1、電氣部分電氣部分電學習內容電學習內容主要內容主要內容lECS系統l快切裝置l不停電電源l發電機并網lDEH，DCS相關內容ECS系統系統l的構成l的功能的構成的構成l間隔層l通信層l系統層l圖示系統的構成系統的構成(圖圖) 系統系統-構成構成-間隔層間隔層 間隔層不僅包括6kV廠用電系統的綜合保護和400V配電系統的智能保護，還包括機組保護系統、直流系統、AVR系統等。其中數量最多、最重要的是6kV廠用電系統的綜合保護裝置。考慮到ECS采用全數字式遙控，必須采用一定的手段保證綜合保護裝置與DCS的快速信息交換，因此，綜合保護裝置采用雙10Mbit/s工業以太網作為通信網絡，在抗干擾要求比較高的

2、環境下還可以直接采用光纖通信。雖然綜合保護裝置為保護、測控一體化裝置，但保護、測控功能獨立，保護功能不信賴于通信網絡。 系統系統-構成構成-通信層通信層l通信層是間隔層和系統層之間的適配層，并負責與DCS接口。通信層一般由若干功能明確的通信管理機組成，這此通信管理機通過l0Mbit.s-1/100Mbit. 自適應交換機接入ECS層，同時與DCS可采用一對一的通信方式，把DCS關心的實時數據整理出來，發送給DCS;另外，還可以接受DCS下發的控制命令，實現對電動機、線路等對象開關的遙控操作。根據DCS開放性的不同，通信管理機還可以以其他方式(例如總線式)接入DCS。考慮到網絡通信的抗干擾能力和

3、高速率、高可靠性，通信層各通信子站(即通信處理機)到系統層之間均采用光纖通信方式。 系統系統-構成構成-系統層系統層l系統層是發電廠電氣設備監視、測量、控制、管理的中心，是整個ECS的核心。CSPA2000系統層采用冗余的100Mbit/s以太網為主干網，設置ECS主服務器、工程師站、五防工作站、管理信息系統(MIS)通信服務器、監控信息系統(SIS)通信服務器、DCS通信服務器等。無論是DCS、MIS、廠級SIS，均可以經通信服務器從ECS得到需要的原始數據或者經過處理、過濾的數據，集中體現了ECS的開放性。根據用戶需求的不同，還可以裁減工作站的數量(例如最小的系統層設備僅配置1臺工程師兼操

4、作員站即可)，系統規模具有可伸縮性 的功能的功能l繼電保護 l測量與控制 l事故分析 lWeb服務 l系統接口 ECS系統系統-功能功能-繼電保護繼電保護l按照分散分布的原則，6kV保護測控裝置就地安裝于開關柜內，完成被保護對象的所有保護功能。保護功能不依賴于通信網絡，與測控功能獨立。 ECS系統系統-功能功能-測量與控制測量與控制l取消專用的各種測量表計，由測控裝置完成有關模擬量、開關量的采集，在ECS主站上統一監視。考慮到廠用電系統的電能不參與計費，可以利用測控裝置的內置電能測量功能，無需裝調專用的電能表。6kV廠用電保護測控裝置自帶操作回路，具備防跳及跳合閘保持功能。保護跳閘與遙控跳閘分

5、開，考慮到與舊的模式兼容，保留KKJ與TWJ串聯給出事故總信號的告警方式。系統支持遙控，并在實時性上提供遙控時間小于600ms、遙信變位上送時間小于300ms的保證。 ECS系統系統-功能功能-事故分析事故分析l保護裝置具備動作告警及故障錄波功能，在ECS主站上可以調取保護動作后的錄波數據以及各種事件順序。ECS系統系統-功能功能-Web服務服務l系統提供Web服務接口，得到授權的用戶可以通過Internet訪問系統的實時信息及統計信息。 ECS系統系統-功能功能-系統接口系統接口l具備與SIS、MIS、電力市場決策支持系統等的接口，為其他系統提供發電廠電氣系統的詳細信息快切裝置快切裝置l快切

