F15844(75MW)余热发电工程初步设计
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51 4.3.5.2 电气二次部分
4.3.5.2.1 直流和励磁系统
（1）本期余热机组在主厂房设一组220V蓄电池，对控制负荷和动力负荷合并供电。
直流系统包括：
－1组220V免维护铅酸蓄电池（C10＝700Ah）
－1台充电兼浮充电装置（充电模块采用N＋1备份）
－220V直流屏
蓄电池组正常时以浮充电方式运行。直流系统设置一套微机型集中监控装置，所有直流进出线开关状态、故障信号、直流母线电压、充电回路和蓄电池回路电流量均通过其通信接口上传DCS。
直流母线为单母线接线。供电方式为辐射型。
蓄电池组布置在蓄电池室内，直流屏采用高频开关电源装置，布置在直流屏室内，蓄电池室和直流屏室相邻布置在主厂房0米。
（2）发电机励磁系统由东方电机厂成套，采用自并励方式。由励磁调节柜、灭磁柜、整流柜、励磁保护柜和励磁变压器组成。起励电源为直流220V。
励磁屏柜及励磁变压器布置于发电机小室。
4.3.5.2.2 交流不停电电源（UPS）
本工程设置1套UPS用于向自动装置及仪表、DCS、和重要的电气设备供电。UPS装置为微机型，采用单相220V输出，容量为40kVA，直流电源由主厂房直流系统提供。UPS的主要状态及模拟量送入DCS进行监视。
UPS布置在主厂房直流屏室内。
4.3.5.2.3 电气控制，保护及安全自动装置 52 （1）控制、测量、信号、同期
本期余热机组在主厂房设集中控制室，下列电气元件将在集控室内进行控制：
－发电机变压器组及其励磁系统
－高压厂用工作电源及备用电源进线
－低压厂用工作变压器
电气系统的控制方式考虑两个方案：
方案一（DCS监控）：发变组、励磁系统及高低压厂用电源均纳入DCS监控，在集控室电气不再设置常规控制屏台，可根据运行的要求，单独设一台CRT或与热工合用，采用DCS软手操，保留必要的紧急停机按钮、灭磁按钮等后备硬手操手段。电气部分作为DCS的一个控制单元，电气的模拟量、开关量、脉冲量及所有的保护动作信号均送入DAS，故障及报警信号在CRT上监视。
方案二（常规控制）：发变组、励磁系统及高低压厂用电源采用常规的强电一对一控制方式，在集控室电气设发变组控制台、厂用电源及中央信号控制屏，电气系统主要的模拟量、开关量、脉冲量及主要的保护动作信号送入DAS，故障及报警信号采用微机型闪光报警器监视。
方案一的优点在于提高了电厂的自动化控制和管理水平，控制室的布置与热工专业协调一致，省掉了常规控制屏台，可以减少运行值班人员。缺点是DCS的I/O点数增加，根据目前的设计阶段初步统计：DI增加约120点，DO增加约60点。
方案二的优、缺点与方案一大致正好对立。
两种方案电气专业均有如下主要画面在CRT上显示：
电气主接线： 53 高压厂用电源接线；
低压厂用电源接线；
直流系统接线；
模拟量显示。
全厂在以下位置设置同期点：
－发电机变压器组出口110kV断路器
－高压厂用工作及备用电源进线断路器
对于控制方案一，设一套微机自动准同期装置，同步操作指令由DCS按照顺控步骤发出；对于方案二，设一套手动和一套自动准同期装置，在电气控制台上进行同步操作。
电气部分设置专门的故障录波器用于事故追忆和分析。
测量仪表按《电气测量仪表装置设计技术规程》配置。
为使电气控制与管理水平与热工专业协调一致，设计推荐方案一。
（2）保护
按现行规程配置保护。详见发变组保护配置接线图和发变组保护出口一览表。
发电机变压器组，高压厂用工作变保护采用微机型元件保护成套装置，元件保护设于电气继电器室内。
低压厂用工作变，6kV厂用电动机采用微机型综合保护装置，装设于6kV开关柜上。
（3）厂用电切换
高压厂用电源正常切换采用手动经同期切换，备用自投采用快速切换。切换装置采用微机型厂用电快速切换装置。
