NZ6000 電廠電氣綜合自動化監控管理系統(ECMS)

系統簡介 :

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，電廠電氣自動化監控管理系統主要有四大內容：數據采集系統(DAS)、模擬量控制系統(MCS)、順序控制系統(SCS)、報警系統解決方案保護系統(APS)。

NZ6000電廠電氣綜合自動化監控管理系統是專用于發電廠網絡監控系統（NCS）、廠用電自動化系統（PECS）和發電廠電氣綜合自動化系統（發電廠電氣自動化的全面解決方案、ECS發展方向）等所有的發、配、輸、用電監控、保護和測控自動化產品，提供了各個容量等級的電廠電氣自動化的完整解決方案。該系統采用具有高可靠性的大型實時監控軟件平臺，利用基于TCP/IP的以太網通信技術來實現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系統完全開放，實現與DCS系統的全面接口，從而將發電廠電氣自動化系統完全融入DCS系統，徹底實現發電廠的機、爐、電監控一體化，大大提高了發電廠運行的自動化程度，該技術是發電廠自動化監控技術的發展趨勢。

系統接線:

     火電廠的電氣部分分為：廠用電部分、上網部分和發變機組。

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，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計應遵循如下原則：

（1）各機組的高壓廠用電系統應相對獨立，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，并使機組在短時內恢復運行。

（2）高壓廠用電系統應設有啟動/備用電源，該電源的設置方式根據機組容量的大小和它在系統中的重要性而異，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）各高壓廠用電系統的布置應留有充分的擴充余地，當規劃容量能夠預測時，在高壓公用系統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）由于大多數電廠均是一次設計分期建設，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。應盡量減少在數臺機組連續施工過程中多次停電改變接線和更換設備的機率。

一般小型電廠中，機爐的數量是不對應的，故在小容量機組的設計中，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都采用單母線接線。 

根據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控的方案設計是不同的。

在工程的應用中，可以將發電機變壓器組和廠用電源等電氣系統的控制都納入DCS監控，即從升壓站（不包括升壓站）至電廠側的所有主廠房內電氣系統均納入DCS監控，主要系統歸納為：

發變組系統；

發電機勵磁系統；

高壓廠用電源系統（包括廠用電源正常切換）；

低壓廠用電源系統；

高壓啟/備變電源系統；

柴油發電機組和保安電源（僅監視）；

直流系統和CPS系統（僅監視）；

自動同期系統（ASS）；

自動電壓調整裝置（AVR）；

廠用電快切系統。

電氣主要保護安全自動裝置因要求DCS實現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聯系密切的控制仍由硬接線方式來實現，其余量采用通訊方式連接到DCS系統，減少了大量DCS電氣硬件，取消了部分二次電纜，節省了電纜投資，可靠性高，提高了升電氣專業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：

發變組保護裝置；

故障錄波裝置。

主廠房外輔助系統的電氣系統如輸煤、化水、制氫、電除塵等暫時不納入DCS系統中。

系統組網方案

NZ6000 ECMS是我公司開發的專門適用于火電廠廠用電的電氣自動化監控管理系統。該系統通過計算機網絡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。該系統不僅實現了廠用電的綜合自動化，而且可以通過不同方式與DCS系統交換數據，向DCS系統完全開放，使NZ6000電氣自動化監控管理系統的功能成為DCS系統的一部分，從而實現了火電廠的機、爐、電監控一體化。 

根據客戶的不同需求，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、廠變的控制權由ECMS實現，這樣可以節省DCS的硬接線，甚至可以省略DCS系統中的ECS系統，這樣可以大大節省DCS的系統費用，這時推薦采用如下解決方案一。

在機組集控室設置ECMS操作員站，不與DCS通信；發電機－變壓器組、高低壓廠用電源等電氣設備的監視、控制和管理在ECMS實現；電動機的控制由DCS實現；電動機的監測管理信息進入ECMS。

此方案采用雙機雙網、雙冗余配置，根據不同應用場合和需求也可采用單機單網方式，系統網絡結構圖如下所示：

方案二

如果用戶僅希望ECMS作為一個監測管理系統，所有設備的控制均由DCS系統實現，則可以采用本方案。

在機組集控室或根據電廠要求設置ECMS監視管理站，不與DCS通信；發電機－變壓器組、高低壓廠用電源等電氣設備和電動機的監視和管理在ECMS實現，控制采用硬接線在DCS中實現。

此方案網絡結構可與方案一相同，也可以間隔層裝置采用單網，通訊服務器非冗余配置，系統網絡結構圖如下所示：

方案三

如用戶希望ECMS與DCS實現通信，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構，ECMS有多種方式實現與DCS的通信，包括以太網、串口等，可由用戶選擇。系統網絡結構圖如下所示：

系統配置

NZ6000 ECMS系統分為三層網絡，分別為站控層、通訊層、間隔層。

站控層包括監控操作員站、工程師站、轉發工作站、不間斷電源等，此外可選配與其它系統通信的通信單元，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，工業以太網交換機、光纖收發器、(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、UPS等智能裝置通信，負責規約及通信方式的轉換；

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以太網直接與站控層實現聯接，其它裝置通過通訊服務器轉換成100M以太網與站控層實現通訊。

保護測控單元包括：

NZ800系列發電機成套保護；

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等。