浅谈电气监控系统（ECS）在发电厂机组中的应用.docx

1、浅谈电气监控系统（ ECS）在发电厂机组中的应用 摘要：针对两台 600MW 超临界机组把电气监控系统（ ECS）纳入 DCS 的成功应用，介绍了以 Symphony 分散控制系统为基础，从硬件和软件两方面分析电气监控系统的实现过程，以及在电厂电气控制中的实际应用。阐述了应用 Symphony中的组态软件 Composer实现对 ECS系统的控制功能组态和监视画面组态的设计。本设计可以为更大容量单元机组实现电气进 DCS控制和小机组实行 DCS 改造提供相关的范例和参考。 关键词：电气监控系统 ; 火电机组 ; 改造 引言 : 随着计算机控制技术的不断发展和自动化 水平的不断提高，我国最近几年

2、新建的 600MW 火电机组基本上都采用国内外最先进的分散控制系统（ DCS），对全厂各个生产过程进行集中监视和控制。把电气监控纳入 DCS并作为其中的一个子系统即 ECS系统，则是分散控制技术的进一步延伸和发展。为使火电机组的锅炉、汽机、发电机的控制方式协调一致，为实现机、炉、电单元统一值班创造良好条件，沁北电厂一期工程两台 600MW机组采用 ABB公司的 Symphony 分散控制系统成功地把电气量的监控纳入 DCS，并取得了良好的效果。 1 电气纳入 DCS 监控的范围 某电厂 1、 2号 机组电气部分纳入 DCS的控制范围比较广泛，除继电保护、故障录波及电气保护装置外，基本上所需的电

3、气量都纳入了监控范围。其主要包括 1 号机组电气、 2 号机组电气和公用电气三部分。其中 1 号机组电气和 2号机组电气都分成了锅炉部分和电气部分。锅炉电气部分包括：锅炉变压器（ 1A、 1B） 6kV、 380V 及 380V 分段开关；锅炉保安段工作分支开关；锅炉底层 1AMCC、 IBMCC进线开关及分段开关；锅炉运转层 1AMCC、 1BMCC进线开关及分段开关。汽机电气部分包括：发变组 220kg断路器、隔离开关；发电机灭磁开关；励磁系统控制 方式选择及 PSS 投切； AVR 调压、整流器调压；自动准同期 ASS； 6kV 母线工作电源分支开关（ 1A、 lB）； 6kV 母线备用

4、电源分支开关（ 1A、 1B）： 6kV 厂用电快切装置（ 1A、 1B）；汽机变压器（ 1A、1B） 6kV、 380V及 380V分段开关；汽机保安段工作分支开关；汽机 1AMCC1-3、1BMCC1-3 进线开关；汽机单负荷 MCC 进线开关。 公用电气部分包括：启动 /备用变压器（ SST） 220kV 断路器、隔离开关、有载调压；公用变压器（ #1、 #2） 6kv、 380V 及 380V 分段开关；照明变压器（ #l、 #2） 6kV、 380V 及 380V 分段开关。另外 110V 直流电源系统、 220V 直流电源系统以及 UPS 电源系统也纳入了电气监视的范围。 2.EO

5、S 系统的实现 某电厂的 ECS系统是基于 ABB公司 Symphony分散控制系统建立起来的，应用其可靠的硬件性能和强大的软件功能实现了对电厂电气部分的监控。以下从硬件和软件两个方面分析其实现过程。 2.1 硬件构成 由于电气的控制范围分为 l 号机组电气、 2 号机组电气和公用电气，所以对应的硬件配置也分为三部分，其中 #1 机组电气和 #2 机组电气各由一对冗 余的多功能处理器 PCU（ BRC300）进行控制，实行高、低电压侧分离控制，6kV 及 22kV 电气部分为高压部分， 380V 及其以下者为低压部分，分别用一对冗余的多功能处理器 PCU 控制。 FEC 与 ASI 都为模拟量

6、输入子模件， FEC主要采集 4 20mA 的模拟量参数，如由 PT、 CT 变送器传送过来的电压电流信号及频率信号、功率信号等； ASI 主要采集温度参数，即热电偶、热电阻传送过来的温度信号，如主变油温、启备变油温等。 DSI 为数字输入子模件，主要采集电气系统侧各设备的状态量开关信号和报警信号； DSM 为数字子模件，采集数字 量脉冲信号，在 ECS系统中它主要接收电功变送器送来的脉冲信号，以用于对电功的累加计算。 DSO 为数字输出子模件，其作用为接收PCU 的控制指令实现对电气设备的远方控制。另外系统中还配置了用于顺序事故记录（ SOE）功能的子模件 SET 和 SED，其中 SET

