电气自动化
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沙角C电厂#2机组电气厂用电控制系统(FECS)介绍

  论文导读:沙角C电厂#2机在2008年度A级检修期间对控制系统进行了改造,改造工程包括电气厂用电控制系统(FECS)的构建。#2机组电气厂用电系统在改造前采用的是传统的模拟屏控制方式,而传统方式难以满足对辅助设备的大量运行信息的获取。本次#2机组电气控制系统(FECS)的构建,目的在于提高机组电气厂用电控制系统的自动化水平,实现更好、更快、更详细地获取机组的运行信息,以便对机组电气系统进行监控,确保机组更加安全、可靠、经济地运行。#2机组电气厂用电控制系统(FECS)按如下方式设计:厂用电源开关的控制。

  关键词:沙角C电厂,#2机组电气厂,用电控制系统,FECS

  0.概述

  沙角C电厂#2机在2008年度 A级检修期间对控制系统进行了改造,改造工程包括电气厂用电控制系统(FECS)的构建。#2机组电气厂用电系统在改造前采用的是传统的模拟屏控制方式,而传统方式难以满足对辅助设备的大量运行信息的获取。本次#2机组电气控制系统(FECS)的构建,目的在于提高机组电气厂用电控制系统的自动化水平,实现更好、更快、更详细地获取机组的运行信息,以便对机组电气系统进行监控,确保机组更加安全、可靠、经济地运行。

  1.电气厂用电控制系统(FECS)控制与架构模式

  1.1 电气厂用电控制模式

  #2机组电气厂用电控制系统(FECS)按如下方式设计:(1)厂用电源开关的控制。原来厂用电源开关控制在集控室模拟控制屏上实现开关的分、合闸操作,改造后厂用电控制系统(FECS)将电源进线开关、联络开关的相关控制信号(包括了控制命令与反馈信号)直接通过通讯硬接线进入FECS测控柜,在FECS系统上实现厂用电源开关的控制及监视,通过通讯方式向DCS发送相关信息以实现DCS对厂用电源的监视。(2)负荷电机开关控制。将参与控制的信号直接通过硬接线与热工DCS连接,即维持原有的控制方式。主要包括:开关分合闸命令、参与控制的开关状态反馈信号(如空预器的运行反馈接点)、参与控制的电流、功率信号(如磨煤机功率)等,其他不参与控制的信号通过通讯线送FECS,再由FECS将需要观察的信号送DCS。

  1.2 FECS系统的架构模式

  沙角C电厂采用北京四方公司的CSPA-2000分布式电气自动化控制系统(FECS)来实现厂用电控制系统(FECS),其整体架构采用分层、分布、开放式网络三层结构系统结构,包括站控层、通讯管理层、间隔层。其中站控层采用双路10/100M以太网结构,配置数据库服务器、操作员站、工程师站、打印机、GPS对时装置。通讯管理层由通讯管理单元和以太网交换机组成,采用通讯管理单元实现规约转换和装置通讯。通讯管理机向上连接站控层以太网和向下连接间隔层的测控装置或10kV、3kV高压高压电机微机保护装置的通讯单元。通讯管理机配置成双机模式。间隔层以双网现场总线连接厂用电保护及实现测控装置与开关柜间隔的控制信号的连接。

  2.电气厂用控制系统(FECS)的搭建实施方式

  根据电气厂用控制系统的整体架构的设计理念,系统为三层布置方式搭建。

  2.1 FECS系统的站控层的实施

  在集控层建立FECS工程师站,将站控层的设备包括一台服务器、打印机布置在FECS工程师站内,在工程师站实现系统的调试、组态及维护工作。另一台服务器也作为操作员站布置在集控室值长控制台,实现FECS系统的监控功能,运行值班人员通过集控室的这台服务器实现电气厂用系统的运行操作及状态监视。

  站控层以双网方式组网,保证系统的可靠运行。

  站控层与DCS、MIS、SIS系统数据连接通过两台转发站组屏,实现FECS系统与DCS、MIS、SIS系统的数据发送功能。

  2.2 FECS系统的通讯管理层的实施

  在#2机继保室安装FECS系统的通讯管理层,每台机组及公用系统配置五对通讯管理单元,每台机组或公用系统的五对主控单元组一屏,本期工程包括#2机组及公用系统。

  每面屏内的五对主控单元按双网配属,分别通过通讯方式与间隔层的测控单元及智能保护装置连接,实现对就地设备的监控功能;还通过通讯方式与站控层连接以实现站控层控制指令的接收及信息反馈。

