發(fā)電廠ECS系統(tǒng)快切裝置UPS發(fā)電機并網(wǎng)DEH,DCS

1、電氣部分電氣部分電學習內(nèi)容電學習內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容lECS系統(tǒng)l快切裝置l不停電電源l發(fā)電機并網(wǎng)lDEH，DCS相關內(nèi)容ECS系統(tǒng)系統(tǒng)l的構成l的功能的構成的構成l間隔層l通信層l系統(tǒng)層l圖示系統(tǒng)的構成系統(tǒng)的構成(圖圖) 系統(tǒng)系統(tǒng)-構成構成-間隔層間隔層 間隔層不僅包括6kV廠用電系統(tǒng)的綜合保護和400V配電系統(tǒng)的智能保護，還包括機組保護系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、AVR系統(tǒng)等。其中數(shù)量最多、最重要的是6kV廠用電系統(tǒng)的綜合保護裝置。考慮到ECS采用全數(shù)字式遙控，必須采用一定的手段保證綜合保護裝置與DCS的快速信息交換，因此，綜合保護裝置采用雙10Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡，在抗干擾要求比較高的

2、環(huán)境下還可以直接采用光纖通信。雖然綜合保護裝置為保護、測控一體化裝置，但保護、測控功能獨立，保護功能不信賴于通信網(wǎng)絡。 系統(tǒng)系統(tǒng)-構成構成-通信層通信層l通信層是間隔層和系統(tǒng)層之間的適配層，并負責與DCS接口。通信層一般由若干功能明確的通信管理機組成，這此通信管理機通過l0Mbit.s-1/100Mbit. 自適應交換機接入ECS層，同時與DCS可采用一對一的通信方式，把DCS關心的實時數(shù)據(jù)整理出來，發(fā)送給DCS;另外，還可以接受DCS下發(fā)的控制命令，實現(xiàn)對電動機、線路等對象開關的遙控操作。根據(jù)DCS開放性的不同，通信管理機還可以以其他方式(例如總線式)接入DCS?？紤]到網(wǎng)絡通信的抗干擾能力和

3、高速率、高可靠性，通信層各通信子站(即通信處理機)到系統(tǒng)層之間均采用光纖通信方式。 系統(tǒng)系統(tǒng)-構成構成-系統(tǒng)層系統(tǒng)層l系統(tǒng)層是發(fā)電廠電氣設備監(jiān)視、測量、控制、管理的中心，是整個ECS的核心。CSPA2000系統(tǒng)層采用冗余的100Mbit/s以太網(wǎng)為主干網(wǎng)，設置ECS主服務器、工程師站、五防工作站、管理信息系統(tǒng)(MIS)通信服務器、監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)通信服務器、DCS通信服務器等。無論是DCS、MIS、廠級SIS，均可以經(jīng)通信服務器從ECS得到需要的原始數(shù)據(jù)或者經(jīng)過處理、過濾的數(shù)據(jù)，集中體現(xiàn)了ECS的開放性。根據(jù)用戶需求的不同，還可以裁減工作站的數(shù)量(例如最小的系統(tǒng)層設備僅配置1臺工程師兼操

4、作員站即可)，系統(tǒng)規(guī)模具有可伸縮性 的功能的功能l繼電保護 l測量與控制 l事故分析 lWeb服務 l系統(tǒng)接口 ECS系統(tǒng)系統(tǒng)-功能功能-繼電保護繼電保護l按照分散分布的原則，6kV保護測控裝置就地安裝于開關柜內(nèi)，完成被保護對象的所有保護功能。保護功能不依賴于通信網(wǎng)絡，與測控功能獨立。 ECS系統(tǒng)系統(tǒng)-功能功能-測量與控制測量與控制l取消專用的各種測量表計，由測控裝置完成有關模擬量、開關量的采集，在ECS主站上統(tǒng)一監(jiān)視。考慮到廠用電系統(tǒng)的電能不參與計費，可以利用測控裝置的內(nèi)置電能測量功能，無需裝調(diào)專用的電能表。6kV廠用電保護測控裝置自帶操作回路，具備防跳及跳合閘保持功能。保護跳閘與遙控跳閘分