6、裝置的功能 l快切裝置的原理l快切裝置的作用快切裝置的功能快切裝置的功能l檢測、顯示功能 l切換功能l閉鎖報警、故障處理及自檢功能檢測、顯示功能檢測、顯示功能l在正常運行中，裝置的液晶顯示器中文顯示所有實時數據和設置參數，并指示母線 PT 投入情況、工作、備用電源斷路器分合閘位置，等開關狀態，實時數據包括廠用母線三相電壓、工作和備用電源電壓的有效值，母線電壓與備用電源電壓的頻差和相差值。可顯示裝置的自檢狀態，自檢異常時發出信號。切換功能切換功能l正常切換正常切換 l事故切換事故切換 l不正常切換不正常切換 正常切換l正常切換是指正常情況下進行的廠用電源切換。通過 ECS/DCS 系統、控制臺開

7、關或觸摸屏操作手動起動裝置，完成從工作電源到備用電源，或由備用電源到工作電源的雙向切換。正常切換分為串聯切換和并聯切換兩種方式。 正常切換-串聯切換 l切換方式選擇開關置于串聯位置。手動起動裝置，先跳開工作（備用）電源，然后合上備用（工作）電源。 正常切換-并聯切換并聯切換 l切換方式選擇開關置于并聯位置。并聯切換又分為自動和半自動兩種情況。l自動 將選擇開關置于“自動”位置。手動起動裝置，經同期檢定后，先合上備用（工作）電源，延時指定時間，確認合閘成功后，再自動跳開工作（備用）電源。l半自動 將選擇開關置于“半自動”位置。手動起動裝置，經同期檢定后，只合上備用（工作）電源，而跳開工作（備用）

8、電源的操作要由人工來完成。 事故切換事故切換 l事故切換是指由于工作電源故障而引起的切換。它是單向的，只能由工作電源切至備用電源。事故切換分為串聯切換和同時切換兩種方式。 事故切換事故切換-串聯切換串聯切換 l切換方式選擇開關置于串聯位置。由反映工作電源故障的保護出口起動裝置，先跳開工作電源，在確認工作電源已跳開后,合上備用電源。 事故切換事故切換-同時切換同時切換 l切換方式選擇開關置于同時位置。由反映工作電源故障的保護出口起動裝置發出工作電源跳閘命令，如此時同期條件滿足，裝置同時發出備用電源合閘命令。備用電源合閘命令也可經設置的延時后再發出，這樣可以避免由于工作電源跳閘時間長于備用電源合閘

9、時間，造成備用電源投在故障回路而跳閘，致使切換失敗，事故范圍擴大。 不正常切換不正常切換 l不正常切換是由母線非故障性低壓引起的切換，它是單向的，只能由工作電源切換至備用電源。不正常切換分為以下兩種情況：l不正常切換-1l不正常切換-2 不正常切換不正常切換-1l母線三相電壓持續低于設置值的時間超過所設定的延時，裝置自動跳開工作電源，合上備用電源。低壓切換也有串聯和同時兩種方式，它們的選擇方法及切換過程和事故切換基本相同，由于工作電源斷路器誤跳，裝置自動投入備用電源，不再發出跳工作開關的命令，以免引起不必要的失電。 不正常切換不正常切換2l所謂“誤跳”是指在裝置沒有發跳閘命令的情況下，工作電源

10、短路器跳開。這有兩種可能：一種是工作電源斷路器受控跳閘，另一種是真正意義的誤動跳閘。 為了避免誤動作，誤跳的檢測加入了對工作電源電流的檢測，只有電流降到了 0.5A 以下，才算真正誤跳。 閉鎖報警、故障處理及自檢功能閉鎖報警、故障處理及自檢功能 l保護閉鎖 l斷線報警 l故障報警 l裝置自檢 保護閉鎖保護閉鎖l為防止備用電源投入故障母線，可以將反映這一故障的保護（如母線差動保護、分支過流保護）出口，引入裝置的“保護閉鎖”入口。當這些保護動作時，裝置就會立即關閉所有跳合閘出口，發出“保護閉鎖”信號和“閉鎖報警”接點信號。 斷線報警斷線報警l當母線電壓的出現有效值最小的一相與最大的一相得比值小于

