NZ6000 電廠電氣綜合自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)(ECMS)

系統(tǒng)簡介 :

火電廠是一個大型、復雜、快速而又相當精密的控制對象，火電廠許多電氣設(shè)備的響應速度都是以毫秒級單位來計算的，對于火電廠運行可靠性要求，用一個“高”字很難概括。目前，電廠電氣自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)主要有四大內(nèi)容：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)、報警系統(tǒng)解決方案保護系統(tǒng)(APS)。

NZ6000電廠電氣綜合自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)是專用于發(fā)電廠網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)（NCS）、廠用電自動化系統(tǒng)（PECS）和發(fā)電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)（發(fā)電廠電氣自動化的全面解決方案、ECS發(fā)展方向）等所有的發(fā)、配、輸、用電監(jiān)控、保護和測控自動化產(chǎn)品，提供了各個容量等級的電廠電氣自動化的完整解決方案。該系統(tǒng)采用具有高可靠性的大型實時監(jiān)控軟件平臺，利用基于TCP/IP的以太網(wǎng)通信技術(shù)來實現(xiàn)基于保護測控智能裝置的分層分布式綜合自動化功能，并對DCS系統(tǒng)完全開放，實現(xiàn)與DCS系統(tǒng)的全面接口，從而將發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)完全融入DCS系統(tǒng)，徹底實現(xiàn)發(fā)電廠的機、爐、電監(jiān)控一體化，大大提高了發(fā)電廠運行的自動化程度，該技術(shù)是發(fā)電廠自動化監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。

系統(tǒng)接線:

     火電廠的電氣部分分為：廠用電部分、上網(wǎng)部分和發(fā)變機組。

廠用電按供電電壓分為高壓廠用電和低壓廠用電，其中高壓廠用電以6kV最為常見。而低壓廠用電又包括了交流廠用電和直流廠用電。當負荷容量大于200kW時，一般接入高壓廠用電系統(tǒng)，對廠用電負荷的供電方式主要是由它在運行中的重要性來決定的。

對高壓廠用電的接線設(shè)計應遵循如下原則：

（1）各機組的高壓廠用電系統(tǒng)應相對獨立，防止某一臺機組的廠用電母線故障時，不致影響其他機組的正常運行。同時，由于事故被限制在一個較小的范圍，也便于事故處理，并使機組在短時內(nèi)恢復運行。

（2）高壓廠用電系統(tǒng)應設(shè)有啟動/備用電源，該電源的設(shè)置方式根據(jù)機組容量的大小和它在系統(tǒng)中的重要性而異，但必須是可靠的，以滿足機組在啟動和停運過程中的供電要求。

（3）各高壓廠用電系統(tǒng)的布置應留有充分的擴充余地，當規(guī)劃容量能夠預測時，在高壓公用系統(tǒng)的容量上應考慮足夠的裕度，以免在擴建時造成不必要的重復性浪費。

（4）由于大多數(shù)電廠均是一次設(shè)計分期建設(shè)，所以應充分考慮在這種施工情況下的高壓廠用電系運行方式。尤其是對公用負荷的供電，既要能保證已建成機組的運行，也要考慮到在建機組建成后便于過渡。應盡量減少在數(shù)臺機組連續(xù)施工過程中多次停電改變接線和更換設(shè)備的機率。

一般小型電廠中，機爐的數(shù)量是不對應的，故在小容量機組的設(shè)計中，高壓廠用母線應按爐分段，而隨著機組容量的加大，基本上是按機組分段。

高壓廠用母線分兩段的接線方式

a:采用雙繞組變壓器 b:采用分裂變壓器

高壓廠用母線的故障幾率極小，所以無論大小機組，絕大部分的高壓廠用電系統(tǒng)都采用單母線接線。 

根據(jù)不同容量機組的廠用電接線方式和電氣控制特點的不同，對廠用電部分的保護監(jiān)控的方案設(shè)計是不同的。

在工程的應用中，可以將發(fā)電機變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入DCS監(jiān)控，即從升壓站（不包括升壓站）至電廠側(cè)的所有主廠房內(nèi)電氣系統(tǒng)均納入DCS監(jiān)控，主要系統(tǒng)歸納為：

發(fā)變組系統(tǒng)；

發(fā)電機勵磁系統(tǒng)；

高壓廠用電源系統(tǒng)（包括廠用電源正常切換）；

低壓廠用電源系統(tǒng)；

高壓啟/備變電源系統(tǒng)；

柴油發(fā)電機組和保安電源（僅監(jiān)視）；

直流系統(tǒng)和CPS系統(tǒng)（僅監(jiān)視）；

自動同期系統(tǒng)（ASS）；

自動電壓調(diào)整裝置（AVR）；

廠用電快切系統(tǒng)。

電氣主要保護安全自動裝置因要求DCS實現(xiàn)其功能目前尚有一定的難度，并且要增加相當大的費用，原則上不要求通過DCS實現(xiàn)其功能，仍保留其裝置，但它們與DCS之間要有硬接口或通訊接口。現(xiàn)時采用的主要方式是硬接口和通訊接口相配合的方式，一些與DCS聯(lián)系密切的控制仍由硬接線方式來實現(xiàn)，其余量采用通訊方式連接到DCS系統(tǒng)，減少了大量DCS電氣硬件，取消了部分二次電纜，節(jié)省了電纜投資，可靠性高，提高了升電氣專業(yè)的運行水平和管理水平。

