在DCS中电气系统设备包括汽机电气设备问的端子柜、继电器柜和控制柜。端子柜用于电气量的采集和转接扩展;控制柜用于DPU中电气SCS逻辑的实现和OPU远方操作指令的处理,在DPU中用于电气开关控制的模件主要有开关量处理模件、变送器模拟量处理模件和开关量耦合模件,部分电气量采用有冗余的DPU模件,以提高重要开关操作和运行的安全性;继电器柜用于开关控制命令输出,继电器的接点输出可以保证强、弱电完全隔离。电气系统设备在DCS中的布置见图1。
2.2.2 电气设备的功能。
图1中,发变组及厂用电系统在DCS中,完成发变组出口开关控制,励磁开关控制和励磁调节器(AVR)调节通道选择及手动调节,发变组出口开关同期装置投入与推出,高、低压厂用配电装置电源开关控制,高压厂用电源快切装置手动切换和装置闭锁及复归,低压厂用变压器高、低压侧开关控制,高、低压电动机控制等。公用系统包括启动、备用变压器高压侧开关控制和有载调压操作,高、低压公用负荷(如循环水和输煤变压器)开关控制380V公用段和照明段电源开关控制等。二台机组的DCS都可以控制公用系统的开关,这样可以满足一台机组检修时不影响另一台机组的正常运行。二台机组都运行时,一台机组的DCS控制公用系统,另一台机组的DCS进行监视,并可以互换。
独立系统包括柴油发电机自启动、AVR自动调压、发变组出口开关同期装置电压频率调节、整流柜及UPS状态切换等。它们自动完成各自的逻辑,在CAC中交换数据格式后通过总线与OPU联接,用于DCS对这些系统远方监视。
2.3 电气数据的采集与显示
2.3.1 电气量的采集
发变组出口开关的合跳状态信号和非电量信号(如SF6泄漏、油泵故障)由升压站断路器控制箱送至DCS端子柜。高、低压厂用配电装置开关的合跳状态,保护动作信号由各配电装置的相应间隔保护装置发出至端子柜。
发电机励磁开关的合跳状态和AVR 装置故障(如启励故障、整流桥熔断器熔断等)由AVR 柜送出,AVR工作在自动通道时,装置所处的状态信号也由AVR随时送至DCS。
主变和高厂变温度、瓦斯等非电量信号和通风控制系统信号由变压器本体送至端子柜,启备变有载调压开关位置信号和启备变非电量信号由启备变本体送至端子柜。低厂变(干式变压器)温度数据由低厂变温控器送出。
发电机、主变、高厂变保护装置发出的发变组系统故障信号由汽机电子设备间的发变组保护柜送到端子柜。启备变保护装置发出的启备变故障信号由汽机电子设备间的启备变保护柜送出。
发变组出口开关同期装置的状态信号(同期合闸、装置失电或故障等)由同期装置屏送到端子柜高压厂用电源快切装置状态信号(切换完毕、装置故障等)由厂用快切装置屏送出。发变组故障录波器的装置自身故障信号(如装置异常或装置失电等)由录波器送出。直流系统的整流柜运行状态、蓄电池状况、直流母线故障信号和各负荷开关状态信号由直流配电装置送到端子柜。UPS系统的UPS机柜故障、逆变器运行等信号和各负荷开关状态信号由UPS机柜送到端子柜。
发电机模拟量数据如定子电流、电压、频率、功率和主变高压侧模拟量数据经变送器送至端-y:柜高、低压厂用配电装置,直流,UPS的母线电压、电流数据从各配电装置经变送器至DCS。高、低压电动机电流,有功功率(电度)分别由电动机电源开关柜(6kV配电装置、380V动力中心PC和电动机控制中心MCC)经变送器送出。
2.3.2 电气量的显示和控制
所有电气模拟量(电流、电压、功率、变压器温度等)和开关位置信号以及模拟量的设定值都通过DPU经总线系统送至OPU的监视器或大屏幕显示。监视器和大屏幕上的被控量通过颜色变化表示开关状态的改变以及模拟量是否超限,开关故障时故障信号接人OPU并打开二级窗口显示故障的详细内容。模拟量还可以用棒状图的形式显示,当前值和设定值用不同的颜色表示,以增加直观性。采集的电气模拟量可以在OPU内进行计算和统计分析并绘制曲线打印输出。所有电气开关的远方操作指令都是从0PU的大屏幕或监视器输出的,指令输出至DPU,由DPU的模件确认开关操作的其他条件是否满足,如果满足则把指令送给继电器柜,用串联到电气开关控制回路中的继电器动作接点实现开关远方合跳。
2.4 电气开关控制逻辑
DCS在发变组系统出口断路器和高、低压厂用配电装置电源断路器控制中主要用于替代传统的远方手动操作开关,开关远方合跳的各项条件判断通过程序在DCS中实现。
2.4.1 顺序控制
在电动机开关控制中,DCS除替代远方操作按钮外,更重要的是实现了SCS顺序控制。汽机和锅炉电动机属于SCS功能组或子功能组,其控制分为SCS软操作和就地按钮操作二种方式,其中软操作又可分为SCS程控操作和监视器手动操作。电动机控制及其联锁逻辑包括在SCS功能组中,通过程序实现,不设置传统用于完成电动机联锁的逻辑柜(继电器柜)。
2.4.2 断路器的DCS控制逻辑
图2,3是发变组出口断路器的DCS控制逻辑。
由图2,3可以看出,断路器远方控制分为手动和程控2种方式,手动控制相当于传统远方控制开关的功能。