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NZ6000 電廠電氣綜合自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)(ECMS)
系統(tǒng)簡介 :
火電廠是一個(gè)大型、復(fù)雜、快速而又相當(dāng)精密的控制對象，火電廠許多電氣設(shè)備的響應(yīng)速度都是以毫秒級單位來計(jì)算的，對于火電廠運(yùn)行可靠性要求，用一個(gè)“高”字很難概括。目前，電廠電氣自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)主要有四大內(nèi)容：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)、報(bào)警系統(tǒng)解決方案保護(hù)系統(tǒng)(APS)。
NZ6000電廠電氣綜合自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)是專用于發(fā)電廠網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)（NCS）、廠用電自動(dòng)化系統(tǒng)（PECS）和發(fā)電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的全面解決方案、ECS發(fā)展方向）等所有的發(fā)、配、輸、用電監(jiān)控、保護(hù)和測控自動(dòng)化產(chǎn)品，提供了各個(gè)容量等級的電廠電氣自動(dòng)化的完整解決方案。該系統(tǒng)采用具有高可靠性的大型實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件平臺，利用基于TCP/IP的以太網(wǎng)通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)基于保護(hù)測控智能裝置的分層分布式綜合自動(dòng)化功能，并對DCS系統(tǒng)完全開放，實(shí)現(xiàn)與DCS系統(tǒng)的全面接口，從而將發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)完全融入DCS系統(tǒng)，徹底實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的機(jī)、爐、電監(jiān)控一體化，大大提高了發(fā)電廠運(yùn)行的自動(dòng)化程度，該技術(shù)是發(fā)電廠自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。
系統(tǒng)接線:
火電廠的電氣部分分為：廠用電部分、上網(wǎng)部分和發(fā)變機(jī)組。
廠用電按供電電壓分為高壓廠用電和低壓廠用電，其中高壓廠用電以6kV最為常見。而低壓廠用電又包括了交流廠用電和直流廠用電。當(dāng)負(fù)荷容量大于200kW時(shí)，一般接入高壓廠用電系統(tǒng)，對廠用電負(fù)荷的供電方式主要是由它在運(yùn)行中的重要性來決定的。
對高壓廠用電的接線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則：
（1）各機(jī)組的高壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)相對獨(dú)立，防止某一臺機(jī)組的廠用電母線故障時(shí)，不致影響其他機(jī)組的正常運(yùn)行。同時(shí)，由于事故被限制在一個(gè)較小的范圍，也便于事故處理，并使機(jī)組在短時(shí)內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。
（2）高壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有啟動(dòng)/備用電源，該電源的設(shè)置方式根據(jù)機(jī)組容量的大小和它在系統(tǒng)中的重要性而異，但必須是可靠的，以滿足機(jī)組在啟動(dòng)和停運(yùn)過程中的供電要求。
（3）各高壓廠用電系統(tǒng)的布置應(yīng)留有充分的擴(kuò)充余地，當(dāng)規(guī)劃容量能夠預(yù)測時(shí)，在高壓公用系統(tǒng)的容量上應(yīng)考慮足夠的裕度，以免在擴(kuò)建時(shí)造成不必要的重復(fù)性浪費(fèi)。
（4）由于大多數(shù)電廠均是一次設(shè)計(jì)分期建設(shè)，所以應(yīng)充分考慮在這種施工情況下的高壓廠用電系運(yùn)行方式。尤其是對公用負(fù)荷的供電，既要能保證已建成機(jī)組的運(yùn)行，也要考慮到在建機(jī)組建成后便于過渡。應(yīng)盡量減少在數(shù)臺機(jī)組連續(xù)施工過程中多次停電改變接線和更換設(shè)備的機(jī)率。
一般小型電廠中，機(jī)爐的數(shù)量是不對應(yīng)的，故在小容量機(jī)組的設(shè)計(jì)中，高壓廠用母線應(yīng)按爐分段，而隨著機(jī)組容量的加大，基本上是按機(jī)組分段。
高壓廠用母線分兩段的接線方式
a:采用雙繞組變壓器 b:采用分裂變壓器
高壓廠用母線的故障幾率極小，所以無論大小機(jī)組，絕大部分的高壓廠用電系統(tǒng)都采用單母線接線。
根據(jù)不同容量機(jī)組的廠用電接線方式和電氣控制特點(diǎn)的不同，對廠用電部分的保護(hù)監(jiān)控的方案設(shè)計(jì)是不同的。
在工程的應(yīng)用中，可以將發(fā)電機(jī)變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入DCS監(jiān)控，即從升壓站（不包括升壓站）至電廠側(cè)的所有主廠房內(nèi)電氣系統(tǒng)均納入DCS監(jiān)控，主要系統(tǒng)歸納為：
發(fā)變組系統(tǒng)；
發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)；
高壓廠用電源系統(tǒng)（包括廠用電源正常切換）；
低壓廠用電源系統(tǒng)；
高壓啟/備變電源系統(tǒng)；
柴油發(fā)電機(jī)組和保安電源（僅監(jiān)視）；
直流系統(tǒng)和CPS系統(tǒng)（僅監(jiān)視）；
