电气量控制纳入dcs设计方案探析

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1、电气量控制纳入DCS设计方案探析　　【摘要】本文根据电厂工程的设计和有关电厂的调查，对电气量控制纳入DCS的设计方案进行探讨，并提出了应注意的问题及若干建议，供有关单位及设计人员参考。【关键词】电气量控制；纳入DCS设计；方案探讨1前言目前，DCS已在我国大型火电机组中广泛采用，电气系统数据采集和监视均已通过DCS实现，且有多年成熟的设计和运行经验。但如何充分发挥DCS的系统功能，将电气量控制纳入DCS，真正实现炉、机、电一体化监控，都是大型火电机组热工自动化应当考虑的问题。近几年来，电气量控制纳入DCS，根据“积极稳妥”的原则，已从个别工程试点逐步进入正常实施阶段。为了使DCS（

2、采用INFI-90系统）顺利投运，保证电厂安全、经济运行，我们曾对有关电厂进行了调研，并结合本工程特点作出了具体设计方案，现介绍如下，供有关人员参考。2电气量控制纳入DCS的范围及控制对象2.1范围包括：发电机一变压器组及厂用电源系统2.2控制对象发电机—变压器组，包括发变组高压侧220KV断路器、隔离开关；6发电机励磁系统（状态监测和指令信号控制）；·高压厂用电源变压器（断路器）；高压启/备变，包括220KV断路器、隔离开关；单元低压、公用低压变压器（断路器）；自动准同期系统（状态监测和指令信号控制）；交流380/220V保安电源系统（包括电源进出线断路器等）；直流电源及UPS电

3、源（仅有监视）。2.3电气量I/O点数量如发电机组电气量纳入DCS的点数为1007点。其中单元机组为623点，公用部分为384点。每台发电机组电气量进入DCSI/O点平均为800点左右（包括数据采集和处理）。基本上取消了常规的后备手操，实现了炉、机、电一体化。3开关量信号处理和CRT画面由于电气控制纳入DCS，所以开关量信号采集有其一定的特殊性，对DCS的技术性能需提出一定的要求。另外，CRT画面也需要充分考虑这一特点。3.1开关量采集及处理除按一般的技术要求外，对断路器的位置信号、发电机变压器组保护动作信号等需快速反应的开关量采用中断方式，其SOE分辨率不大于1毫秒；对隔离开关信

4、号及预告信号等反应较慢的开关量信号采用巡回扫描方式进行处理。6对开关量输入回路在硬件上采取光电隔离方式，在软件上采取消除接点抖动的办法，并采取良好、可靠的抗干扰措施。3.2CRT画面包括电气主接线、高低压厂用及备用电源系统、保安电源系统、直流系统、UPS电源系统、发电机励磁系统及日发电量曲线图等画面。4顺序控制系统SCS（G/A）发电机—变压器组和厂用电源系统的顺序控制SCS（G/A），在工程DCS中是单元机组顺序控制系统中的一个子系统，它与另一个子系统锅炉和汽机的辅机顺序控制系统SCS（B/T）一起组成单元机组顺序控制系统SCS。电气SCS（G/A）子系统中，包括若干子组项（级）

5、，现分别予以介绍。4.1发电机一变压器控制子组项（级），包括：发变组220KV断路器切投；发电机励磁系统自动电压调整器AVR切投；发电机自动准同期系统ASS切投；主变通风系统·叨投；220KV主隔离开关切投。其中AVl{和ASS的调整是由电气专用设备实现的，DCS只是提供了必要的人机接口。AVR和ASS与DCS系统连接采用6硬接线方式。因此，发变组实现了由零转速开始升速、升压至并网带负荷的自动控制。其步骤如下：（1）投启/备变220KV断路器和6KV断路器，带厂用电负荷，完成单元机组起动和准备工作；（2）由DEH完成汽轮机冲转、升速过程，并通过DEH调节、控制发电机转速至额定值；（

6、3）投入主变通风系统；（4）投入自动电压调整器（AVll）；（5）投入自动准同期装置（ASS）；（6）通过AVR和DEH的调节达到同期并网条件，由ASS发出合闸命令同期并网；（7）投入“调度指令环节”自动增减负荷。4.2电系统控制子组项（级）包括：高压启/备变220KV断路器切投；除电动机回路外主厂房6.3KV断路器切换；主厂房低压变开关切投；主厂房低压PC的分段开关切投；柴油发电机及其380V断路器切投。厂用电快速切换装置ATS采用硬接线方式与DCS连接。无论厂用电系统事故状态或正常运行方式的变换，均通过ATS实现，DCS仅实现提供人机接口的功能。直流和UPS电源仅在DCS中进行

7、监视，DCS不参与对其的控制。5关于发变组保护及AVR、ASS问题6（1）根据文献[1]的规定，AVR、ASS”继电保护和安全自动装置等宜采用成熟的技术和专用产品，暂不纳入DCS系统中”。我们认为是十分正确的。由于电气量的控制需要十分安全、可靠，在设计和运行经验尚不多，设备技术条件暂时尚不能满足其要求的情况下，这样规定是十分恰当的。据我们调查了解，发变组保护系统实时性和响应速度要求很高，约在10毫秒以下，而DCS控制器的工作周期，开关量控制约在100毫秒左右，其响应速