厂用电监控系统ECMSWord格式.docx
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前置层设备即通讯子站层,主要由安装于电气继电器室的多串口通讯服务器即公用接口机和安装在各配电装置内的双冗余通讯管理单元组成。
具有数据处理及通讯功能,用以实现间隔层设备和站控层设备之间信息的“上传下发”,并监视和管理各测控单元等设备。
通讯管理单元与监控主站采用双冗余的光纤以太网连接,与间隔层设备可根据设备情况采用ProfiBus或工业以太网进行连接。
发电机变压器组保护装置、AVR、同期装置、故障录波、厂用电快速切换装置、柴油发电机组控制系统、直流系统以及UPS等,通过多串口通信服务器进行规约转换后与厂用电监控系统通信;
6kV综合保护测控单元通过双以太网与通讯管理单元进行连接;
380V断路器智能仪表和马达控制器通过单网ProfiBus现场总线与通讯管理单元连接。
通讯管理单元根据监控对象分散设置,分别布置于各机组电气继电器室、6kV配电室和380V配电室内。
间隔层负责各间隔就地监控,间隔层设备主要由6kV综合保护测控单元、380V断路器智能仪表、380V马达控制器及网络接口设备(由卖方供货)等组成。
间隔层测控单元通过双以太网或ProfiBus现场总线与通讯管理单元连接。
站控层网络采用以太网,双网配置,网络拓扑结构采用全交换星型网状拓扑,其网络通讯不小于100Mbps,站控层所有设备之间(包括通讯管理单元)通过以太网传输信息。
其中6kV配电装置通讯总线采用双以太网,380V配电装置采用Profibus。
在同一配电室或继电器室内的设备间通讯介质应根据现场条件,在保证通讯速率的前提下采用屏蔽五类线或光缆;
而站控层与间隔层之间及不在同一构筑物的间隔层之间的通讯介质采用光缆,为保证现场总线网络通讯速率满足系统实时性要求,总线通讯方式需采取特殊措施,保证重要信号如控制信号、报警信号等的实时性。
厂用电监控系统与DCS通讯采用双冗余以太网,通过接口计算机与DCS通讯高速公路接口:
传输供运行监视用的如电流、功率、电度、各种保护动作、控制回路断线、装置故障等监视和报警信号,以及少量的供顺控用的如选择开关位置、小车(或抽屉)位置、弹簧未储能等控制用信号。
对于厂用电监控系统采集的供电气系统分析管理的信息如各类保护整定值、故障时电流、电压波形等数据,送入厂用电监控系统的工程师站进行分析处理,不送入DCS,但可以通过独立的通讯接口送入SIS和MIS。
站控层的系统服务器采用网络通讯协议标准的TCP/IP协议与DCS通讯,反映全系统数据信息的实时数据库和历史数据库设置在站控层系统服务器内。
公用厂用电监控系统在站控层通过冗余网络交换机与单元机组厂用电监控系统连接,并通过软、硬件闭锁手段只能接受一台机组控制系统的操作。
2.8.3系统功能厂用电监控系统完成对发变组的监测、厂用电系统相关设备的监测、控制及向DCS等系统信息传送等各种功能:
2.8.3.1数据采集与处理
数据采集能通过现场(I/O)测控单元采集有关信息,检测出事件,故障,状态,变位信号及模拟量正常、越限信息等,进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理,实时更新数据库,其范围包括模拟量,数字量和脉冲量等。
1)模拟量包括电流、电压、有功、无功、频率、功率因数等电量和温度等非电量,采用交流采集方式,对不能实现交流采集的非电量可采用直流采集方式(如变压器温度等),并实现如下功能∶
a)定时采集:
按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、滤波、精度校验及数据库更新等。
b)越限报警:
按设置的限值对模拟量进行死区判别和越限报警,其报警信息应包括报警条文、参数值及报警时间等内容。
c)追忆记录:
对要求追忆的模拟量,能追忆记录事故前1分钟至事故后5分钟的采集数据。
2)数字量采集包括断路器,隔离开关以及接地刀闸的位置信号,保护动作信号、运行监视信号等,并实现如下功能:
a)定时采集:
按扫描周期定时采集输入量并进行光电隔离,状态检查及数据库更新等。
b)设备异常报警:
当状态发生变化时,进行设备异常报警,其报警信息应包括报警条文、事件性质及报警时间。
c)事件顺序记录(SOE)和操作记录:
对断路器位置信号、继电保护动作信号等需要快速反应的开关量,采用中断方式,并按其变位发生时间的先后顺序进行事件顺序记录。
