发电厂ECS系统 快切装置 UPS发电机并网 DEH,DCS

电气部分电学习内容主要内容ECS系统快切装置ＵＰＳ不停电电源发电机并网DEH，DCS相关内容ECS系统ＥＣＳ的构成ＥＣＳ的功能ＥＣＳ的构成间隔层通信层系统层图示ＥＣＳ系统的构成(图)

ＥＣＳ系统---构成--间隔层

间隔层不仅包括6kV厂用电系统的综合保护和400V配电系统的智能保护，还包括机组保护系统、直流系统、AVR系统等。其中数量最多、最重要的是6kV厂用电系统的综合保护装置。考虑到ECS采用全数字式遥控，必须采用一定的手段保证综合保护装置与DCS的快速信息交换，因此，综合保护装置采用双10Mbit/s工业以太网作为通信网络，在抗干扰要求比较高的环境下还可以直接采用光纤通信。虽然综合保护装置为保护、测控一体化装置，但保护、测控功能独立，保护功能不信赖于通信网络。ＥＣＳ系统---构成--通信层通信层是间隔层和系统层之间的适配层，并负责与DCS接口。通信层一般由若干功能明确的通信管理机组成，这此通信管理机通过l0Mbit.s-1/100Mbit.自适应交换机接入ECS层，同时与DCS可采用"一对一"的通信方式，把DCS关心的实时数据整理出来，发送给DCS;另外，还可以接受DCS下发的控制命令，实现对电动机、线路等对象开关的遥控操作。根据DCS开放性的不同，通信管理机还可以以其他方式(例如总线式)接入DCS。考虑到网络通信的抗干扰能力和高速率、高可靠性，通信层各通信子站(即通信处理机)到系统层之间均采用光纤通信方式。ＥＣＳ系统---构成---系统层系统层是发电厂电气设备监视、测量、控制、管理的中心，是整个ECS的核心。CSPA2000系统层采用冗余的100Mbit/s以太网为主干网，设置ECS主服务器、工程师站、五防工作站、管理信息系统(MIS)通信服务器、监控信息系统(SIS)通信服务器、DCS通信服务器等。无论是DCS、MIS、厂级SIS，均可以经通信服务器从ECS得到需要的原始数据或者经过处理、过滤的数据，集中体现了ECS的开放性。根据用户需求的不同，还可以裁减工作站的数量(例如最小的系统层设备仅配置1台工程师兼操作员站即可)，系统规模具有可伸缩性ＥＣＳ的功能继电保护

测量与控制事故分析

Web服务系统接口ECS系统---功能---继电保护按照分散分布的原则，6kV保护测控装置就地安装于开关柜内，完成被保护对象的所有保护功能。保护功能不依赖于通信网络，与测控功能独立。ECS系统---功能---测量与控制取消专用的各种测量表计，由测控装置完成有关模拟量、开关量的采集，在ECS主站上统一监视。考虑到厂用电系统的电能不参与计费，可以利用测控装置的内置电能测量功能，无需装调专用的电能表。6kV厂用电保护测控装置自带操作回路，具备防跳及跳合闸保持功能。保护跳闸与遥控跳闸分开，考虑到与旧的模式兼容，保留KKJ与TWJ串联给出事故总信号的告警方式。系统支持遥控，并在实时性上提供遥控时间小于600ms、遥信变位上送时间小于300ms的保证。ECS系统---功能---事故分析保护装置具备动作告警及故障录波功能，在ECS主站上可以调取保护动作后的录波数据以及各种事件顺序。ECS系统---功能---Web服务系统提供Web服务接口，得到授权的用户可以通过Internet访问系统的实时信息及统计信息。ECS系统---功能---系统接口具备与SIS、MIS、电力市场决策支持系统等的接口，为其他系统提供发电厂电气系统的详细信息快切装置快切装置的功能快切装置的原理快切装置的作用快切装置的功能检测、显示功能切换功能闭锁报警、故障处理及自检功能检测、显示功能在正常运行中，装置的液晶显示器中文显示所有实时数据和设置参数，并指示母线PT投入情况、工作、备用电源断路器分合闸位置，等开关状态，实时数据包括厂用母线三相电压、工作和备用电源电压的有效值，母线电压与备用电源电压的频差和相差值。可显示装置的自检状态，自检异常时发出信号。切换功能正常切换

