基于DCS 邏輯組態(tài)的6KV 電源開關(guān)快速切換研究

師淑英

（ 河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 唐山063611）

1 問題的提出

電廠一類負(fù)荷廠用電的切換在用快速切換裝置， 電源倒換不需要停電，而二、三類負(fù)荷按照設(shè)計規(guī)程未設(shè)計快速切換運行方式的自動裝置， 某電廠公用6KV 段所帶負(fù)荷屬二類負(fù)荷，即帶輸煤6KV 系統(tǒng)和化學(xué)水6KV 系統(tǒng)以及生產(chǎn)辦公、 通訊機房、 生活設(shè)施等。 按照設(shè)計規(guī)程不需設(shè)計快速切換運行方式的自動裝置，依靠人工切換。 運行中發(fā)現(xiàn)在倒換運行方式時，需停掉所帶輸煤、化水6KV 段及其380 電源系統(tǒng)的重要負(fù)荷，倒換停電需要2 個小時、操作煩瑣，且影響生產(chǎn)綜合樓和綜合服務(wù)樓用電，對生產(chǎn)辦公造成很大不利影響。 在公用6KV 段加裝自動切換裝置可以很好的實現(xiàn)以上的功能， 但是需要較高的投資，需要敷設(shè)大量電纜到控制室，二次回路改造量較大，并且開關(guān)室空間狹小，不便安裝自動切換裝置，目前電廠基本用DCS 分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)了自動控制， 研究利用DCS 系統(tǒng)的邏輯組態(tài)功能， 和電氣二次回路實現(xiàn)對開關(guān)的自動控制和快速切換。

2 基于DCS 邏輯組態(tài)的6KV 電源開關(guān)快速切換方案

2.1 公用6KV 段系統(tǒng)概況

公用6KV 段系統(tǒng)所帶負(fù)荷為輸煤、 化水6KV 和辦公室負(fù)荷：A 段工作電源開關(guān)LOBCA01（ 以下簡稱A01）由#1 高公變低壓側(cè)接引，B 段工作電源開關(guān)LOBCB01（ 以下簡稱B01）由#2高公變低壓側(cè)接引，A 段備用電源開關(guān)LOBCA02（ 以下簡稱A02）由啟備變低壓側(cè)A 分支接引，B 段備用電源開關(guān)LOBCB02（ 以下簡稱B02）由啟備變低壓側(cè)B 分支接引，在A 段電源與B段電源之間，有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，即：LOBCA03。 電源切換方式以A 段為例說明：即：方式一：停機時工作倒聯(lián)絡(luò)A01→A03;方式二： 停機時工作倒備用A01→A02； 方式三： 開機時聯(lián)絡(luò)倒 工 作 A03 →A01； 方式四： 開機時備用倒工作A02→A01；

公用6KV 段在進行相互切換時， 主要依靠的是實施人工操作方法， 在進行倒換操作前， 需先停所帶輸煤、化水6KV 段及其380V 電源系統(tǒng)的重要負(fù)荷， 倒換繁瑣， 停電時間每次平均大概在兩個小時以上，故應(yīng)加快解決6KV 電源開關(guān)快速切換這一問題。

2.2 解決方案的論證

在公用6KV 段加裝自動切換裝置可以很好的實現(xiàn)以上功能，但需要較高的投資，需敷設(shè)大量電纜到控制室，二次回路改造量大，并且開關(guān)室空間狹小，不便安裝自動切換裝置，此方案被否決。 電廠DCS 分散控制系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著電氣系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、保護、測量等任務(wù)，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)公用DCS 系統(tǒng)中原設(shè)計有公用段各6KV 開關(guān)的操作出口，可以利用其進行切換操作。 操作員在CRT 上選擇相應(yīng)的操作按鈕， 經(jīng)確認(rèn)后發(fā)出操作指令，系統(tǒng)同時發(fā)出應(yīng)合開關(guān)的合閘脈沖和應(yīng)跳開關(guān)的跳閘脈沖, 遠(yuǎn)程控制，操作人員在控制室即可完成切換操作。 經(jīng)過研究相關(guān)各開關(guān)的電氣操作回路（ 相關(guān)開關(guān)的合閘閉鎖回路如圖1 所示），發(fā)現(xiàn)利用它們之間的電氣閉鎖回路可以很好的解決該問題。 以A01→A03 操作為例，應(yīng)實現(xiàn)的操作是跳開A01，合入A03。 在A03 的合閘回路中串有A01 的常閉觸點，在A01 跳開后A03 的合閘回路才會接通，所以當(dāng)A01 的跳閘脈沖和A03 的合閘脈沖同時發(fā)出后，A01 先跳開，然后A03 合入，之間的時間間隔應(yīng)是開關(guān)固有動作時間和輔助觸點翻轉(zhuǎn)時間之和，應(yīng)不超過100ms。