3)脉冲量的采集包括有功电度和无功电度等,并实现如下功能:
能连续采集电度脉冲量,并能根据各回路PT、CT二次变比及脉冲电度表参数计算并转换为实际电度量进行累加,能对采集的电度量进行分时段和方向进行统计,当系统因故中断计量时,能进行人工置数以保证其电量累计的正确性,同时应有保护措施,不丢失原累积值,具有与相应模拟量平均值进行校核的功能。
2.8.3.2监视和报警能通过工程师站液晶显示器(TFT-LCD)对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视,画面调用采用键盘、鼠标或跟踪球。
a)监视能通过LCD对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视。
主要画面如下:
电气主接线图,包括显示设备运行状态、各主要电气量(电流、电压、频率、有功、无功)等的实时值厂用电系统接线图机组直流系统图机组交流不停电电源(UPS)系统图计算机监控系统运行工况图:
用图形方式及颜色变化显示出计算机监控系统的设备配置、连皖能马鞍山发电有限公司2³
660MW机组集控运行规程65接状态。
各种保护信息及报表二次保护配置图,反映各套保护投切情况、整定值等控制操作过程记录及报表事故追忆记录报告或曲线事故顺序记录报表操作某一设备时,能够自动推出画面。
趋势曲线图:
对指定测量值,按特定的周期采集数据,并予以保留。
保留范围30天,并可按运行人员选择的显示间隔和区间显示趋势曲线。
同时,画面上还给出测量值允许变化的最大、最小范围。
每幅图可按运行人员的要求显示某四个测量值的当前趋势曲线。
棒状图各种统计及功能报表,包括电量表、各种限值表、运行计划表、操作记录表、系统配置表、系统运行状况统计表、历史记录表和运行参数表等定时报表、日报表、月报表主要设备参数表b)报警当所采集的模拟量发生越限,数字量变位及计算机系统自诊断故障时应进行报警处理。
事故状态方式时,工程师工作站的LCD画面有相应的颜色改变并闪烁,同时有红色的报警条文,并可将报警信息发送至DCS。
报警方式应分为两种:
一种为事故报警,一种为预告报警,前者为非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号,后者为一般性设备变位,状态异常信号,模拟量越限,计算机监控系统的事件异常等。
事故报警和预告报警采用不同颜色,不同音响给以区别。
对重要模拟量越限或发生断路器跳闸等事故时,自动推出相关事故报警图面和提示信息,并自动启动事件记录打印机。
事故报警通过手动或自动方式确认,每次确认一次报警,自动确认时间可调。
报警确认后,声音、闪光停止,但报警信息仍保存。
对第一次事故报警发生阶段,若发生第二次报警,同样处理,不覆盖第一次。
报警装置可手动试验,试验阶段不丢失任何信息,不允许多个报警共用一个光字牌。
2.8.3.3控制和操作控制方式分为二种:
单元控制室控制(包括DCS控制及电气工程师工作站控制,工程师工作站控制方式仅在DCS未投入运行或检修调试时采用);
后备手动控制。
系统具有控制室控制/后备手动控制的切换功能,系统还具有控制的软压板投退功能。
a)单元控制室控制厂用电监控系统能根据操作员输入的命令实现断路器正常操作,电源切换操作和其66它必要的操作。
厂用电监控系统确保操作的合法性、合理性、安全性和正确性。
操作控制的执行结果应反馈到相关设备图上,其执行情况也能产生正常(或异常)执行报告,能显示及打印。
能实现操作出口的跳合闸闭锁,并发性操作闭锁及键盘操作时的权限闭锁,同时记录操作项目及时间等。
b)后备手动控制当厂用电监控系统站级控制层停运时,对厂用电源,可利用相应配电柜上操作设备进行控制;
对起备变低压侧断路器,可在电气继电器室内的测控单元上实现一对一的操作,出口应配置有压板。
c)操作功能操作功能包括:
状态显示功能,即操作人员可通过该功能了解系统的总体状态,查阅画面和报表并发送打印命令;
操作权限限制功能,即系统可设置不同操作权限和口令,以防止非法使用及误操作;
标牌功能,即系统可对监测对象加上反映其特征或内容的标牌,用于系统的画面显示和操作控制中;
信息提示功能,即当操作不正确时,显示出错误提示信息并提供联机帮助;
数据输入功能,即操作人员可在线输入数据,修改报表和编辑画面及参数数据;
