珠江電廠#1機(jī)組電氣控制系統(tǒng)改造后效果交流
點(diǎn)擊次數(shù):3123 更新時間:2011-07-27
前言:
珠江電廠建于90年代初期,裝機(jī)4×300MW燃煤汽輪機(jī)組,*臺機(jī)組是93年3月份投入商業(yè)運(yùn)行。電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)選型及輔助設(shè)備的配置均是70年代初期的水平,一臺機(jī)組的電氣控制屏就有達(dá)五面之多,都是采用傳統(tǒng)的LW2系列控制開關(guān)、XD10/220V型光字牌與MK-9型位置指示器、電氣量測量設(shè)備也是電磁式與磁電式指示表、繼電保護(hù)裝置全部是許繼廠生產(chǎn)的電磁式整流型繼電器,這些設(shè)備安裝分散、外部接線相當(dāng)繁雜,運(yùn)行、檢修維護(hù)工作量較大。現(xiàn)在,科學(xué)技術(shù)發(fā)展變化日新月異,電力生產(chǎn)隨市場的需要在不斷的調(diào)整,面臨這嚴(yán)峻的形勢,我廠的電氣控制設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上市場變化的節(jié)奏,也不能適應(yīng)現(xiàn)代運(yùn)行方式變化的需要。所以,技術(shù)改造是提高設(shè)備自動化運(yùn)行水平的必經(jīng)之路。
在經(jīng)過半年(2001年6-12月)的調(diào)研,收集各廠家控制系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、指標(biāo)進(jìn)行比較,綜合均衡采用了上海新華控制工程有限公司開發(fā)生產(chǎn)的XDPS-400分散型控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)珠江電廠#1機(jī)組(機(jī)、爐、電設(shè)備)一體化控制。
一、電氣設(shè)備控制系統(tǒng)(ECS系統(tǒng))
1.ECS系統(tǒng)硬件組成:
1.1DPU及各I/O卡件柜(#33、#35柜)
1.2所有電氣設(shè)備I/O端子柜(#34、#36柜)
1.3輸出擴(kuò)展繼電器柜(#42柜)
2.ECS系統(tǒng)受控范圍:
2.1發(fā)電機(jī)-變壓器組單元電氣一次設(shè)備的控制、聯(lián)鎖、電氣測量的邏輯回路及保護(hù)有關(guān)出口信號。
2.2發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)設(shè)備的控制、聯(lián)鎖、電氣測量邏輯的回路及信號。
2.36KV系統(tǒng)配電設(shè)備及380V系統(tǒng)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)的控制、聯(lián)鎖、電氣測量回路及各設(shè)備保護(hù)有關(guān)出口信號。
2.405T啟/備變(220KV/6KV)及公用6KV系統(tǒng)備用分支配電設(shè)備的控制、聯(lián)鎖、電氣測量邏輯回路及保護(hù)有關(guān)出口信號。
3.ECS系統(tǒng)具備的功能:
3.1對所有參與改造的設(shè)備具備控制、聯(lián)鎖、各電氣參數(shù)的測量,并可在畫面上顯示各系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)、工況。
3.2發(fā)-變組及各配電設(shè)備事故、預(yù)告、保護(hù)動作后的報警,光字牌顯示、歷史站記錄、追憶打印。
3.3自動功能;
3.3.1發(fā)電機(jī)順控自動升壓自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)。
3.3.2發(fā)電機(jī)主、備勵之間自動切換操作。
3.3.3廠用電根據(jù)負(fù)荷自動切換(備用切本機(jī)、本機(jī)切備用)
二、組織施工
設(shè)備技術(shù)改造不同于新設(shè)備的安裝,它要充分、全面考慮改造中去、留設(shè)備的合理衍接,左右設(shè)備的施工運(yùn)行安全,還要嚴(yán)格控制改造設(shè)備的施工質(zhì)量與進(jìn)度,特別是在用電負(fù)荷成跳躍,增變的廣東,一臺300MW機(jī)組大修期一般是60天,要同步完成機(jī)、爐、電DCS改造,此任務(wù)比新安裝一臺(300MW)機(jī)組的控制設(shè)備工作量還要大三分之一以上。我廠檢修部的員工與領(lǐng)導(dǎo)們經(jīng)過多次對改造工作量的細(xì)化,人力資源合理組合使用,通過運(yùn)用科學(xué)的管理手段,使整過改造獲得了較好的效果。