5、開，考慮到與舊的模式兼容，保留KKJ與TWJ串聯(lián)給出事故總信號的告警方式。系統(tǒng)支持遙控，并在實時性上提供遙控時間小于600ms、遙信變位上送時間小于300ms的保證。 ECS系統(tǒng)系統(tǒng)-功能功能-事故分析事故分析l保護裝置具備動作告警及故障錄波功能，在ECS主站上可以調(diào)取保護動作后的錄波數(shù)據(jù)以及各種事件順序。ECS系統(tǒng)系統(tǒng)-功能功能-Web服務服務l系統(tǒng)提供Web服務接口，得到授權的用戶可以通過Internet訪問系統(tǒng)的實時信息及統(tǒng)計信息。 ECS系統(tǒng)系統(tǒng)-功能功能-系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口l具備與SIS、MIS、電力市場決策支持系統(tǒng)等的接口，為其他系統(tǒng)提供發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的詳細信息快切裝置快切裝置l快切

6、裝置的功能 l快切裝置的原理l快切裝置的作用快切裝置的功能快切裝置的功能l檢測、顯示功能 l切換功能l閉鎖報警、故障處理及自檢功能檢測、顯示功能檢測、顯示功能l在正常運行中，裝置的液晶顯示器中文顯示所有實時數(shù)據(jù)和設置參數(shù)，并指示母線 PT 投入情況、工作、備用電源斷路器分合閘位置，等開關狀態(tài)，實時數(shù)據(jù)包括廠用母線三相電壓、工作和備用電源電壓的有效值，母線電壓與備用電源電壓的頻差和相差值。可顯示裝置的自檢狀態(tài)，自檢異常時發(fā)出信號。切換功能切換功能l正常切換正常切換 l事故切換事故切換 l不正常切換不正常切換 正常切換l正常切換是指正常情況下進行的廠用電源切換。通過 ECS/DCS 系統(tǒng)、控制臺開

7、關或觸摸屏操作手動起動裝置，完成從工作電源到備用電源，或由備用電源到工作電源的雙向切換。正常切換分為串聯(lián)切換和并聯(lián)切換兩種方式。 正常切換-串聯(lián)切換 l切換方式選擇開關置于串聯(lián)位置。手動起動裝置，先跳開工作（備用）電源，然后合上備用（工作）電源。 正常切換-并聯(lián)切換并聯(lián)切換 l切換方式選擇開關置于并聯(lián)位置。并聯(lián)切換又分為自動和半自動兩種情況。l自動 將選擇開關置于“自動”位置。手動起動裝置，經(jīng)同期檢定后，先合上備用（工作）電源，延時指定時間，確認合閘成功后，再自動跳開工作（備用）電源。l半自動 將選擇開關置于“半自動”位置。手動起動裝置，經(jīng)同期檢定后，只合上備用（工作）電源，而跳開工作（備用）

8、電源的操作要由人工來完成。 事故切換事故切換 l事故切換是指由于工作電源故障而引起的切換。它是單向的，只能由工作電源切至備用電源。事故切換分為串聯(lián)切換和同時切換兩種方式。 事故切換事故切換-串聯(lián)切換串聯(lián)切換 l切換方式選擇開關置于串聯(lián)位置。由反映工作電源故障的保護出口起動裝置，先跳開工作電源，在確認工作電源已跳開后,合上備用電源。 事故切換事故切換-同時切換同時切換 l切換方式選擇開關置于同時位置。由反映工作電源故障的保護出口起動裝置發(fā)出工作電源跳閘命令，如此時同期條件滿足，裝置同時發(fā)出備用電源合閘命令。備用電源合閘命令也可經(jīng)設置的延時后再發(fā)出，這樣可以避免由于工作電源跳閘時間長于備用電源合閘

9、時間，造成備用電源投在故障回路而跳閘，致使切換失敗，事故范圍擴大。 不正常切換不正常切換 l不正常切換是由母線非故障性低壓引起的切換，它是單向的，只能由工作電源切換至備用電源。不正常切換分為以下兩種情況：l不正常切換-1l不正常切換-2 不正常切換不正常切換-1l母線三相電壓持續(xù)低于設置值的時間超過所設定的延時，裝置自動跳開工作電源，合上備用電源。低壓切換也有串聯(lián)和同時兩種方式，它們的選擇方法及切換過程和事故切換基本相同，由于工作電源斷路器誤跳，裝置自動投入備用電源，不再發(fā)出跳工作開關的命令，以免引起不必要的失電。 不正常切換不正常切換2l所謂“誤跳”是指在裝置沒有發(fā)跳閘命令的情況下，工作電源