操作记录功能,即操作记录将存储各种操作信息,在进行操作时激活操作记录功能,另外可打印输出操作记录。
操作正常执行或操作异常时均应产生控制操作报告。
正常执行的报告内容有:
操作前的控制目标、操作时间、操作内容,操作后的控制目标值等。
操作异常的报告内容有:
准备执行操作的时间和操作内容,引起操作异常的可能原因,是否需运行人员人工处理等。
另外,当控制功能被停止或起动时,也产生报告。
d)控制切换功能系统具有以下控制切换功能:
控制室/后备手动控制切换,任何时候只能允许有一种控制方式进行控制。
在同一时间内,可将站内各受控设备分别置于控制室或后备手动控制方式。
2.8.3.4人机接口及管理功能a)人机接口包括彩色屏幕显示器,功能键盘、汉字打印机。
它不但为运行人员提供对电厂厂用电系统监控的各种手段,而且具有对监控系统在线自诊断,投、退设备的功能,其实现的功能如下:
调画面、一览表、测点索引模拟量限值的修改对厂用电可控设备发出控制操作命令日期和时钟的设置测点的投退智能I/O模件、打印机等监控设备的投退
各种参数的设置报警确认和画面清闪b)管理功能管理功能能够通过站内网络实施,包括运行管理及数据库管理等。
运行管理功能包括:
设备管理、安全生产管理、运行记录管理等内容。
运行人员可通过键盘输入的交互方式进行编辑、修改、检索、更新、显示和打印各设备的工况报告,内容包括:
设备的运行、测试、接地、锁定等。
设备管理包括对设备数据(包括设备资料、参数和运行历史等),运行人员可以进行修改、检索、显示和打印;
电厂一、二次设备台帐及铭牌参数管理,并提供设备的检修周期管理(含设备的到期、预期提示)、检修记录、试验记录管理等。
运行记录管理包括运行日志管理、运行专项记录、运行工作记录、运行报表管理、班组活动记录管理、报表打印管理等。
2.8.3.5统计计算在线方式下,能按照数值变换和规定时间间隔不断处理和计算下述各项内容:
有功、无功,功率因数计算、功率总加电度量的累计,分时统计开关,保护动作次数的统计监控设备、无功装置投退率计算机组发电量统计计算(含日、月、年最大、最小值及出现时间)厂用电率发电成本发电机功率因素设备的使用寿命计算变压器负荷率及损耗统计主要设备运行小时数统计能按用户要求生成周、月、季、年或用户自定义的统计时间段的上述所有统计功能
2.8.3.6记录和制表打印报表分成正常打印和异常打印,启动方式分为定时启动,人工启动和事件驱动。
定时启动:
定时打印运行人员所需的各种报表,如按时、值、日、月报表打印等。
打印时间应可设定。
事件驱动:
自动随事件处理结果输出,包括:
系统设备运行状态变位;
测量值越限;
遥控操作记录;
系统操作记录;
遥信记录;
事件顺序记录,事件追忆记录。
召唤打印:
由运行人员通过人机界面召唤启动打印已存的报表。
2.8.3.7时钟同步68厂用电监控系统应设置卫星时钟同步接收系统,接受GPS系统提供的全球卫星定位系统GPS的标准授时信号,对厂用电监控系统等各有关智能设备的时钟进行校正。
4.2.2.8与继电保护装置、机组故障录波装置、直流系统、AVR、厂用电快切、微机自动准同期、UPS、DCS、SIS、MIS及发电厂报价系统等的接口功能。
2.8.4厂用电监控系统监控范围电气进入电气厂用电监控系统及DCS系统监测和控制的对象主要有:
发电机—变压器组其监测范围主要包括发电机—变压器组、发电机励磁系统以及同期装置等的保护动作信号、各设备的状态信号、异常运行信号以及各设备的主要电气参数等。
b)高压厂用工作及备用电源其监测对象主要包括高压厂用工作变压器及起动/备用变压器保护和自动装置的动作信号、各设备的的状态信号、异常运行信号以及各设备的主要电气参数等。
c)主厂房内低压厂用变压器主要对主厂房低压厂用变压器(包括汽机变、锅炉变、电除尘变、电除尘备用变、照明检修变、等离子点火变、公用变等)的保护装置动作信号、设备状态信号和有关电流、电度、温度等进行监测。
d)辅助车间低压厂用变压器对主厂房外辅助车间低压厂用变压器(包括化水变、循环水变、除灰变、厂前区变、脱硫变、输煤变等)保护装置动作信号、设备状态信号和有关电流、电度、温度等进行监测。
e)PC至MCC电源线对全厂内PC至MCC电源线的断路器的保护动作信号、设备状态信号进行监测。
f)单元程控电动机对单元机组程控电动机保护动作信号、设备状态信号及工作电流、电度等进行监测。