2.1改造任務(wù)與工期分布
(注:由于改造中使用的電纜出現(xiàn)質(zhì)量問題,造成返工浪費(fèi)時間近20天,這段時間沒有統(tǒng)計(jì)到施工時間中去。)
設(shè)備安裝、接線的規(guī)范是調(diào)試質(zhì)量的基礎(chǔ),嚴(yán)格了安裝、接線中的工藝技術(shù)要求,能給調(diào)試帶來方便,減少彎路,縮短調(diào)試時間,提高了調(diào)試效率。
2.2靜態(tài)調(diào)試
由于電纜出現(xiàn)了質(zhì)量問題,耽誤了工作近20天,但調(diào)試工作并不因此在質(zhì)量上打折扣。在整個調(diào)試過程中,我們做到了認(rèn)真、仔細(xì)、全面。每一個邏輯回路的接線,接觸點(diǎn)要完好;對應(yīng)設(shè)備的輸入、輸出的信號顯示要正確;報警、音響、事故、預(yù)告光字牌及歷史追憶、打印要正常無誤,才算合格,允許進(jìn)入下一個設(shè)備的調(diào)試。由于我們調(diào)試的方法、工作時限、質(zhì)量要求明確,目標(biāo)設(shè)定適宜,人員安排合理,在上海新華控制有限公司技術(shù)專家們的指導(dǎo)配合下,ECS系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試工作進(jìn)行得比較全面,系統(tǒng)設(shè)備的各參數(shù)得到了深入論證,同時也驗(yàn)證了設(shè)備安裝、接線、工藝質(zhì)量的完好無誤。
2.3動態(tài)調(diào)試
動態(tài)調(diào)試就是模擬ECS系統(tǒng)設(shè)備在正常運(yùn)行的實(shí)際工況下的參數(shù)調(diào)試,所控制設(shè)備在試驗(yàn)位的(或在備用位)電流、電壓量都是從測量電流、電壓互感器二次側(cè)加對應(yīng)正常工況值,設(shè)備控制、聯(lián)鎖信號回路設(shè)備的控制、事故、預(yù)告信號回路都是直接模擬,開關(guān)聯(lián)鎖、備用電源自投、發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)等一些重要的回路都從電壓、電流互感器的*個輸出端子排上加模擬電壓、電流,再調(diào)節(jié)其電壓、電流幅值及相位滿足電氣設(shè)備在不同的運(yùn)行工況,觀看各設(shè)備開關(guān)對應(yīng)的運(yùn)行規(guī)律,是否符合設(shè)計(jì)邏輯要求,才能交付正式投入運(yùn)行。
三、ECS系統(tǒng)設(shè)備投運(yùn)及跟蹤
設(shè)備經(jīng)過靜、動態(tài)試驗(yàn)后,具體投運(yùn)條件,但在未經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行環(huán)境及各種工況變化的干擾與考驗(yàn),很可能會出現(xiàn)不安全的運(yùn)行情況。所以,運(yùn)行跟蹤調(diào)試、部份參數(shù)的修改是*必要的,也是工程上允許的。我們通過近一個月的運(yùn)行跟蹤,ECS中的絕大部分設(shè)備參數(shù)無需修改,只是極少參數(shù)由于調(diào)試中考慮不周,需稍稍加修改,如主變、廠高變溫度測量中的補(bǔ)償系數(shù),同期合閘的開關(guān)發(fā)合閘脈沖的允許時間,發(fā)電機(jī)升壓速度等。通過較少修改后,#1機(jī)組ECS系統(tǒng)現(xiàn)在運(yùn)行正常,各工況下的指示正確,*設(shè)計(jì)要求。
四、改造前、后比較:
4.1設(shè)備維護(hù)量大大減少。改造前是大量的機(jī)械控制開關(guān),接點(diǎn)、觸頭易錯位、表面氧化,造成接觸不良,特別是各設(shè)備的指示燈、燈座、燈泡、光字牌的過熱,每次停運(yùn)后阻絲收縮,燈座變形、燈泡絲斷等故障較多。
4.2邏輯回路可靠性增強(qiáng).。改造后取消了各回路中的中間繼電器,時間繼電器,邏輯采用軟件完成,減少了硬件故障的可能,所以,動作相對可靠多了。
4.3運(yùn)行設(shè)備直觀,一目了然。電氣設(shè)備的一次接線及運(yùn)行方式變化繁多,分布空間范圍廣;改造后按系統(tǒng)將電氣一次接線及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)對應(yīng)制成系統(tǒng)圖,系統(tǒng)圖之間又能相互切換,每進(jìn)入一系統(tǒng)圖后,一次設(shè)備的全部接線、開關(guān)狀態(tài)、電氣參數(shù)顯示一目了然,查找設(shè)備簡單又便于記憶。