11、0.6 時，或一相或兩相電壓低于 10Un（額定值）時，裝置判定為母線電壓回路斷線，發出“斷線報警”接點信號。故障報警故障報警l當裝置中的直流電源、裝置跳合閘出口以及斷路器位置異常時，裝置都將發出故障報警信號，具體故障原因可通過屏幕顯示。 斷路器位置異常是指沒有發生切換，而工作電源和備用電源斷路器輔助接點均處于閉合狀態，或均處于斷開狀態。 裝置自檢裝置自檢l裝置自動巡檢內部電路、CPU、EPROM、RAM 以及所設參數，發現故障立即報警，并可顯示或打印故障原因。當裝置第一次上電，或發生自復位后也發出故障報警信號，在手動復位且不再存在異常情況時，清除報警和閉鎖信號。 快速切換的原理快速切換的原理

12、(圖圖) 快速切換的原理快速切換的原理l假設有圖 1 所示的廠用電系統，工作電源由發電機端經廠用高壓工作變壓器引入，備用電源由電廠高壓母線或由系統經起動備用變引入。正常運行時，廠用母線由工作電源供電，當工作電源側發生故障時，必須跳開工作電源開關 IDL，此時廠用母線失電，由于廠用負荷多為異步電動機，電動機將惰行。母線電壓為眾多電動機的合成反饋電壓，稱其為殘壓，殘壓的頻率和幅值將逐漸衰減。假定正常運行時工作電源與備用電源同相其電壓相量端點為A，則母線失電后殘壓相量端點將沿殘壓曲線由 A 向 B 方向移動，如能在 AB 段內合上備用電源，則既能保證電動機安全，又不使電動機轉速下降大多，這就是所謂的

13、“快速切換。 圖示快切裝置的作用快切裝置的作用l快切裝置的作用是在廠用電失電時迅速按規定程序控制備用電源斷路器投入備用電源 。不停電電源不停電電源l系統組成 l保護功能 l運行方式系統組成系統組成l1#電力專用UPS主柜（10006002260）l2#旁路穩壓柜（8006002260）l3#饋電柜（8006002260）1#柜柜l1#UPS主柜包括三相“交流輸入”空開、“直流輸入”空開、三相輸入隔離變壓器、整流裝置、主電路功率模塊及驅動、微處理器控制、輸出隔離變壓器、通訊接口板等。2#柜柜l2#旁路穩壓柜包括50KW旁路穩壓柜。 3#柜柜l3#饋電柜包括“旁路輸入”斷路器、“交流輸出”斷路器、

14、旁路隔離變壓器、靜態切換和手動維修旁路開關以及16個饋電支路等 保護功能保護功能l輸出過載保護 負載功率超過150%時，10秒將關斷輸出 l輸出短路保護 輸出萬一短路，逆變器將自動關閉 l輸入接反保護 輸入逆變器的直流電壓極性接反，逆變器將自動保護 l輸入欠壓保護 輸入直流電壓低于180VDC時，直流異常指示燈亮 l過熱保護機柜內部溫度超過75時,輸出將自動關閉 運行方式運行方式l正常狀態 l市電故障 l自動旁路 l維修旁路 正常狀態正常狀態l通常情況下，市電通過整流器給逆變器供直流電。逆變器重新產生一個與輸入市電頻率相位相同的正弦交流電輸出給負載設備 市電故障市電故障l在市電故障的情況下,系