g)保安电源对保安电源系统各电源断路器和柴油发电机组的异常报警信号、保护动作信号和设备状态信号及主要电气参数进行监测,并可根据运行要求对保安电源系统各电源断路器的分、合及柴油发电机组的起停进行控制。
h)直流系统对直流系统的各设备运行状态和报警信号及系统的主要运行参数进行监测。
i)交流不停电电源等对交流不停电电源系统的各设备运行状态和报警信号及系统的主要运行参数进行监测。
为完成上述电气控制功能所必需的电气信息量包括:
模拟量有电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数、有功电能、无功电能等电量和温度等非电量;
开关量有断路器、皖能马鞍山发电有限公司2³
660MW机组集控运行规程69隔离开关以及接地开关的位置信号、继电保护装置动作及报警信号、运行监视信号及有载调压变压器分接头位置信号等。
上述信息均以通讯方式送厂用电监控系统,送DCS信号除部分重要信息采用硬接线外,其余均经厂用电监控系统以通讯方式送入。
2.8.4.2辅助车间电源开关控制如下:
全厂所有低压厂用变压器的6kV电源开关,全部在单元控制室DCS系统中集中控制。
(进入ECMS监测)主厂房内所有低压厂用变压器(包括汽机变、锅炉变、电除尘变、电除尘备用变、照明检修变、等离子点火变、公用变等)的0.4kV电源开关(包括变压器0.4kV侧断路器、PC分段断路器,PC至MCC的馈线断路器),全部在单元控制室DCS系统中集中控制,采用硬接线与通讯相结合的方式。
(进入ECMS监测)辅助车间低压厂用变压器(包括化水变、循环水变、除灰变、厂前区变等)的0.4kV电源开关(包括变压器0.4kV侧断路器、PC分段断路器,PC至MCC的馈线断路器),全部在单元控制室DCS系统中集中控制。
采用硬接线与通讯相结合的方式。
(进入ECMS监测)码头变的0.4kV侧电源开关,由于距离较远,信号进入就地PLC控制站,在单元控制室的辅控网控制。
灰场变10kV和400V侧电源开关,由于距离较远,在就地控制。
包括输煤变的0.4kV侧电源开关,在输煤程控中控制,并通过通讯方式接入厂用电监控系统。
脱硫岛的6kV电动机、低压电动机和低压厂用电系统在脱硫DCS系统中控制。
在脱硫岛设置一台通信管理机,对脱硫系统的厂用电进行监测。
码头的6kV电动机、低压电动机和低压厂用电系统在码头的输煤程控系统中控制。
脱硫系统中的6kV电动机的6kV电源开关在脱硫DCS系统中监测和控制。
(不进ECMS监测)输煤系统中的6kV电动机的6kV电源开关在输煤程控系统中控制。
2.8.4.3全厂电动机控制如下:
主厂房汽机、锅炉电动机进DCS监控,其它电气管理信号进ECMS监测。
辅助车间PC电动机进相应程控系统监控,电气管理信号进ECMS监测,辅助车间MCC电动机进相应程控系统监控,不进ECMS监测。
2.8.5设备配置方案站控层设备1)每台机组设服务器屏1面,包括服务器2套,显示器1台,磁盘阵列1套,集线器2个,含德国HSM公司MS系列工业以太网交换机2台,光纤转换器件、附件若干及其它外围设备;
全厂共2面服务器屏,分别布置于集控楼6.9米层各机组电气继电器室内。
2)每台机组设接口设备屏1面,包括接口计算机2套,显示器1台,光纤支架若干,根据需要配置测控装置及通信管理机数量;
全厂共2面接口设备屏,分别布置于集控楼7.5米层各机组电气继电器室内。
3)公用接口设备屏1面,含德国HSM公司RS20系列工业以太网交换机2台,以及光纤转换器件及附件若干,并根据需要配置测控装置及通信管理机数量;
全厂共1面公用接口设备屏,布置于集控楼6.9米层#2机电气继电器室内。
前置层设备用于与6kV和380V设备的通讯管理机的组屏原则为:
在主厂房6kV配电间1面/机,6kV配电间汽机PC及MCC段1面/机,电气继电器室、锅炉PC及MCC段、保安PC及MCC段、公用PC、电除尘PC段等1面/机,供气中心6kV公用段及输煤PC段1面,循环水泵房PC段、码头PC段、脱硫PC段及除灰PC段1面,全厂共计8面通讯管理机屏。
第九节网络监控系统(NCS)2.9.1系统概述网络计算机监控系统站控层操作员站布置在集控楼13.7米层控制室内;
工程师站、打印机等布置在集控楼6.9米层电气工程师站;
光纤接口柜;
系统服务器、网络交换机、通信接口装置等站控层网络设备及机组、起备变测控装置布置在集控楼6.9米层机组电气继电器室内;
220kV线路测控柜、220kV母线及公用测控柜、220kV发变组及起备变进线测控柜、220kV保护管理机、远动通信设备等布置于220kV网络继电器室内。