事故切换

不正常切换

正常切换正常切换是指正常情况下进行的厂用电源切换。通过ECS/DCS系统、控制台开关或触摸屏操作手动起动装置，完成从工作电源到备用电源，或由备用电源到工作电源的双向切换。正常切换分为串联切换和并联切换两种方式。正常切换--串联切换

切换方式选择开关置于串联位置。手动起动装置，先跳开工作（备用）电源，然后合上备用（工作）电源。正常切换--并联切换切换方式选择开关置于并联位置。并联切换又分为自动和半自动两种情况。自动将选择开关置于“自动”位置。手动起动装置，经同期检定后，先合上备用（工作）电源，延时指定时间，确认合闸成功后，再自动跳开工作（备用）电源。半自动将选择开关置于“半自动”位置。手动起动装置，经同期检定后，只合上备用（工作）电源，而跳开工作（备用）电源的操作要由人工来完成。事故切换事故切换是指由于工作电源故障而引起的切换。它是单向的，只能由工作电源切至备用电源。事故切换分为串联切换和同时切换两种方式。事故切换-----串联切换切换方式选择开关置于串联位置。由反映工作电源故障的保护出口起动装置，先跳开工作电源，在确认工作电源已跳开后,合上备用电源。事故切换-----同时切换切换方式选择开关置于同时位置。由反映工作电源故障的保护出口起动装置发出工作电源跳闸命令，如此时同期条件满足，装置同时发出备用电源合闸命令。备用电源合闸命令也可经设置的延时后再发出，这样可以避免由于工作电源跳闸时间长于备用电源合闸时间，造成备用电源投在故障回路而跳闸，致使切换失败，事故范围扩大。不正常切换不正常切换是由母线非故障性低压引起的切换，它是单向的，只能由工作电源切换至备用电源。不正常切换分为以下两种情况：不正常切换----1不正常切换----2不正常切换--1母线三相电压持续低于设置值的时间超过所设定的延时，装置自动跳开工作电源，合上备用电源。低压切换也有串联和同时两种方式，它们的选择方法及切换过程和事故切换基本相同，由于工作电源断路器误跳，装置自动投入备用电源，不再发出跳工作开关的命令，以免引起不必要的失电。不正常切换—2所谓“误跳”是指在装置没有发跳闸命令的情况下，工作电源短路器跳开。这有两种可能：一种是工作电源断路器受控跳闸，另一种是真正意义的误动跳闸。为了避免误动作，误跳的检测加入了对工作电源电流的检测，只有电流降到了0.5A以下，才算真正误跳。闭锁报警、故障处理及自检功能保护闭锁断线报警故障报警装置自检保护闭锁为防止备用电源投入故障母线，可以将反映这一故障的保护（如母线差动保护、分支过流保护）出口，引入装置的“保护闭锁”入口。当这些保护动作时，装置就会立即关闭所有跳合闸出口，发出“保护闭锁”信号和“闭锁报警”接点信号。断线报警当母线电压的出现有效值最小的一相与最大的一相得比值小于0.6时，或一相或两相电压低于10％Un（额定值）时，装置判定为母线电压回路断线，发出“断线报警”接点信号。故障报警当装置中的直流电源、装置跳合闸出口以及断路器位置异常时，装置都将发出故障报警信号，具体故障原因可通过屏幕显示。断路器位置异常是指没有发生切换，而工作电源和备用电源断路器辅助接点均处于闭合状态，或均处于断开状态。装置自检装置自动巡检内部电路、CPU、EPROM、RAM以及所设参数，发现故障立即报警，并可显示或打印故障原因。当装置第一次上电，或发生自复位后也发出故障报警信号，在手动复位且不再存在异常情况时，清除报警和闭锁信号。快速切换的原理(图)快速切换的原理假设有图1所示的厂用电系统，工作电源由发电机端经厂用高压工作变压器引入，备用电源由电厂高压母线或由系统经起动／备用变引入。正常运行时，厂用母线由工作电源供电，当工作电源侧发生故障时，必须跳开工作电源开关IDL，此时厂用母线失电，由于厂用负荷多为异步电动机，电动机将惰行。母线电压为众多电动机的合成反馈电压，称其为残压，残压的频率和幅值将逐渐衰减。假定正常运行时工作电源与备用电源同相．其电压相量端点为A，则母线失电后残压相量端点将沿残压曲线由A向B方向移动，如能在A—B段内合上备用电源，则既能保证电动机安全，又不使电动机转速下降大多，这就是所谓的“快速切换’。