10、短路器跳開。這有兩種可能：一種是工作電源斷路器受控跳閘，另一種是真正意義的誤動跳閘。 為了避免誤動作，誤跳的檢測加入了對工作電源電流的檢測，只有電流降到了 0.5A 以下，才算真正誤跳。 閉鎖報警、故障處理及自檢功能閉鎖報警、故障處理及自檢功能 l保護閉鎖 l斷線報警 l故障報警 l裝置自檢 保護閉鎖保護閉鎖l為防止備用電源投入故障母線，可以將反映這一故障的保護（如母線差動保護、分支過流保護）出口，引入裝置的“保護閉鎖”入口。當這些保護動作時，裝置就會立即關閉所有跳合閘出口，發(fā)出“保護閉鎖”信號和“閉鎖報警”接點信號。 斷線報警斷線報警l當母線電壓的出現(xiàn)有效值最小的一相與最大的一相得比值小于

11、0.6 時，或一相或兩相電壓低于 10Un（額定值）時，裝置判定為母線電壓回路斷線，發(fā)出“斷線報警”接點信號。故障報警故障報警l當裝置中的直流電源、裝置跳合閘出口以及斷路器位置異常時，裝置都將發(fā)出故障報警信號，具體故障原因可通過屏幕顯示。 斷路器位置異常是指沒有發(fā)生切換，而工作電源和備用電源斷路器輔助接點均處于閉合狀態(tài)，或均處于斷開狀態(tài)。 裝置自檢裝置自檢l裝置自動巡檢內(nèi)部電路、CPU、EPROM、RAM 以及所設參數(shù)，發(fā)現(xiàn)故障立即報警，并可顯示或打印故障原因。當裝置第一次上電，或發(fā)生自復位后也發(fā)出故障報警信號，在手動復位且不再存在異常情況時，清除報警和閉鎖信號。 快速切換的原理快速切換的原理

12、(圖圖) 快速切換的原理快速切換的原理l假設有圖 1 所示的廠用電系統(tǒng)，工作電源由發(fā)電機端經(jīng)廠用高壓工作變壓器引入，備用電源由電廠高壓母線或由系統(tǒng)經(jīng)起動備用變引入。正常運行時，廠用母線由工作電源供電，當工作電源側發(fā)生故障時，必須跳開工作電源開關 IDL，此時廠用母線失電，由于廠用負荷多為異步電動機，電動機將惰行。母線電壓為眾多電動機的合成反饋電壓，稱其為殘壓，殘壓的頻率和幅值將逐漸衰減。假定正常運行時工作電源與備用電源同相其電壓相量端點為A，則母線失電后殘壓相量端點將沿殘壓曲線由 A 向 B 方向移動，如能在 AB 段內(nèi)合上備用電源，則既能保證電動機安全，又不使電動機轉速下降大多，這就是所謂的

13、“快速切換。 圖示快切裝置的作用快切裝置的作用l快切裝置的作用是在廠用電失電時迅速按規(guī)定程序控制備用電源斷路器投入備用電源 。不停電電源不停電電源l系統(tǒng)組成 l保護功能 l運行方式系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成l1#電力專用UPS主柜（10006002260）l2#旁路穩(wěn)壓柜（8006002260）l3#饋電柜（8006002260）1#柜柜l1#UPS主柜包括三相“交流輸入”空開、“直流輸入”空開、三相輸入隔離變壓器、整流裝置、主電路功率模塊及驅動、微處理器控制、輸出隔離變壓器、通訊接口板等。2#柜柜l2#旁路穩(wěn)壓柜包括50KW旁路穩(wěn)壓柜。 3#柜柜l3#饋電柜包括“旁路輸入”斷路器、“交流輸出”斷路器、

14、旁路隔離變壓器、靜態(tài)切換和手動維修旁路開關以及16個饋電支路等 保護功能保護功能l輸出過載保護 負載功率超過150%時，10秒將關斷輸出 l輸出短路保護 輸出萬一短路，逆變器將自動關閉 l輸入接反保護 輸入逆變器的直流電壓極性接反，逆變器將自動保護 l輸入欠壓保護 輸入直流電壓低于180VDC時，直流異常指示燈亮 l過熱保護機柜內(nèi)部溫度超過75時,輸出將自動關閉 運行方式運行方式l正常狀態(tài) l市電故障 l自動旁路 l維修旁路 正常狀態(tài)正常狀態(tài)l通常情況下，市電通過整流器給逆變器供直流電。逆變器重新產(chǎn)生一個與輸入市電頻率相位相同的正弦交流電輸出給負載設備 市電故障市電故障l在市電故障的情況下,系