220kV系统保护与控制分开组屏。
系统采用分层分布式结构,系统结构采用“双层设备单层网”形式。
站控层网络应采用1000M/100M冗余光纤以太网。
站控层设备负责整个系统的集中监控,布置于集中控制室及电气工程师室内,由双重冗余配置的2台系统服务器、2台操作员工作站、1台继电保护兼工程师站、1台公用接口设备、2台打印机、4台网络交换机及网络接口设备等组成。
间隔层负责各间隔就地监控,间隔层设备主要由间隔测控单元及网络接口等设备组成,并应适用于安装在配电装置中的网络继电器室内运行。
网络计算机监控系统主网采用双光纤以太网结构,以太网的网络拓扑采用全交换星型网状拓扑,双网互为备用,其网络通信速率应满足系统实时性要求。
交换机至间隔层网络应不小于100M。
交换机至站控层各设备之间网络应不小于1000M,并与服务器的端口模式匹配,以保证数据吞吐速率。
每台测控装置都采用以太网接口,间隔层屏间的连接采用多模光纤或者五类线,网络继电器室到集控楼之间的冗余的网络连接应分别采用两根独立的光缆。
反映全厂网控系统数据信息的实时数据库和历史数据库设置在系统服务器内。
2.9.2系统功能监控系统完成对220kV升压站及发变组、起备变相关设备的监测、控制及远动信息传送等各种功能,还具备实现电厂侧自动发电控制(AGC)功能。
2.9.2.1数据采集与处理皖能马鞍山发电有限公司2³
660MW机组集控运行规程71数据采集能通过现场(I/O)测控单元采集有关信息,检测出事件,故障,状态,变位信号及模拟量正常,越限信息等,进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理,实时更新数据库,其范围包括模拟量,数字量和脉冲量等。
1)模拟量包括电流、电压、有功、无功、频率、功率因数等电量和温度等非电量,卖方采用交流采集方式,对不能实现交流采集的非电量可采用直流采集方式(如变压器温度等),并实现如下功能∶a)定时采集:
按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、滤波、精度校验及数据库更新等。
b)越限报警:
按设置的限值对模拟量进行死区判别和越限报警,其报警信息应包括报警条文、参数值及报警时间等内容。
对要求追忆的模拟量,应能追忆记录事故前1分钟至事故后5分钟的采集数据。
2)数字量采集包括断路器,隔离开关以及接地刀闸的位置信号,保护动作信号、运行监视信号等,并实现如下功能:
a)定时采集:
按扫描周期定时采集输入量并进行光电隔离,状态检查及数据库更新等。
当状态发生变化时,应进行设备异常报警,其报警信息应包括报警条文、事件性质及报警时间。
c)事件顺序记录(SOE)和操作记录:
对断路器位置信号、继电保护动作信号等需要快速反应的开关量应采用中断方式,并按其变位发生时间的先后顺序进行事件顺序记录。
3)脉冲量的采集包括有功电度和无功电度等,并实现如下功能:
应能连续采集电度脉冲量,并能根据各回路PT、CT二次变比及脉冲电度表参数计算并转换为实际电度量进行累加,应能对采集的电度量进行分时段和方向进行统计,当系统因故中断计量时,应能进行人工置数保证其电量累计的正确性,同时应有保护措施,不丢失原累积值,具有与相应模拟量平均值进行校核的功能,穿越潮流功率的电度量应分别统计。
2.9.2.2监视和报警能通过LCD对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视,画面调用采用键盘或鼠标。
1)监视能通过LCD对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视。
a)电气主接线图,包括显示设备运行状态、潮流方向、各主要电气量(电流、电压、频率、有功、无功)等的实时值b)直流系统图c)交流不停电电源(UPS)系统图72d)计算机监控系统运行工况图:
用图形方式及颜色变化显示出计算机监控系统的设备配置、连接状态。
e)各种保护信息及报表f)二次保护配置图,反映各套保护投切情况、整定值等g)控制操作过程记录及报表h)事故追忆记录报告或曲线i)事故顺序记录报表j)操作指导及操作票、典型事故处理指导及典型事故处理画面k)操作某一设备时,能够自动推出画面。
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