图示快切装置的作用快切装置的作用是在厂用电失电时迅速按规定程序控制备用电源断路器投入备用电源。ＵＰＳ不停电电源系统组成保护功能运行方式系统组成1#电力专用UPS主柜（1000×600×2260）2#旁路稳压柜（800×600×2260）3#馈电柜（800×600×2260）1#柜1#UPS主柜包括三相“交流输入”空开、“直流输入”空开、三相输入隔离变压器、整流装置、主电路功率模块及驱动、微处理器控制、输出隔离变压器、通讯接口板等。2#柜2#旁路稳压柜包括50KW旁路稳压柜。3#柜3#馈电柜包括“旁路输入”断路器、“交流输出”断路器、旁路隔离变压器、静态切换和手动维修旁路开关以及16个馈电支路等保护功能输出过载保护负载功率超过150%时，10秒将关断输出输出短路保护输出万一短路，逆变器将自动关闭输入接反保护输入逆变器的直流电压极性接反，逆变器将自动保护输入欠压保护输入直流电压低于180VDC时，直流异常指示灯亮过热保护机柜内部温度超过75℃时,输出将自动关闭运行方式正常状态

市电故障自动旁路维修旁路正常状态通常情况下，市电通过整流器给逆变器供直流电。逆变器重新产生一个与输入市电频率相位相同的正弦交流电输出给负载设备市电故障在市电故障的情况下,系统利用电池的储备能量，继续产生交流电力，确保不间断输出,在输出端将看不出有任何的中断或变化。在市电故障的情况下，逆变器将会在电池耗尽时停止输出。这时，UPS不能再提供电源了。逆变器电池供电的备用时间决定于电池容量和负载的大小。当市电重新恢复时，逆变器再次通过整流器供电自动旁路如果逆变器无法输出所需功率（由于过载、过热等原因），旁路开关将会自动接通，令负载由旁路提供电压（图）。若旁通是由于过载引起的动作，UPS需关机才能复位。若旁通是由于过热引起的动作，UPS将在温度低于报警点时跳回正常输出。如果发生严重过载或短路，旁路保护开关或熔断会由于保护UPS而断开。如果机器在旁路状态时市电故障，负载将会发生掉电。因此，如果UPS工作在过载状态，负载将得不到保护。关闭逆变器开关，再断开旁路输入空开，UPS系统将彻底关机。自动旁路(图)