4.4電氣參數(shù)測量準(zhǔn)確。機(jī)械指針式表計(jì),級別低(一般在1.5~2.0級),存在起、始誤差,而現(xiàn)在都是采用0.5級高精度變送器,變比準(zhǔn)確,三位半數(shù)字式顯示,大大提高了測量準(zhǔn)確性。
4.5操作簡單、可靠。LW2系列開關(guān)有六個檔位,控制一個設(shè)備要多個開關(guān)的組合操作才能完成,對操作順序非常嚴(yán)密,若錯位變化就會操作失敗。而改造后的設(shè)備,全部在CRT屏幕上顯示、操作,由軟件進(jìn)行邏輯閉鎖及操作提示,設(shè)備操作大為方便。
4.6提高了管理水平。電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)都是以瞬間指示為主,改造后各種電氣量數(shù)據(jù)都記錄入歷史數(shù)據(jù)。若電氣設(shè)備故障,運(yùn)行參數(shù)發(fā)生問題,*時間查閱歷史記錄,判斷故障的原因。同時還能按管理的需要制成各種參數(shù)一覽表格,定期打印上報,這樣就大大提高管理水平。
五、總結(jié)語:
#1機(jī)組通過二個月(2月1日-4月3日)的大修及DCS系統(tǒng)改造后,其控制系統(tǒng)面貌煥然一新,昔日的各種各樣的控制屏、開關(guān)、指示燈、指針式計(jì)表、信光字牌全部取消,代之以四臺21英寸顯示器,操作、指示、測量、音響事故、報警也全部在系統(tǒng)中完成;操作人員只需通過鼠標(biāo)即可方便地調(diào)整各設(shè)備的運(yùn)行工況,且速度快、調(diào)整平穩(wěn);而檢修、維護(hù)也只是每天查閱幾個重要設(shè)備參數(shù)的歷史記錄、DPU運(yùn)行指示、對應(yīng)畫面各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)的顯示,若設(shè)備出現(xiàn)異常,也會提前自檢報警,供維護(hù)人員及時處理。總之,通過這次改造后,設(shè)備的自動化水平及調(diào)節(jié)精度提高了,運(yùn)行、管理水平均上了個臺階,為我廠向*電廠邁進(jìn)打下了良好的基礎(chǔ),同時為今后其它機(jī)組的技改及新技術(shù)的應(yīng)用、開發(fā)起了個良好的開端。
珠江電廠建于90年代初期,裝機(jī)4×300MW燃煤汽輪機(jī)組,*臺機(jī)組是93年3月份投入商業(yè)運(yùn)行。電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)選型及輔助設(shè)備的配置均是70年代初期的水平,一臺機(jī)組的電氣控制屏就有達(dá)五面之多,都是采用傳統(tǒng)的LW2系列控制開關(guān)、XD10/220V型光字牌與MK-9型位置指示器、電氣量測量設(shè)備也是電磁式與磁電式指示表、繼電保護(hù)裝置全部是許繼廠生產(chǎn)的電磁式整流型繼電器,這些設(shè)備安裝分散、外部接線相當(dāng)繁雜,運(yùn)行、檢修維護(hù)工作量較大。現(xiàn)在,科學(xué)技術(shù)發(fā)展變化日新月異,電力生產(chǎn)隨市場的需要在不斷的調(diào)整,面臨這嚴(yán)峻的形勢,我廠的電氣控制設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上市場變化的節(jié)奏,也不能適應(yīng)現(xiàn)代運(yùn)行方式變化的需要。所以,技術(shù)改造是提高設(shè)備自動化運(yùn)行水平的必經(jīng)之路。
在經(jīng)過半年(2001年6-12月)的調(diào)研,收集各廠家控制系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、指標(biāo)進(jìn)行比較,綜合均衡采用了上海新華控制工程有限公司開發(fā)生產(chǎn)的XDPS-400分散型控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)珠江電廠#1機(jī)組(機(jī)、爐、電設(shè)備)一體化控制。
一、電氣設(shè)備控制系統(tǒng)(ECS系統(tǒng))
1.ECS系統(tǒng)硬件組成:
1.1DPU及各I/O卡件柜(#33、#35柜)
1.2所有電氣設(shè)備I/O端子柜(#34、#36柜)
1.3輸出擴(kuò)展繼電器柜(#42柜)
2.ECS系統(tǒng)受控范圍:
2.1發(fā)電機(jī)-變壓器組單元電氣一次設(shè)備的控制、聯(lián)鎖、電氣測量的邏輯回路及保護(hù)有關(guān)出口信號。
2.2發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)設(shè)備的控制、聯(lián)鎖、電氣測量邏輯的回路及信號。
2.36KV系統(tǒng)配電設(shè)備及380V系統(tǒng)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)的控制、聯(lián)鎖、電氣測量回路及各設(shè)備保護(hù)有關(guān)出口信號。
2.405T啟/備變(220KV/6KV)及公用6KV系統(tǒng)備用分支配電設(shè)備的控制、聯(lián)鎖、電氣測量邏輯回路及保護(hù)有關(guān)出口信號。
3.ECS系統(tǒng)具備的功能:
3.1對所有參與改造的設(shè)備具備控制、聯(lián)鎖、各電氣參數(shù)的測量,并可在畫面上顯示各系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)、工況。
3.2發(fā)-變組及各配電設(shè)備事故、預(yù)告、保護(hù)動作后的報警,光字牌顯示、歷史站記錄、追憶打印。
3.3自動功能;
3.3.1發(fā)電機(jī)順控自動升壓自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)。
3.3.2發(fā)電機(jī)主、備勵之間自動切換操作。
3.3.3廠用電根據(jù)負(fù)荷自動切換(備用切本機(jī)、本機(jī)切備用)
二、組織施工
設(shè)備技術(shù)改造不同于新設(shè)備的安裝,它要充分、全面考慮改造中去、留設(shè)備的合理衍接,左右設(shè)備的施工運(yùn)行安全,還要嚴(yán)格控制改造設(shè)備的施工質(zhì)量與進(jìn)度,特別是在用電負(fù)荷成跳躍,增變的廣東,一臺300MW機(jī)組大修期一般是60天,要同步完成機(jī)、爐、電DCS改造,此任務(wù)比新安裝一臺(300MW)機(jī)組的控制設(shè)備工作量還要大三分之一以上。我廠檢修部的員工與領(lǐng)導(dǎo)們經(jīng)過多次對改造工作量的細(xì)化,人力資源合理組合使用,通過運(yùn)用科學(xué)的管理手段,使整過改造獲得了較好的效果。
2.1改造任務(wù)與工期分布
(注:由于改造中使用的電纜出現(xiàn)質(zhì)量問題,造成返工浪費(fèi)時間近20天,這段時間沒有統(tǒng)計(jì)到施工時間中去。)
設(shè)備安裝、接線的規(guī)范是調(diào)試質(zhì)量的基礎(chǔ),嚴(yán)格了安裝、接線中的工藝技術(shù)要求,能給調(diào)試帶來方便,減少彎路,縮短調(diào)試時間,提高了調(diào)試效率。
2.2靜態(tài)調(diào)試
由于電纜出現(xiàn)了質(zhì)量問題,耽誤了工作近20天,但調(diào)試工作并不因此在質(zhì)量上打折扣。在整個調(diào)試過程中,我們做到了認(rèn)真、仔細(xì)、全面。每一個邏輯回路的接線,接觸點(diǎn)要完好;對應(yīng)設(shè)備的輸入、輸出的信號顯示要正確;報警、音響、事故、預(yù)告光字牌及歷史追憶、打印要正常無誤,才算合格,允許進(jìn)入下一個設(shè)備的調(diào)試。由于我們調(diào)試的方法、工作時限、質(zhì)量要求明確,目標(biāo)設(shè)定適宜,人員安排合理,在上海新華控制有限公司技術(shù)專家們的指導(dǎo)配合下,ECS系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試工作進(jìn)行得比較全面,系統(tǒng)設(shè)備的各參數(shù)得到了深入論證,同時也驗(yàn)證了設(shè)備安裝、接線、工藝質(zhì)量的完好無誤。
2.3動態(tài)調(diào)試
動態(tài)調(diào)試就是模擬ECS系統(tǒng)設(shè)備在正常運(yùn)行的實(shí)際工況下的參數(shù)調(diào)試,所控制設(shè)備在試驗(yàn)位的(或在備用位)電流、電壓量都是從測量電流、電壓互感器二次側(cè)加對應(yīng)正常工況值,設(shè)備控制、聯(lián)鎖信號回路設(shè)備的控制、事故、預(yù)告信號回路都是直接模擬,開關(guān)聯(lián)鎖、備用電源自投、發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)等一些重要的回路都從電壓、電流互感器的*個輸出端子排上加模擬電壓、電流,再調(diào)節(jié)其電壓、電流幅值及相位滿足電氣設(shè)備在不同的運(yùn)行工況,觀看各設(shè)備開關(guān)對應(yīng)的運(yùn)行規(guī)律,是否符合設(shè)計(jì)邏輯要求,才能交付正式投入運(yùn)行。