15、統利用電池的儲備能量，繼續產生交流電力，確保不間斷輸出,在輸出端將看不出有任何的中斷或變化。在市電故障的情況下，逆變器將會在電池耗盡時停止輸出。這時，UPS不能再提供電源了。逆變器電池供電的備用時間決定于電池容量和負載的大小。 當市電重新恢復時，逆變器再次通過整流器供電 自動旁路自動旁路l如果逆變器無法輸出所需功率（由于過載、過熱等原因），旁路開關將會自動接通，令負載由旁路提供電壓（圖）。若旁通是由于過載引起的動作，UPS需關機才能復位。若旁通是由于過熱引起的動作，UPS將在溫度低于報警點時跳回正常輸出。l如果發生嚴重過載或短路，旁路保護開關或熔斷會由于保護UPS而斷開。l如果機器在旁路狀態時

16、市電故障，負載將會發生掉電。因此，如果UPS工作在過載狀態，負載將得不到保護。l關閉逆變器開關，再斷開旁路輸入空開，UPS系統將徹底關機。自動旁路自動旁路(圖圖) 維修旁路維修旁路l系統也可以通過后面板的手動維修旁路開關轉到旁路狀態。開關有兩個位置：位置“”是“UPS供電”，位置“”是“維修旁路供電”狀態：負載直接連到旁路市電。發電機并網發電機并網l并網的條件l并網的操作l同期合閘控制回路圖 并網的條件并網的條件l電壓相等l頻率相等l相位相等l相序相等并網的條件并網的條件1l待并發電機的電壓有效值Uf與電網的電壓有效值U相等或接近相等，允許相差5的額定電壓值。待并發電機的電壓有效值Uf，與電網

17、的電壓有效值U之間的壓差U，若在允許范圍內，所引起的無功沖擊電流是允許的。否則U越大，沖擊電流越大，這個過程相當于發電機的突然短路。因此，必須調整兩者間的電壓，使其接近相等后才可并列。 并網的條件并網的條件2l待并發電機的周波ff應與電網的周波f相等，但允許相差0.050.1周/秒以內。若兩者周波不等，則會產生有功沖擊電流，其結果使發電機轉速增加或減小，導致發電機軸產生振動。如果周波相差超出允許值而且較大，將導致轉子磁極和定子磁極間的相對速度過大，相互之間不易拉住，容易失步。因此，在待并發電機并列時，必須調整周波至允許范圍內。通常是將待并發電機的周波略調高于電網的周波，這樣發電機容易拉入同步，

18、并列后可立即帶上部分負荷。 并網的條件并網的條件3l待并發電機電壓的相位與電網電壓的相位相同，即相角相同。在發電機并列時，如果兩個電壓的相位不一致，由此而產生的沖擊電流可能達到額定電流的2030倍，所以是非常危險的。沖擊電流可分解為有功分量和無功分量，有功電流的沖擊不僅要加重汽輪機的負擔，還有可能使汽輪機受到很大的機械應力，這樣非但不能把待并發電機拉入同步，而且可能使其它并列運行的發電機失去同步。在采用準同期并列時，發電機的沖擊電流很小。所以，一般應將相角差控制在10以內，此時的沖擊電流約為發電機額定電流的0.5倍。 并網的條件并網的條件4l待并發電機電壓的相序必須與電網電壓的相序一致。 (在

19、安裝過過程必須裝好)并網的操作并網的操作l斷路器雙側有電時l斷路器單側有電時l順序控制并網的操作并網的操作(斷路器雙側有電時斷路器雙側有電時) l合同期開關TK在“投入”位置。l將手動準同期開關1STK轉到“粗調”位置，調節發電機轉速和電壓，使組合式同期表的電壓差表和頻率差表為零。l將同期閉鎖開關STK轉到“投”位置。l將手動準同期開關1STK轉到“細調”位置，同期表指針開始旋轉。l調發電機的轉速，使同期表指針順時針方向緩慢旋轉，待指針靠近中線時，按下集中同期合閘按鈕THA，使斷路器合閘。l將同期開關TK，自同期開關ZTK，手動準同期開關1STK復原。并網的操作并網的操作(斷路器單側有電時斷路