维修旁路系统也可以通过后面板的手动维修旁路开关转到旁路状态。开关有两个位置：位置“Ⅰ”是“UPS供电”，位置“Ⅱ”是“维修旁路供电”状态：负载直接连到旁路市电。发电机并网并网的条件并网的操作同期合闸控制回路图并网的条件电压相等频率相等相位相等相序相等并网的条件1待并发电机的电压有效值Uf与电网的电压有效值U相等或接近相等，允许相差±5％的额定电压值。待并发电机的电压有效值Uf，与电网的电压有效值U之间的压差ΔU，若在允许范围内，所引起的无功冲击电流是允许的。否则ΔU越大，冲击电流越大，这个过程相当于发电机的突然短路。因此，必须调整两者间的电压，使其接近相等后才可并列。并网的条件2待并发电机的周波ff应与电网的周波f相等，但允许相差±0.05～0.1周/秒以内。若两者周波不等，则会产生有功冲击电流，其结果使发电机转速增加或减小，导致发电机轴产生振动。如果周波相差超出允许值而且较大，将导致转子磁极和定子磁极间的相对速度过大，相互之间不易拉住，容易失步。因此，在待并发电机并列时，必须调整周波至允许范围内。通常是将待并发电机的周波略调高于电网的周波，这样发电机容易拉入同步，并列后可立即带上部分负荷。并网的条件3待并发电机电压的相位与电网电压的相位相同，即相角相同。在发电机并列时，如果两个电压的相位不一致，由此而产生的冲击电流可能达到额定电流的20～30倍，所以是非常危险的。冲击电流可分解为有功分量和无功分量，有功电流的冲击不仅要加重汽轮机的负担，还有可能使汽轮机受到很大的机械应力，这样非但不能把待并发电机拉入同步，而且可能使其它并列运行的发电机失去同步。在采用准同期并列时，发电机的冲击电流很小。所以，一般应将相角差控制在10º以内，此时的冲击电流约为发电机额定电流的0.5倍。并网的条件4待并发电机电压的相序必须与电网电压的相序一致。(在安装过过程必须装好)并网的操作断路器双侧有电时断路器单侧有电时顺序控制并网的操作(断路器双侧有电时)合同期开关TK在“投入”位置。将手动准同期开关1STK转到“粗调”位置，调节发电机转速和电压，使组合式同期表的电压差表和频率差表为零。将同期闭锁开关STK转到“投”位置。将手动准同期开关1STK转到“细调”位置，同期表指针开始旋转。调发电机的转速，使同期表指针顺时针方向缓慢旋转，待指针靠近中线时，按下集中同期合闸按钮THA，使断路器合闸。将同期开关TK，自同期开关ZTK，手动准同期开关1STK复原。并网的操作(断路器单侧有电时)合同期开关TK在“投入”位置。将同期闭锁开关STK转到“退”位置。将手动准同期开关1STK转到“细调”位置。按下集中同期合闸按钮THA，或将控制开关KK旋到“合闸”位置，使断路器合闸。将同期开关TK，同期闭锁开关STK，手动准同期开关1STK复原。并网的顺序控制图同期合闸控制回路①同期开关TK在“投入”位置，则TK接点1、3和接点5、7接通。②手动准同期开关1STK在“细调”位置，则1STK接点25、27接通。③同期闭锁开关STK在“退”位置，则STK接点1、3接通。④控制开关KK在“分闸后”位置，则KK接点2、4接通。⑤控制开关KK在“合闸”位置，则KK接点5、8接通。图示同期合闸控制回路图

DEH，DCS相关内容DCS相关内容DEH相关内容DCS相关内容DCS系统的概念DCS系统的特点DCS系统的构成分散控制系统的运行维护的主要内容DCS系统的概念DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（DistributedControlSystem）。它的主要基础是4C技术，即计算机－Computer、控制－Control、通信－Communication和CRT显示技术。DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。DCS系统的特点是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。其功能特点是：通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。DCS系统的构成1)

其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。管理操作应用工作站包括工程师站、操作员站、历史数据站等各种功能服务a.

工程师站提供技术人员生成控制系统的人机接口，主要用于系统组态和维护，技术人员也可以通过工程师站对应用系统进行监视。b.

操作员总理提供技术人员与系统数据库的人机交互界面，用于监视可以完成数据的状态值显示和操作员对数据点的操作。c.

历史站保存整个系统的历史数据，供组态软件实现历史趋势显示、报表打印和事故追忆等功能。现场控制站用于现场信号的采集处理，控制策略的实现，并具有可靠的冗余保证、网络通信功能。通信网络连接分散控制系统的各个分布部分，完成数据、指令及其它信息的传递。为保证DCS可靠性，电源、通信网络、过程控制站都采用冗余配置。2)

分散控制系统的软件是由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信软件、组态软件和各种应用软件组成。3)

分散控制系统在结构上采用模块化设计方法，通过灵活组态，合理的配置，可以实现火电机组的模似量控制系统（MCS）、数据采集系统（DAS）、锅炉燃烧控制和炉膛安全系统（FSSS）、顺序控制系统（SCS）等功能。维护的主要内容包括系统在投运前应做好必要项目的检查，检查合格且一切准备就绪后系统上电，按照相关步骤启动系统，并验收系统各部分正常后，投入在线运行。系统正常运行后，做好日常维护工作，发现问题及时查明原因解决处理，并根据热控系统的运行工况决定热控设备的投入与退出。DEH相关内容DEH调节系统的组成

DEH调节系统的功能DEH调节系统对功率（转速）控制的原理DEH调节系统的组成1）电子控制器：主要包括数字计算机、混