15、統(tǒng)利用電池的儲備能量，繼續(xù)產(chǎn)生交流電力，確保不間斷輸出,在輸出端將看不出有任何的中斷或變化。在市電故障的情況下，逆變器將會在電池耗盡時停止輸出。這時，UPS不能再提供電源了。逆變器電池供電的備用時間決定于電池容量和負載的大小。 當市電重新恢復時，逆變器再次通過整流器供電 自動旁路自動旁路l如果逆變器無法輸出所需功率（由于過載、過熱等原因），旁路開關將會自動接通，令負載由旁路提供電壓（圖）。若旁通是由于過載引起的動作，UPS需關機才能復位。若旁通是由于過熱引起的動作，UPS將在溫度低于報警點時跳回正常輸出。l如果發(fā)生嚴重過載或短路，旁路保護開關或熔斷會由于保護UPS而斷開。l如果機器在旁路狀態(tài)時

16、市電故障，負載將會發(fā)生掉電。因此，如果UPS工作在過載狀態(tài)，負載將得不到保護。l關閉逆變器開關，再斷開旁路輸入空開，UPS系統(tǒng)將徹底關機。自動旁路自動旁路(圖圖) 維修旁路維修旁路l系統(tǒng)也可以通過后面板的手動維修旁路開關轉到旁路狀態(tài)。開關有兩個位置：位置“”是“UPS供電”，位置“”是“維修旁路供電”狀態(tài)：負載直接連到旁路市電。發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電機并網(wǎng)l并網(wǎng)的條件l并網(wǎng)的操作l同期合閘控制回路圖 并網(wǎng)的條件并網(wǎng)的條件l電壓相等l頻率相等l相位相等l相序相等并網(wǎng)的條件并網(wǎng)的條件1l待并發(fā)電機的電壓有效值Uf與電網(wǎng)的電壓有效值U相等或接近相等，允許相差5的額定電壓值。待并發(fā)電機的電壓有效值Uf，與電網(wǎng)

17、的電壓有效值U之間的壓差U，若在允許范圍內(nèi)，所引起的無功沖擊電流是允許的。否則U越大，沖擊電流越大，這個過程相當于發(fā)電機的突然短路。因此，必須調(diào)整兩者間的電壓，使其接近相等后才可并列。 并網(wǎng)的條件并網(wǎng)的條件2l待并發(fā)電機的周波ff應與電網(wǎng)的周波f相等，但允許相差0.050.1周/秒以內(nèi)。若兩者周波不等，則會產(chǎn)生有功沖擊電流，其結果使發(fā)電機轉速增加或減小，導致發(fā)電機軸產(chǎn)生振動。如果周波相差超出允許值而且較大，將導致轉子磁極和定子磁極間的相對速度過大，相互之間不易拉住，容易失步。因此，在待并發(fā)電機并列時，必須調(diào)整周波至允許范圍內(nèi)。通常是將待并發(fā)電機的周波略調(diào)高于電網(wǎng)的周波，這樣發(fā)電機容易拉入同步，

18、并列后可立即帶上部分負荷。 并網(wǎng)的條件并網(wǎng)的條件3l待并發(fā)電機電壓的相位與電網(wǎng)電壓的相位相同，即相角相同。在發(fā)電機并列時，如果兩個電壓的相位不一致，由此而產(chǎn)生的沖擊電流可能達到額定電流的2030倍，所以是非常危險的。沖擊電流可分解為有功分量和無功分量，有功電流的沖擊不僅要加重汽輪機的負擔，還有可能使汽輪機受到很大的機械應力，這樣非但不能把待并發(fā)電機拉入同步，而且可能使其它并列運行的發(fā)電機失去同步。在采用準同期并列時，發(fā)電機的沖擊電流很小。所以，一般應將相角差控制在10以內(nèi)，此時的沖擊電流約為發(fā)電機額定電流的0.5倍。 并網(wǎng)的條件并網(wǎng)的條件4l待并發(fā)電機電壓的相序必須與電網(wǎng)電壓的相序一致。 (在

19、安裝過過程必須裝好)并網(wǎng)的操作并網(wǎng)的操作l斷路器雙側有電時l斷路器單側有電時l順序控制并網(wǎng)的操作并網(wǎng)的操作(斷路器雙側有電時斷路器雙側有電時) l合同期開關TK在“投入”位置。l將手動準同期開關1STK轉到“粗調(diào)”位置，調(diào)節(jié)發(fā)電機轉速和電壓，使組合式同期表的電壓差表和頻率差表為零。l將同期閉鎖開關STK轉到“投”位置。l將手動準同期開關1STK轉到“細調(diào)”位置，同期表指針開始旋轉。l調(diào)發(fā)電機的轉速，使同期表指針順時針方向緩慢旋轉，待指針靠近中線時，按下集中同期合閘按鈕THA，使斷路器合閘。l將同期開關TK，自同期開關ZTK，手動準同期開關1STK復原。并網(wǎng)的操作并網(wǎng)的操作(斷路器單側有電時斷路