7、是时间顺序同步模件，能够连接现场 16 路数字信号，并为控制站内的多功能处理器 PCU 接收和编辑由全球时间定位系统来的时间同步信息； SED 是事件顺序数字模件，它可以用作事故信号顺序记录和快速信号采集（重要测点）。 2.2 系统结构 与一般分散控制系统相 同， Symphony 分散控制系统也由分散过程控制装置、操作管理装置和通讯系统三部分组成。在 Symphony 分散控制系统中，分散过程控制装置称为分布式处理单元（ PCU），操作管理装置称为人机接口（ MMI），它可以是操作员站（ OT）、工程师站（ ENG）、历史数据站（ HSU）。通讯系统采用在工业过程控制领域己得到广泛应用的以太

8、网通讯系统 . 2.3 软件实现 应用 Symphony 中的组态软件 Composer 可实现对 ECS 系统的控制功能组态和监视画面组态。在控制功能组态方面 Composer 拥有内容丰富的 功能码库，一个功能码就是一种控制功能的模块化表现形式，利用 MSDVDR、 ADAPT、RCM、 MEMORY 等功能码可轻松快捷地实现 ECS 所需要的控制功能，典型的如电气设备的手 /自动控制的切换、联锁保护和闭锁保护、状态监测及故障报警等。在监视画面组态方面 Composer 把 ECS 画面分为两类：一类是电气子系统画面，另一类是 ECS帮助指导画面。电气子系统画面可通过主菜单调出；ECS 帮

9、助指导画面可通过 ECS 帮助菜单调出，也可通过相关工艺画面上的调用键直接调出。电气子系统画面的操作在电气子系统画面中，包含了所有的 ECS设备。在每个设备的周围，有其远方 /就地控制方式、检修 /试验状态指示、控制站调用键，该键可调出设备的数字控制站，操作人员通过控制站对设备进行跳 /合闸操作。正常运行时， ECS 画面能实时显示和记录发变组系统以及厂用电系统的正常运行、异常运行和事故工况下的各种数据和状态，并提供操作指导；同时也能监视电气其它子系统，如 UPS电源、 110V和 1220V 直流供电系统的运行状况。 思想汇报 画面颜色定义：画面底色黑色，模拟量正常蓝色，越限红闪，确认后红色

10、。位置不对应情况，合位红闪，跳位绿闪，确认后平光。 3.ECS 系统的主要控制逻辑 ECS 系统的主要控制逻辑包括厂用电系统合跳闸逻辑和发变组系统合跳闸逻辑。 （ 1）厂用电系统合跳闸逻辑主要包括：低压厂变开关合跳闸逻辑、双电源 MCC 电源开关合跳闸逻辑、 6kV 公用段开关合跳闸逻辑、 6kV 工作段备用电源开关合跳闸逻辑、 6kV 工作段备用电源开关合跳闸逻辑、高厂变分支开关合跳闸逻辑、起 /备变高压侧开关合跳闸逻辑、脱硫电源开关合跳闸逻辑、除尘变、燃油变开关合跳闸逻辑。 （ 2）发变组系统合跳闸逻辑：发变组 500kV 开关 QB11（ QB22）合跳闸逻辑、发 变组 500kV 开关

11、 QB13（ QB23）合跳闸逻辑。 （ 3）所有 DCS 操作断路器的动作状态定义如下：合闸位置继电器常开触点与断路器状态一致时为正常状态；跳闸位置继电器常开触点与断路器状态相反时为正常状态；断路器接通合闸位置继电器常开触点断开时跳闸回路断线；断路器断开跳闸位置继电器常开触点断开时合闸回路断线；合闸位置继电器与跳闸位置继电器常开触点均断开控制回路断线；未发出跳闸令断路器常开触点断开时事故跳闸；通讯点通过标签运算实现跳闸回路断线、合闸回路断线。 4.ECS 系统在电气控 制中的应用 从厂用电受电启备变运行到两台机组成功通过 168h 试运行， ECS 系统基本实现了预期的设计目标。 5.结束语 : ECS 系统在此电厂的成功实现和应用，可以为更大容量单元机组实现电气进 DCS 控制和小机组实行 DCS 改造提供相关的范例和参考。 参考文献 : 高天云 ;分散控制系统在火电厂的应用 J;中国电力 ;1993 年 03 期 万学达 ;分散型控制系统的技术近况及趋向 J;自动化仪表 ;1996 年 07 期 姜志成 ;集散型控制系统发展概述 J;江苏电机工程 ;1996 年 02 期 作文