电厂电气监控系统分析.doc

1、电厂电气监控系统分析摘要：在现代电厂电气监控系统中，随着人们对电厂电气监控系统的不断研究和推进，对电厂电气监控管理的分析已变得更为具体化、系统化。通过在监控系统过程中对先进技术和方法的使用,本文就主要针对华能海门电厂的电气监控系统的设计分析，与供参考！ 关键词：海门电厂 辅机设备 监控系统 中图分类号：F407.6 文献标识码： A 1、电气监控系统发展的必要性 华能海门电厂的 DCS 系统侧重于机炉系统的控制，而对电气系统反映的信息量小，控制较为简单，不利于电气运行人员快捷、便利的进行操作与事故分析。一般情况下，厂用电气系统的保护及安全自动装置基本独立运行，其与 DCS 系统间交换的信息很有

2、限；而 6kV 、400V 电动机等通常由 DCS 系统完成控制，电气运行人员关心的测量、保护动作、定值及参数整定 、事故追忆等信息在 DCS 系统都无法反应。因此，华能海门电厂电气运行人员迫切希望能提高电气自动化水平。传统的电气控制均是通过硬接线一对一的形式采集电气信号，这需要安装大量的变送器和控制电缆，而且采集信息有限。经过近几十年的经验积累和通信技术的发展，现场总线技术及智能前端设备的已趋于成熟，使得厂用电电气系统通信联网成为可能及发展的必要。ECS 系统一方面接入 DCS 交换有关数据,另一方面，通过接入电气监控后台，充分利用电气系统联网后信息全面的优势，在深层次的数据挖掘中提高整个电

3、气系统的运行维护管理水平。由此可见，ECS 系统的应用将大大提高电厂电气运行的自动化水平，减少电气运行人员，节约工程投资造价，促进电厂的安全经济运行，增强电厂在发电市场上的竞争力，有利于与国际先进机组接轨。 2、电气监控系统发展的误区 现阶段，华能海门发电厂电气监控管理系统还没有明确的国家规范和行业标准可以参照，市场准发展中存在一定的误区，不利于发电厂电气监控管理系统的长足发展。2.1 ECS 仅做搬运工，简单的把设备的信息采入后台而对这些信息不进行归纳和处理，忽视后台开发工作，这就不能在深层次提高整个电气系统的运行维护管理水平。违背了设立发电厂电气监控管理系统的出发点。 2.2 将变电站综合

4、自动化系统完全替代 ECS。变电站综合自动化系统设备是针对变电站开发的，其通信接口较少，通信负荷率较小，后台功能弱。而 ECS 系统要求通信的接口众多，通信的信息庞大。如果只是简单将变电站综合自动化系统应用于 ECS，必将造成通信设备数量庞大、组网能力差、通信速率较低、监控管理功能弱、也造成了不必要的浪费。 3、电气系统监控范围和功能 3.1 监控范围 从大的方面来划分，电气设备监控系统可以分为两大监控单元组：即发电机变压器监控单元组和厂用电源监控单元组，而检测范围除包括此两大单元组外，还应包括单元机组直流系统、UPS 和保安电源系统等。3.2 单元组功能 发电机变压器监控单元组应能实现程序控

5、制和软手操控制，使发电机由零起升速、升压直到并网带初始负荷。根据实际运行水平和设备可靠性，机组顺控并网应该设置间断点，分步进行，即：第一步由 DEH零起升速至额定：第二步，启动并网，主要完成并网前的准备工作，如投退相关保护压板，投入灭磁开关等；第三步，升压过程，DCS 将投入AVR，通过 AVR 自动励磁调节器完成发电机零起升压至额定电压；第四步，完成并网，主要检查定转子的接地情况，投入 ASS 自动准同步装置，在同步过程中通过 DCS 控制 AVR、DEH，当同步条件满足时，向发电机断路器发合闸指令，在同步合闸成功、发电机电负荷达到一定值之后， DCS将高压厂用电系统快速从起/ 备变切换到高

6、压工作厂变上。 机组顺控解列操作大致与此相反：即机组正常停运时，DCS 控制降低机组负荷，当机组负荷降到某一定值时，DCS 将高压厂用电系统快速切换到起/ 备变系统供电；当机组负荷继续降到零，跳开主开关，联跳汽轮机( 主汽门关闭)，发电机灭磁。 4、气监控系统的发展趋势 ECS 除应将现有的海门厂用电监控功能向深层次发展外，还应将发电机，主变压器、SF6 断路器等主要设备的在线诊断功能融入同一监控平台，有条件的电厂也可以将 NCS 系统也纳入 ECS 这个平台，甚至可以将华能海门厂用电的纯电气功能从 DOC 系统独立出来,也纳入 ECS 系统监控。 5、实例分析 笔者曾负责华能海门电厂的电气监

7、控系统的设计工作。华能海门电厂总规划容量为 61360MW 超超临界燃煤机组，一期共有 4 台 1036MW 超超临界机组，1、2、3 号机组已于 2009 年 6 月 31 日、2009 年 9 月 27 日、2010 年 12 月 31 日投产发电，4 号机组计划 2011 年底投产。该工程1、2 号机组 ECS 设计介绍如下： 5.1 本工程采用分层分布式计算机监控系统,系统分为三层即站控层,主控单元层和间隔层。站控层采用两机一控方式,共设 2 台主备冗余的网络服务器兼工程师站,放置在电气工程师站;设 1 台冗余配置的通讯网关兼与 MIS、SIS 接口机柜及一台网络打印机;电气继电器室设

8、一面包含三对双机冗余的通讯管理机的通讯管理机柜，其中#1 机发变组及其它智能设备一对，#2 机发变组及其它智能设备一对，高压备变及公用系统其它智能设备一对;另设一面包含 6 台双绞线以太网交换机和 4 台光纤以太网交换机的网络通讯柜。主控单元层按厂用电电气分段配置，每台机组 6kV配电室设两面网络通讯柜和 10 台交换机,6kV 公用空压机段和 6kV 公用输煤段各设一面网络通讯柜和 4 台交换机。每台机组 380V 汽机段及保安段设一对主控单元、380V 锅炉段设一对主控单元，两台机组 380V 电除尘段设一对主控单元，公用 380V 化水段、380V 除灰段、380V 输煤段各设一对主控单

9、元，380V 厂用电系统共设双机冗余的主控单元 8 对。 5.2 通讯管理机与后台系统之间的通讯网络结构为双以太网总线，通讯管理机与厂用电 380V 保护之间的通讯为 RS-485 双现场总线网络结构;通讯管理机与其它智能设备之间的通讯为单现场总线网络结构;6kV 间隔层设备通过冗余的双以太网与主控单元层相联。 5.3 厂用电监控管理系统与 DCS 系统间的通讯网络结构:厂用电监控管理系统通讯接口装置 RCS-9698H 与 DCS 通过 RS485 接口直接通讯。 根据目前海门电厂的运行经验，证明该电气监控系统设计可靠，基本实现了全厂电气设备的实时监控。 海门电厂 ECS 系统图如下： 6、结 语 综上所述，华能海门电厂的电气监控系统的设计，ECS 将向功能强大、界面友好的方向发展。指出了现阶段 ECS 发展的误区和工程实践中制约ECS 发展的因素，并提出 ECS 的发展趋势，对促进 ECS 的良性发展具有一定的参考价值。