20、器單側有電時 )l合同期開關TK在“投入”位置。l將同期閉鎖開關STK轉到“退”位置。l將手動準同期開關1STK轉到“細調(diào)”位置。l按下集中同期合閘按鈕THA，或將控制開關KK旋到“合閘”位置，使斷路器合閘。l將同期開關TK，同期閉鎖開關STK，手動準同期開關1STK復原。 并網(wǎng)的順序控制并網(wǎng)的順序控制l圖同期合閘控制回路同期合閘控制回路l 同期開關TK在“投入”位置，則TK接點1、3和接點5、7接通。l 手動準同期開關1STK在“細調(diào)”位置，則1STK接點25、27接通。l 同期閉鎖開關STK在“退”位置，則STK接點1、3接通。l 控制開關KK在“分閘后”位置，則KK接點2、4接通。l 控

21、制開關KK在“合閘”位置，則KK接點5、8接通。l圖示同期合閘控制回路圖同期合閘控制回路圖 DEH，DCS相關內(nèi)容相關內(nèi)容lDCS相關內(nèi)容lDEH相關內(nèi)容DCS相關內(nèi)容相關內(nèi)容lDCS系統(tǒng)的概念lDCS系統(tǒng)的特點lDCS系統(tǒng)的構成 l分散控制系統(tǒng)的運行維護的主要內(nèi)容 DCS系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念lDCS即集散型控制系統(tǒng)，又稱分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System）。它的主要基礎是4C技術，即計算機Computer、控制 Control、通信Communication和CRT顯示技術。DCS系統(tǒng)通過某種通信網(wǎng)絡將分布在工業(yè)現(xiàn)場附近的現(xiàn)場控制站和控制中心的操作員站及工程

22、師站等連接起來，以完成對現(xiàn)場生產(chǎn)設備的分散控制和集中操作管理。 DCS系統(tǒng)的特點系統(tǒng)的特點l是計算機技術對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技術。其功能特點是：通用性強、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、顯示操作集中、人機界面友好、安裝簡單規(guī)范化、調(diào)試方便、運行安全可靠等 。DCS系統(tǒng)的構成系統(tǒng)的構成l1) 其硬件設備由管理操作應用工作站、現(xiàn)場控制站和通信網(wǎng)絡組成。l管理操作應用工作站包括工程師站、操作員站、歷史數(shù)據(jù)站等各種功能服務la. 工程師站提供技術人員生成控制系統(tǒng)的人機接口，主要用于系統(tǒng)組態(tài)和維護，技術人員也可以通過工程師站對應用系統(tǒng)進行監(jiān)視。lb. 操作

23、員總理提供技術人員與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的人機交互界面，用于監(jiān)視可以完成數(shù)據(jù)的狀態(tài)值顯示和操作員對數(shù)據(jù)點的操作。lc. 歷史站保存整個系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，供組態(tài)軟件實現(xiàn)歷史趨勢顯示、報表打印和事故追憶等功能。l現(xiàn)場控制站用于現(xiàn)場信號的采集處理，控制策略的實現(xiàn)，并具有可靠的冗余保證、網(wǎng)絡通信功能。l通信網(wǎng)絡連接分散控制系統(tǒng)的各個分布部分，完成數(shù)據(jù)、指令及其它信息的傳遞。為保證DCS可靠性，電源、通信網(wǎng)絡、過程控制站都采用冗余配置。l2) 分散控制系統(tǒng)的軟件是由實時多任務操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信軟件、組態(tài)軟件和各種應用軟件組成。l3) 分散控制系統(tǒng)在結構上采用模塊化設計方法，通過靈活組態(tài)，合理的配置，可以實現(xiàn)火電機組的模似量控制系統(tǒng)（MCS）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、鍋爐燃燒控制和爐膛安全系統(tǒng)（FSSS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）等功能。 維護的主要內(nèi)容維護的主要內(nèi)容l包括系統(tǒng)在投運前應做好必要項目的檢查，檢查合格且一切準備就緒后系統(tǒng)上電，按照相關步驟啟動系統(tǒng)，并驗收系統(tǒng)各部分正常后，投入在線運行。系統(tǒng)正常運行后，做好日常維護工作，發(fā)現(xiàn)問題及時查明原因解決處理，并根據(jù)熱控系統(tǒng)的運行工況決定熱控設備的投入與退出。DEH相關內(nèi)容相關內(nèi)容lDEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成 lDEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能lDEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)對功率（轉速）控制的原理調(diào)節(jié)系統(tǒng)對功率（轉速）控制