、厂用电快速切换装置、直流系统以及UPS等综合自动化装置、厂用电及辅机系统的保护及自动装置的动作信号以及电气设备的位置、状态等开关量作为输入量（即DI）全部硬接线接入DCS系统；模拟量通过电量变送器或综合保护测控装置输出4～20mA标准信号（即AI）硬接线接至DCS系统；脉冲量以脉冲方式（即PI）送入DCS脉冲量输入模件；DCS的控制命令作为输出量（即DO）硬接线引至电气设备；即所有电气设备的控制均采用DCS数字量输出模件通过硬接线进行一对一控制。　　硬接

5、线方案，是一种被动的方式，没有充分利用电气系统采用独立的保护、控制装置等所具有的测量、监控、通信功能，对于只完成基本的保护功能，有其经济性的一面，但随着发电厂单机容量和自动化水平的不断提高，对大部分电动机的可靠、连续运行提出了更高的要求。对于电气设备需要完善的保护、动作值整定、异常情况判断、事故追忆等复杂的功能，如果还是使用硬接线，那么通过硬接线与DCS交换信息量庞大，控制电缆较多，DCS卡件多。使得电厂投资成本较高，平时检修维护量较大，安全可靠性较差。　　2.2半通信方案介绍与分析　　数据采集采用硬接线与通信相结合的

6、方式。每台机组设置厂用电监控系统（以下称EFCS），系统为分层分布式结构，共分三层：站控层、通信管理层、间隔层。所有通过DCS监控的电气设备，其控制信号及参与顺序控制系统（SCS）和事件顺序记录装置（SOE）的信号（控制、状态反馈等）均采用硬接线方式接入DCS，其他信号（测量、报警、指示等）通过通信口上传，经EFCS通信管理单元通信方式送入DCS系统。　　EFCS是集厂用电系统的保护、测量、控制、信号为一体的综合自动化系统，即厂用电系统采用集保护、测量、控制、通信为一体的智能化终端设备，分散式就地安装在开关柜上。该系统

7、通过通信X络（现场总线或以太X）将厂用电电气部分的保护测控终端装置组织成一个分层分布式的综合自动化系统，实现发电厂电气设备运行、维护、设备状态检修管理、故障、告警记录等电气综合自动化功能。　　EFCS作为DCS的一个子系统，可与DCS系统共享电气信息，是建立在现场控制X络总线及现场智能设备基础上的控制系统，在DCS或EFCS操作员站实现对电气系统的监控。EFCS可以完成对厂用电及机组部分电气设备的监测、控制及远动信息传送等功能。　　2.3全通信方案介绍与分析　　系统数据采集全部由EFCS实现，EFCS与DCS采用全通信

8、方式，取消所有硬接线。EFCS与DCS通信采用以下两种方式：　　一种方式为EFCS以太X通过通信服务器与DCS以太X接口：传输仅供运行监视用的如电流、功率、电度、装置故障等监视和报警信号。这些信号的特点是数据传输量大，但通信实时性要求不高。另一种方式为EFCS通信管理机通过现场总线或串行通信口与DCS的分散处理单元（DPU）接口，