电厂电气监控在DCS系统中的实际应用与探索 |
【摘 要】 扬州二电厂对电气监控在分散控制系统DCS中的应用进行了积极大胆的尝试与 探索。文中结合电力规划设计总院对电气监控进入DCS的范围的要求，介绍了一期工程电气 监控进入DCS的范围及电气、热控系统概况；GEB发电机电气控制盘，分析了在DCS中实现电 气监控的方案及其优缺点，提出了设计、施工中存在的问题及建议。
根据《火力发电厂设计技术规程》(DL5000－94)和部颁新厂新办法的有关规定，要实现机、 炉、电统一的单元集中控制，使单元控制室的机、炉、电控制水平协调发展。因此，电气监 控在DCS中的应用，尤其是电气在DCS中的控制愈来愈受各方关注。
目前国内电厂的现状是：300MW及以上机组，单元控制室的电气数据采集和监测大都已通过D CS实现，并有少数电厂电气系统的控制也不同程度地由DCS实现。此外国外电厂单元控制室 电气系统控制由DCS控制也有应用，并有部分供货商有较成熟的经验。所有这些都为单元控 制室电气系统进入DCS控制创造了有利条件。
1 有关规定
国电公司电力规划设计总院于1995年底在北京主持召开了电力系统各有关单位和西门子、AB B、贝利等国际知名公司电气、热工自动化等专业参加的“单元控制室电气控制系统”研讨 会，会议交流了专家们提出的电气系统控制进入DCS的方案和设想，会议认为应根据国内具 体情况及国外供货商经验，选择试点工程将电气控制系统由DCS实现，逐步提高单元控制室 电气系统控制水平，会议建议电气控制纳入单元机组DCS的范围：(1)发电机、变压器组，由 DCS实现数据采集和控制；(2)厂用电源系统，由DCS实现数据采集和控制；(3)直流系统、UP S等，由DCS实现数据采集。
发电机励磁系统自动电压调整器(AVR)、自动准同期装置(ASS)、主设备保护等应采用成熟的 技术和产品，与DCS有必要的接口。会议明确了电气专业工作范围：要求电气专业对纳入DCS 的电气监控功能负责，向热工专业提交有关的I/O清单，数据采集和处理功能(包括：画面、 制表、SOE点、性能计算等)以及控制逻辑设计要求等，从电气专业角度对DCS系统总的要求 提出意见，参加DCS系统中电气有关部分的技术谈判。会议还要求单元控制室电气监控由DCS 实现应采取积极稳妥的步骤，可先在一些条件较好的电厂(包括成套进口机组)进行工程应用 ，在取得经验的基础上再逐步推广。试点工作应取得业主及运行单位的支持，应选择有成熟 经验的供货商。试点应用工程应按单元机组由DCS实现监控的原则进行设计。不应重复设置 过多的后备监控设备。
2 扬州二电厂DCS概况
扬州二电厂是利用世界银行贷款和世行担保融资(共4.7亿美元)的大型火电建设项目。一期 工程建设2×600MW燃煤机组。汽机岛、锅炉岛、仪控岛三大主岛采用国际公开竞争招标方式 。仪控岛的DCS系统是德国西门子公司目前最新一代的TELEPERM XP系统(TXP系统），在国内 系首次使用。
T XP系统主要由OM650操作监控系统、ES680工程师站、AS620过程控制系统和BTG盘(锅炉、汽 机、电气控制盘)等几大部分组成。
2.1 OM650操作员站
OM650操作员站是控制系统与运行操作人员之间的接口，用于控制操作监视并提供过程事件 的存入和数据的归档功能。包括：(1)OT操作员终端；(2)PU处理单元(用于对当前和短时数 据进行处理)；(3)SU服务单元(用于历史数据处理，如形成报表，历史曲线等)；其OT、PU、 SU均采用奔腾166芯片、4.0版本。
2.2 AS620过程控制系统
接受现场信号和BTG、CRT指令进行数据处理、逻辑判断、对进程进行控制，并将信号传送给 OM、ES、BTG、CRA(继电器柜)。电气系统控制所使用的为AS620B（基本型），其包括：(1)F UM输入输出功能模件；(2)AP自动处理器，用于逻辑判断和过程控制；(3)CP通讯处理器，用 于AP和工厂总线(Plant Bus SINEC H1 FO)的通讯；(4)SIM信号模件，用于处理远程信号， 使用L2 DP就地网，将远程信号和AP连接；(5)并行总线I/O Bus，用于功能模件和AP之间的 通讯。
2.3 ES680工程师站
用于对系统组态、编程、修改，具体地说可完成功能图编辑、OM画面组态、代码的生成与下 载、参数的调试和设置。
2.4 BTG(锅炉、汽机、发电机电气控制)盘
其中发电机控制盘(GEB)用于电气系统的控制、操作、监视、模拟与报警。
2.5 Plant Bus SINCE H1 FO工厂总线
信息高速公路，波特率10Mbit/s具有一次容错能力。
3 电气监控进入DCS的范围
扬州二电厂电气监控进入DCS的范围是：(1)电气系统的电压、电流、功率、电度、频率、温 度、发电机射频电流、变压器气体含量等数据采集与监视；(2)开关、刀闸状态的指示(分、 合故障、试验位置、就地控制)；(3)设备故障、异常及保护动作的报警；(4)厂用电系统所 有10kV、3kV中压母线工作进线开关及备用进线开关的控制，汽机岛、锅炉岛的厂用低压变 压器的10kV和400V侧开关和400V母联开关的控制；(5)BOP回路10kV开关不进入DCS控制。
因为当时国内对电气监控进入DCS的范围还没有相关规定，也没有经验可以借鉴，专家对此 还是非常慎重。所以，进入DCS的控制范围只是限于厂用电系统。同时为了安全可靠起见， 在发电机电气控制盘上仍保留厂用电系统的硬手操作后备。
随着时间推移，在仪控岛二联会之后，即1996年9月份，又对DCS中电气监控范围进行了多方 收资，专程赴国内一些大电厂调查，和一些专家进行了交流，并根据电力规划设计总院关于 电气监控进入DCS范围的会议纪要精神，增加了电气监控范围。
在西门子最终的设计方案中，电气监控进入DCS的范围有以下几个方面的内容。
3.1 MP－主电源系统(发电机、励磁系统、主变、厂高变、起备变、封闭母线)
(1)发电机同期：发电机自动、手动同期与DCS的接口。
(2)数据采集与监视：发电机定子三相电压、定子三相电流 、励磁电压、励磁电流、负序电 流、有功、无功、频率、功率因数、有功无功电量、发电机射频监测水平及状态监测水平、 发电机光纤测振报警，主变高压侧单相电压、三相电流、中性点电流、有功无功电量、油温 、高低压绕组温度、气体分析装置监测水平及报警，励磁变压器高压侧绕组电流、有功电量 ，离箱封母温度。
(3)励磁系统装置的运行状态和励
（自动化网小芳摘自） |
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