  在通讯管理层实现控制逻辑功能。

  2.3 FECS系统的间隔层的实施

  #2机继保室安装FECS系统的间隔层设备,#2机组间隔层设备主要包括10kV、3kV及380V设备的9套测控装置及机组的2套测控装置,其中10kV、3kV设备的5套装置分两面屏安装,380V设备的4套测控装置安装在一面屏上,2套机组测控装置安装在一面屏上,这样#2机组间隔层共有四面屏。

  测控装置向上通过通讯方式与通讯管理层的主控单元进行通讯,向下以硬接线方式与所控制的开关设备连接。

  3.FECS系统实现的功能情况

  #2机组FECS系统通过试运过程中不断的完善,目前系统实现了如下功能:

  (1)图形系统功能,可生成厂用电控制监视图、运行工况图、系统配置图等。

  (2)厂用电系统的监控功能,在FECS系统上实现厂用电系统中电源开关的分、合闸操作,实现厂用电的倒闸操作功能。

  (3)厂用电电源开关的分、合闸操作闭锁逻辑功能,防止电气误操作,可在站控层进行逻辑功能的编辑,逻辑功能编辑完成后可将逻辑下载至相应的主控单元,从而实现逻辑闭锁,防止电气误操作的发生。

  (4)实时报警功能,实现对报警的分层、分级、分类处理。

  (5)事故追忆功能,实现实时信息保存和事故信息反演。

  (6)报表功能,支持日报表、月报表、年报表、特殊报表和实时报表。免费论文。可以方便制作10kV、3kV高压电机运行情况的各类报表,包括运行电流、功率因素及功率情况,方面了机组10kV、3kV高压电机能耗统计分析。

  (7)系统管理功能,包括系统配置、自诊断功能和权限管理,在系统中实现各控制设备的信息编辑、逻辑管理及系统权限管理功能。免费论文。

  (8)数据处理功能,实现了实时数据采集、操作控制和记录等。

  (9)保护信息查询功能,保护装置和录波器信息的查看和分析界面,通过进入系统的间隔层,可以查询相关设备的保护动作情况。免费论文。

  (10)事件浏览功能,查询并打印任意时段内任意组合类型的事件列表。

  (11)系统扩展功能,可现了与DCS、MIS、SIS系统的通讯,实现数据的转发功能。

  4.结束语

  #2机组电气厂用控制系统(FECS)自2008年12月15日系统上电调试以来,系统运行情况良好,通过系统的试运行和不断进行了系统的完善工作,经过一段时间的运行,目前系统运行情况良好,较之改造前的厂用电控制系统,它具有如下优点:

  (1)采用先进的分布式设计思想,充分体现了分布式系统的控制器物理位置、控制功能、保护功能、系统功能分散,而显示、操作、记录、管理集中的特点,可靠性高、扩展性好、易于维护。

  (2)采用全通讯方式取代传统硬接线,节省大量的电缆、变送器、I/O柜等一次性投资,为用户提供丰富的设备运行、自诊断信息,实现全厂信息化、数字化。系统信息种类丰富、信息量大,信息点显示可根据用户需求屏蔽,极大方便电气设备运行维护和事故分析,大大减少用户维护工作量,提高全厂自动化水平。

  (3)引入分布式控制思想,主控单元具有PLC可编程控制逻辑功能,实现逻辑闭锁、顺序控制、防误操作。

  (4)采用LonWorks现场总线/工业以太网构成FECS的控制网络,抗干扰能力强,实时性好。变化数据采用主动上送而非轮询的通信机制,极大提高了通信的实时性。通讯控制层、间隔层可按生产工艺组网,控制单元分散配置。

  (5)自上而下通讯网络均可双网冗余,后台主站、主控单元配置均可热备冗余配置,双服务器切换采用无扰切换技术、主控单元可双网冗余并列运行,保证通讯和系统的可靠性和稳定性。

  (6)可方便地与其他厂家的多种智能设备通信接口,实现对励磁、同期、发变组保护、快切、直流、UPS等设备的信息接入,实现发电厂电气系统的全部信息采集。与DCS系统、厂级生产监控信息系统(SIS)、厂级管理信息系统(MIS)等系统完全接口,实现不同系统无缝接入。

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