為解決杜絕人為操作失誤這一關(guān)鍵問題，在DCS 系統(tǒng)中設(shè)置閉鎖邏輯， 如下面表1 所示，DCS 閉鎖邏輯不滿足，DCS 合閘指令將不出口。根據(jù)公用段閉鎖邏輯關(guān)系設(shè)計了6KV 公用段快切的DCS 設(shè)計邏輯圖和DCS 操作畫面， 依靠DCS 組態(tài)方式實現(xiàn)了電源開關(guān)的快速切換。

2.3 設(shè)計方案的實施和傳動試驗

方案制定后，利用機組檢修機會，在公用DCS 系統(tǒng)中增加6KV 公用段快切畫面和邏輯，進行了程序下裝，技術(shù)人員對相關(guān)切換操作進行了傳動試驗。 結(jié)果表明，在所有的切換方式下都能保證完成串聯(lián)切換，切換時間在80ms 左右。 具體測試結(jié)果如下：切換方式A01→A03（ 工作倒聯(lián)絡(luò)）：77.2 ms;A01→A02（ 停機時工作倒備用）：72.1 ms；A03→A01（ 開機時聯(lián)絡(luò)倒工作）72.6 ms；方式四：A02→A01（ 開機時備用倒工作）：76.6 ms。

3 基于DCS 邏輯組態(tài)的6KV 電源開關(guān)快速切換方案成果與經(jīng)濟效益分析

方案實施后，經(jīng)過傳動試驗，在所有的切換方式下都能保證完成串聯(lián)切換，切換時間在80ms 左右，結(jié)果表明這一方案是切實有效的，它能夠極大限度的提高6KV 公用系統(tǒng)運行方式倒換的工作效率， 目前這些工作僅需在控制室CRT 上進行一次操作，在短短幾秒鐘內(nèi)即可完成，該方案無需增加設(shè)備投資，無需進行設(shè)備和回路的改造，全部工作均在原有設(shè)備基礎(chǔ)上通過軟件升級來實現(xiàn)， 均有極高的經(jīng)濟性和實用性。 以每名運行工每年工資10 萬元計算，每年可以為公司節(jié)省20 萬元的工資支出，且減少停電時間，提高設(shè)備運行可靠性，可創(chuàng)造的間接經(jīng)濟效益會更多。

圖1 6KV 公用段電源開關(guān)合閘閉鎖回路圖

表1 公用段快切閉鎖邏輯

4 基于DCS 邏輯組態(tài)的6KV 電源開關(guān)快速切換方案的前景分析

基于DCS 組態(tài)的6KV 電源開關(guān)快速切換，全部改進工作均在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進行， 利用原有的DCS 操作端和6KV 開關(guān)控制回路，利用DCS 分散控制系統(tǒng)的強大編程能力，僅在DCS系統(tǒng)中用軟件方式實現(xiàn)公用段常見的四種快速切換操作，并且利用DCS 邏輯實現(xiàn)了防誤閉鎖。 基于DCS 組態(tài)的6KV 電源開關(guān)快速切換方案，提高了電廠的自動化控制水平，減輕了運行人員的工作強度， 提高了工作效率。 將此方案設(shè)計思路在電廠可用于380V 電源開關(guān)的倒換，將會為電廠節(jié)約改造成本，可同時減輕運行人員的勞動強度，提高機組的自動化水平。