20、器單側有電時 )l合同期開關TK在“投入”位置。l將同期閉鎖開關STK轉到“退”位置。l將手動準同期開關1STK轉到“細調”位置。l按下集中同期合閘按鈕THA，或將控制開關KK旋到“合閘”位置，使斷路器合閘。l將同期開關TK，同期閉鎖開關STK，手動準同期開關1STK復原。 并網的順序控制并網的順序控制l圖同期合閘控制回路同期合閘控制回路l 同期開關TK在“投入”位置，則TK接點1、3和接點5、7接通。l 手動準同期開關1STK在“細調”位置，則1STK接點25、27接通。l 同期閉鎖開關STK在“退”位置，則STK接點1、3接通。l 控制開關KK在“分閘后”位置，則KK接點2、4接通。l 控

21、制開關KK在“合閘”位置，則KK接點5、8接通。l圖示同期合閘控制回路圖同期合閘控制回路圖 DEH，DCS相關內容相關內容lDCS相關內容lDEH相關內容DCS相關內容相關內容lDCS系統的概念lDCS系統的特點lDCS系統的構成 l分散控制系統的運行維護的主要內容 DCS系統的概念系統的概念lDCS即集散型控制系統，又稱分布式控制系統（Distributed Control System）。它的主要基礎是4C技術，即計算機Computer、控制 Control、通信Communication和CRT顯示技術。DCS系統通過某種通信網絡將分布在工業現場附近的現場控制站和控制中心的操作員站及工程

22、師站等連接起來，以完成對現場生產設備的分散控制和集中操作管理。 DCS系統的特點系統的特點l是計算機技術對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技術。其功能特點是：通用性強、系統組態靈活、控制功能完善、數據處理方便、顯示操作集中、人機界面友好、安裝簡單規范化、調試方便、運行安全可靠等 。DCS系統的構成系統的構成l1) 其硬件設備由管理操作應用工作站、現場控制站和通信網絡組成。l管理操作應用工作站包括工程師站、操作員站、歷史數據站等各種功能服務la. 工程師站提供技術人員生成控制系統的人機接口，主要用于系統組態和維護，技術人員也可以通過工程師站對應用系統進行監視。lb. 操作

23、員總理提供技術人員與系統數據庫的人機交互界面，用于監視可以完成數據的狀態值顯示和操作員對數據點的操作。lc. 歷史站保存整個系統的歷史數據，供組態軟件實現歷史趨勢顯示、報表打印和事故追憶等功能。l現場控制站用于現場信號的采集處理，控制策略的實現，并具有可靠的冗余保證、網絡通信功能。l通信網絡連接分散控制系統的各個分布部分，完成數據、指令及其它信息的傳遞。為保證DCS可靠性，電源、通信網絡、過程控制站都采用冗余配置。l2) 分散控制系統的軟件是由實時多任務操作系統、數據庫管理系統、數據通信軟件、組態軟件和各種應用軟件組成。l3) 分散控制系統在結構上采用模塊化設計方法，通過靈活組態，合理的配置，可以實現火電機組的模似量控制系統（MCS）、數據采集系統（DAS）、鍋爐燃燒控制和爐膛安全系統（FSSS）、順序控制系統（SCS）等功能。 維護的主要內容維護的主要內容l包括系統在投運前應做好必要項目的檢查，檢查合格且一切準備就緒后系統上電，按照相關步驟啟動系統，并驗收系統各部分正常后，投入在線運行。系統正常運行后，做好日常維護工作，發現問題及時查明原因解決處理，并根據熱控系統的運行工況決定熱控設備的投入與退出。DEH相關內容相關內容lDEH調節系統的組成調節系統的組成 lDEH調節系統的功能調節系統的功能lDEH調節系統對功率（轉速）控制的原理調節系統對功率（轉速）控制