三、ECS系統(tǒng)設(shè)備投運(yùn)及跟蹤
設(shè)備經(jīng)過靜、動態(tài)試驗(yàn)后,具體投運(yùn)條件,但在未經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行環(huán)境及各種工況變化的干擾與考驗(yàn),很可能會出現(xiàn)不安全的運(yùn)行情況。所以,運(yùn)行跟蹤調(diào)試、部份參數(shù)的修改是*必要的,也是工程上允許的。我們通過近一個月的運(yùn)行跟蹤,ECS中的絕大部分設(shè)備參數(shù)無需修改,只是極少參數(shù)由于調(diào)試中考慮不周,需稍稍加修改,如主變、廠高變溫度測量中的補(bǔ)償系數(shù),同期合閘的開關(guān)發(fā)合閘脈沖的允許時間,發(fā)電機(jī)升壓速度等。通過較少修改后,#1機(jī)組ECS系統(tǒng)現(xiàn)在運(yùn)行正常,各工況下的指示正確,*設(shè)計(jì)要求。
四、改造前、后比較:
4.1設(shè)備維護(hù)量大大減少。改造前是大量的機(jī)械控制開關(guān),接點(diǎn)、觸頭易錯位、表面氧化,造成接觸不良,特別是各設(shè)備的指示燈、燈座、燈泡、光字牌的過熱,每次停運(yùn)后阻絲收縮,燈座變形、燈泡絲斷等故障較多。
4.2邏輯回路可靠性增強(qiáng).。改造后取消了各回路中的中間繼電器,時間繼電器,邏輯采用軟件完成,減少了硬件故障的可能,所以,動作相對可靠多了。
4.3運(yùn)行設(shè)備直觀,一目了然。電氣設(shè)備的一次接線及運(yùn)行方式變化繁多,分布空間范圍廣;改造后按系統(tǒng)將電氣一次接線及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)對應(yīng)制成系統(tǒng)圖,系統(tǒng)圖之間又能相互切換,每進(jìn)入一系統(tǒng)圖后,一次設(shè)備的全部接線、開關(guān)狀態(tài)、電氣參數(shù)顯示一目了然,查找設(shè)備簡單又便于記憶。
4.4電氣參數(shù)測量準(zhǔn)確。機(jī)械指針式表計(jì),級別低(一般在1.5~2.0級),存在起、始誤差,而現(xiàn)在都是采用0.5級高精度變送器,變比準(zhǔn)確,三位半數(shù)字式顯示,大大提高了測量準(zhǔn)確性。
4.5操作簡單、可靠。LW2系列開關(guān)有六個檔位,控制一個設(shè)備要多個開關(guān)的組合操作才能完成,對操作順序非常嚴(yán)密,若錯位變化就會操作失敗。而改造后的設(shè)備,全部在CRT屏幕上顯示、操作,由軟件進(jìn)行邏輯閉鎖及操作提示,設(shè)備操作大為方便。
4.6提高了管理水平。電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)都是以瞬間指示為主,改造后各種電氣量數(shù)據(jù)都記錄入歷史數(shù)據(jù)。若電氣設(shè)備故障,運(yùn)行參數(shù)發(fā)生問題,*時間查閱歷史記錄,判斷故障的原因。同時還能按管理的需要制成各種參數(shù)一覽表格,定期打印上報,這樣就大大提高管理水平。
五、總結(jié)語:
#1機(jī)組通過二個月(2月1日-4月3日)的大修及DCS系統(tǒng)改造后,其控制系統(tǒng)面貌煥然一新,昔日的各種各樣的控制屏、開關(guān)、指示燈、指針式計(jì)表、信光字牌全部取消,代之以四臺21英寸顯示器,操作、指示、測量、音響事故、報警也全部在系統(tǒng)中完成;操作人員只需通過鼠標(biāo)即可方便地調(diào)整各設(shè)備的運(yùn)行工況,且速度快、調(diào)整平穩(wěn);而檢修、維護(hù)也只是每天查閱幾個重要設(shè)備參數(shù)的歷史記錄、DPU運(yùn)行指示、對應(yīng)畫面各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)的顯示,若設(shè)備出現(xiàn)異常,也會提前自檢報警,供維護(hù)人員及時處理。總之,通過這次改造后,設(shè)備的自動化水平及調(diào)節(jié)精度提高了,運(yùn)行、管理水平均上了個臺階,為我廠向*電廠邁進(jìn)打下了良好的基礎(chǔ),同時為今后其它機(jī)組的技改及新技術(shù)的應(yīng)用、開發(fā)起了個良好的開端。