自動(dòng)同期系統(tǒng)（ASS）；
自動(dòng)電壓調(diào)整裝置（AVR）；
廠用電快切系統(tǒng)。
電氣主要保護(hù)安全自動(dòng)裝置因要求DCS實(shí)現(xiàn)其功能目前尚有一定的難度，并且要增加相當(dāng)大的費(fèi)用，原則上不要求通過DCS實(shí)現(xiàn)其功能，仍保留其裝置，但它們與DCS之間要有硬接口或通訊接口。現(xiàn)時(shí)采用的主要方式是硬接口和通訊接口相配合的方式，一些與DCS聯(lián)系密切的控制仍由硬接線方式來實(shí)現(xiàn)，其余量采用通訊方式連接到DCS系統(tǒng)，減少了大量DCS電氣硬件，取消了部分二次電纜，節(jié)省了電纜投資，可靠性高，提高了升電氣專業(yè)的運(yùn)行水平和管理水平。
保留的保護(hù)和自動(dòng)專用裝置主要有：
發(fā)變組保護(hù)裝置；
故障錄波裝置。
主廠房外輔助系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)如輸煤、化水、制氫、電除塵等暫時(shí)不納入DCS系統(tǒng)中。
系統(tǒng)組網(wǎng)方案
NZ6000 ECMS是我公司開發(fā)的專門適用于火電廠廠用電的電氣自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將廠用電電氣部分的保護(hù)測控終端組成分層分布式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了廠用電的綜合自動(dòng)化，而且可以通過不同方式與DCS系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，向DCS系統(tǒng)完全開放，使NZ6000電氣自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能成為DCS系統(tǒng)的一部分，從而實(shí)現(xiàn)了火電廠的機(jī)、爐、電監(jiān)控一體化。
根據(jù)客戶的不同需求，我們采用以下幾種解決方案。
方案一
如果用戶希望將所有廠用電源、廠變的控制權(quán)由ECMS實(shí)現(xiàn)，這樣可以節(jié)省DCS的硬接線，甚至可以省略DCS系統(tǒng)中的ECS系統(tǒng)，這樣可以大大節(jié)省DCS的系統(tǒng)費(fèi)用，這時(shí)推薦采用如下解決方案一。
在機(jī)組集控室設(shè)置ECMS操作員站，不與DCS通信；發(fā)電機(jī)－變壓器組、高低壓廠用電源等電氣設(shè)備的監(jiān)視、控制和管理在ECMS實(shí)現(xiàn)；電動(dòng)機(jī)的控制由DCS實(shí)現(xiàn)；電動(dòng)機(jī)的監(jiān)測管理信息進(jìn)入ECMS。
此方案采用雙機(jī)雙網(wǎng)、雙冗余配置，根據(jù)不同應(yīng)用場合和需求也可采用單機(jī)單網(wǎng)方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示：
方案二
如果用戶僅希望ECMS作為一個(gè)監(jiān)測管理系統(tǒng)，所有設(shè)備的控制均由DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，則可以采用本方案。
在機(jī)組集控室或根據(jù)電廠要求設(shè)置ECMS監(jiān)視管理站，不與DCS通信；發(fā)電機(jī)－變壓器組、高低壓廠用電源等電氣設(shè)備和電動(dòng)機(jī)的監(jiān)視和管理在ECMS實(shí)現(xiàn)，控制采用硬接線在DCS中實(shí)現(xiàn)。
此方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可與方案一相同，也可以間隔層裝置采用單網(wǎng)，通訊服務(wù)器非冗余配置，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示：
方案三
如用戶希望ECMS與DCS實(shí)現(xiàn)通信，此時(shí)，DCS只保留必要的硬接線，其余信號由ECMS通過通信方式送入DCS，此時(shí)可以采用如下結(jié)構(gòu)，ECMS有多種方式實(shí)現(xiàn)與DCS的通信，包括以太網(wǎng)、串口等，可由用戶選擇。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示：
系統(tǒng)配置
NZ6000 ECMS系統(tǒng)分為三層網(wǎng)絡(luò)，分別為站控層、通訊層、間隔層。
站控層包括監(jiān)控操作員站、工程師站、轉(zhuǎn)發(fā)工作站、不間斷電源等，此外可選配與其它系統(tǒng)通信的通信單元，如五防工作站、視頻工作站、Web服務(wù)工作站等；
通訊層包括MGLJ系列通訊服務(wù)器，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖收發(fā)器、(超五類)屏蔽雙絞線、光纖等。通訊服務(wù)器主要負(fù)責(zé)與保護(hù)測控裝置、電能采集裝置、直流系統(tǒng)、UPS等智能裝置通信，負(fù)責(zé)規(guī)約及通信方式的轉(zhuǎn)換；
間隔層包含所有保護(hù)、測控裝置及其它智能裝置。高壓廠用電綜合保護(hù)裝置通過雙100M以太網(wǎng)直接與站控層實(shí)現(xiàn)聯(lián)接，其它裝置通過通訊服務(wù)器轉(zhuǎn)換成100M以太網(wǎng)與站控層實(shí)現(xiàn)通訊。
保護(hù)測控單元包括：
NZ800系列發(fā)電機(jī)成套保護(hù)；
NZ800系列變壓器成套保護(hù)；
NZ800系列線路(成套)、廠用分支、母線分段保護(hù)測控裝置；
NZ800系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)測控裝置；
NZ800系列電容器保護(hù)測控裝置；
NZ800系列電抗器保護(hù)測控裝置；
NZ800系列測控裝置；
NZ800系列電壓切換裝置；
NZ800備用電源快速切換裝置；
NZ800系列備用電源自投裝置
NZ800微機(jī)準(zhǔn)同期裝置；
GZDW系列智能直流電源系統(tǒng)等。 |
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