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)：3519 更新時(shí)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?，F(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(dòng)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(lì)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(dòng)作后的報(bào)警，光字牌顯示、歷史站記錄、追憶打印。
3.3自動(dòng)功能；
3.3.1發(fā)電機(jī)順控自動(dòng)升壓自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)。
3.3.2發(fā)電機(jī)主、備勵(lì)之間自動(dòng)切換操作。
3.3.3廠用電根據(jù)負(fù)荷自動(dòng)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
?。ㄗⅲ河捎诟脑熘惺褂玫碾娎|出現(xiàn)質(zhì)量問題，造成返工浪費(fèi)時(shí)間近20天，這段時(shí)間沒有統(tǒng)計(jì)到施工時(shí)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(shí)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(gè)調(diào)試過程中，我們做到了認(rèn)真、仔細(xì)、全面。每一個(gè)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(bào)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(gè)設(shè)備的調(diào)試。由于我們調(diào)試的方法、工作時(shí)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(shí)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(dòng)態(tài)調(diào)試
動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(gè)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(shí)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(cuò)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(shí)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(dòng)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(gè)檔位，控制一個(gè)設(shè)備要多個(gè)開關(guān)的組合操作才能完成，對操作順序非常嚴(yán)密，若錯(cuò)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(shí)間查閱歷史記錄，判斷故障的原因。同時(shí)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(bào)，這樣就大大提高管理水平。
五、總結(jié)語：
#1機(jī)組通過二個(gè)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(bào)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(gè)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(bào)警，供維護(hù)人員及時(shí)處理?？傊?，通過這次改造后，設(shè)備的自動(dòng)化水平及調(diào)節(jié)精度提高了，運(yùn)行、管理水平均上了個(gè)臺階，為我廠向*電廠邁進(jìn)打下了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)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(gè)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?，F(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(dòng)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(lì)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(dòng)作后的報(bào)警，光字牌顯示、歷史站記錄、追憶打印。
3.3自動(dòng)功能；
3.3.1發(fā)電機(jī)順控自動(dòng)升壓自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)。
3.3.2發(fā)電機(jī)主、備勵(lì)之間自動(dòng)切換操作。
3.3.3廠用電根據(jù)負(fù)荷自動(dòng)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
?。ㄗⅲ河捎诟脑熘惺褂玫碾娎|出現(xiàn)質(zhì)量問題，造成返工浪費(fèi)時(shí)間近20天，這段時(shí)間沒有統(tǒng)計(jì)到施工時(shí)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(shí)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(gè)調(diào)試過程中，我們做到了認(rèn)真、仔細(xì)、全面。每一個(gè)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(bào)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(gè)設(shè)備的調(diào)試。由于我們調(diào)試的方法、工作時(shí)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(shí)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(dòng)態(tài)調(diào)試
動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(gè)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(shí)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(cuò)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(shí)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(dòng)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(gè)檔位，控制一個(gè)設(shè)備要多個(gè)開關(guān)的組合操作才能完成，對操作順序非常嚴(yán)密，若錯(cuò)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(shí)間查閱歷史記錄，判斷故障的原因。同時(shí)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(bào)，這樣就大大提高管理水平。
五、總結(jié)語：
#1機(jī)組通過二個(gè)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(bào)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(gè)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(bào)警，供維護(hù)人員及時(shí)處理?？傊?，通過這次改造后，設(shè)備的自動(dòng)化水平及調(diào)節(jié)精度提高了，運(yùn)行、管理水平均上了個(gè)臺階，為我廠向*電廠邁進(jìn)打下了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)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(gè)良好的開端。