保留的保護和自動專用裝置主要有：

發(fā)變組保護裝置；

故障錄波裝置。

主廠房外輔助系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)如輸煤、化水、制氫、電除塵等暫時不納入DCS系統(tǒng)中。

系統(tǒng)組網(wǎng)方案

NZ6000 ECMS是我公司開發(fā)的專門適用于火電廠廠用電的電氣自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過計算機網(wǎng)絡(luò)將廠用電電氣部分的保護測控終端組成分層分布式的綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了廠用電的綜合自動化，而且可以通過不同方式與DCS系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，向DCS系統(tǒng)完全開放，使NZ6000電氣自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能成為DCS系統(tǒng)的一部分，從而實現(xiàn)了火電廠的機、爐、電監(jiān)控一體化。 

根據(jù)客戶的不同需求，我們采用以下幾種解決方案。

方案一

如果用戶希望將所有廠用電源、廠變的控制權(quán)由ECMS實現(xiàn)，這樣可以節(jié)省DCS的硬接線，甚至可以省略DCS系統(tǒng)中的ECS系統(tǒng)，這樣可以大大節(jié)省DCS的系統(tǒng)費用，這時推薦采用如下解決方案一。

在機組集控室設(shè)置ECMS操作員站，不與DCS通信；發(fā)電機－變壓器組、高低壓廠用電源等電氣設(shè)備的監(jiān)視、控制和管理在ECMS實現(xiàn)；電動機的控制由DCS實現(xiàn)；電動機的監(jiān)測管理信息進入ECMS。

此方案采用雙機雙網(wǎng)、雙冗余配置，根據(jù)不同應用場合和需求也可采用單機單網(wǎng)方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示：

方案二

如果用戶僅希望ECMS作為一個監(jiān)測管理系統(tǒng)，所有設(shè)備的控制均由DCS系統(tǒng)實現(xiàn)，則可以采用本方案。

在機組集控室或根據(jù)電廠要求設(shè)置ECMS監(jiān)視管理站，不與DCS通信；發(fā)電機－變壓器組、高低壓廠用電源等電氣設(shè)備和電動機的監(jiān)視和管理在ECMS實現(xiàn)，控制采用硬接線在DCS中實現(xiàn)。

此方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可與方案一相同，也可以間隔層裝置采用單網(wǎng)，通訊服務器非冗余配置，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示：

方案三

如用戶希望ECMS與DCS實現(xiàn)通信，此時，DCS只保留必要的硬接線，其余信號由ECMS通過通信方式送入DCS，此時可以采用如下結(jié)構(gòu)，ECMS有多種方式實現(xiàn)與DCS的通信，包括以太網(wǎng)、串口等，可由用戶選擇。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示：

系統(tǒng)配置

NZ6000 ECMS系統(tǒng)分為三層網(wǎng)絡(luò)，分別為站控層、通訊層、間隔層。

站控層包括監(jiān)控操作員站、工程師站、轉(zhuǎn)發(fā)工作站、不間斷電源等，此外可選配與其它系統(tǒng)通信的通信單元，如五防工作站、視頻工作站、Web服務工作站等；

通訊層包括MGLJ系列通訊服務器，工業(yè)以太網(wǎng)交換機、光纖收發(fā)器、(超五類)屏蔽雙絞線、光纖等。通訊服務器主要負責與保護測控裝置、電能采集裝置、直流系統(tǒng)、UPS等智能裝置通信，負責規(guī)約及通信方式的轉(zhuǎn)換；

間隔層包含所有保護、測控裝置及其它智能裝置。高壓廠用電綜合保護裝置通過雙100M以太網(wǎng)直接與站控層實現(xiàn)聯(lián)接，其它裝置通過通訊服務器轉(zhuǎn)換成100M以太網(wǎng)與站控層實現(xiàn)通訊。

保護測控單元包括：

NZ800系列發(fā)電機成套保護；

NZ800系列變壓器成套保護；

NZ800系列線路(成套)、廠用分支、母線分段保護測控裝置；

NZ800系列電動機保護測控裝置；

NZ800系列電容器保護測控裝置；

NZ800系列電抗器保護測控裝置；

NZ800系列測控裝置；

NZ800系列電壓切換裝置；

NZ800備用電源快速切換裝置；

NZ800系列備用電源自投裝置

NZ800微機準同期裝置；

GZDW系列智能直流電源系統(tǒng)等。