低压厂用电源备用自投采用先跳后合方式进行切换。 54 4.3.6 热力控制部分：
4.3.6.1 概述：
4.3.6.1.1 主系统概况：
（1）原则性热力系统：
本期（1×75MW）机组主蒸汽源来自四期改扩建工程2×142MW机组主厂房外供热母管。余热机组采用双管进汽、汽轮机采用1级非调节抽汽、凝结水升压后打入改扩建工程的低压除氧器中。
（2）循环水系统：
本期（1×75MW）机组采用带冷却塔的循环水供水系统。本期工程不建补给水系统。
4.3.6.1.2 热工自动化设计范围
本期工程中，热工自动化设计范围将包括对以下系统的监视、控制和保护：
（1）汽轮发电机组；
（2）循环水系统；
（3）本期工程火灾报警及控制部分。
4.3.6.2 热工自动化水平和控制室布置
4.3.6.2.1 热工自动化水平
（1）机组运行要求：
该机组在电网中带基本负荷运行，也可参与调峰运行，采用定压运行方式。
（2）热工自动化水平：
① 采用分散控制系统（DCS）对汽轮发电机组及其相应的主厂房内辅助系统进行集中监视和控制。DCS包括数据采集和处理系统（DAS），模拟量控制系统（MCS）和顺序控制系统（SCS）三部分。 55 在机组允许负荷变化范围内，各自动调节系统均能正常投入，并能实现汽轮发电机组子组级的顺序控制。
② 汽轮机数字控制系统（DEH）采用透平油纯电调控制系统对汽轮机进行启动、升速、并网、带负荷、正常运行、停机等全过程的控制。
③ 汽轮机安全监视系统（TSI）采用菲利浦MMS6000系统对汽轮发电机组轴系进行测量和监视。
④ 汽轮机危急跳闸系统（ETS）采用可编程控制器（PLC）完成汽轮机所有项目的跳闸控制。
⑤ 在机组集控室内运行人员可通过机组的DCS CRT/KB操作员站实现机组启/停运行的控制、正常运行的监视和调整以及机组运行异常与事故工况的处理。本期机组不考虑设常规指示表、常规报警光字牌等常规监视设备。
⑥ 本期机组循环水供水系统拟采用PLC进行车间集中控制。
⑦ 电气进DCS监控问题：电气进DCS监控的优点是：提高了电气的运行控制水平，集控室没有电气常规控制盘台，使整个集控室的布置协调一致；其缺点是运行管理与公司内其他机组不一致。按照电气量进DCS监视的I/O点数为140点，电气量进DCS监控的I/O点数为320点，即如果将电气控制纳入DCS则I/O点数将增加180点。经技术经济比较拟增加投资13～15万元，综合考虑推荐将本期机组的电气部分纳入DCS监控。
4.3.6.2.2 控制室布置：
（1）根据本期设计具体情况，本期机组集控室、工程师室、运行交接班室和热工工作间布置在汽机房运转层（12.6m）A－B排①－②柱内，热控电子设备间布置在汽机房6.3m层A－B排①－②柱 56 内。具体布置详见图F1871C－K01～K02。
（2）循环水泵房值班室布置在循环水泵房0m层A－C排①－②柱内，具体布置详见图F1871C－K03。
（3）汽机房运转层（12.6m）下电缆主要通道走向图见图F1871C－K04。汽机房6.3m下电缆主通道走向图见电气专业图纸F1871C－D16。
4.3.6.2.3 DCS的总体结构
本期机组分散控制系统（DCS）包括DAS、MCS、SCS三功能，按横向分组，纵向分级分层设计。DCS纵向分为机组管理级、功能控制级、基本控制级三层。
（1）机组管理级：
为机组的最高级，也是人机接口界面，运行人员通过这一级对整个机组进行管理和控制。它包括操作员工作站、工程师工作站、值长工作站、打印机等硬件及操作系统各种应用程序、诊断程序软件。
（2）功能控制级：
是机组管理级的下一级，各组之间相对独立又可相互通讯，每一组承担机组的一个局部系统的控制功能，能接受机组管理级的指令，又向基本控制级发指令，是承上启下的一级，它包括DAS、MCS、SCS。
（3）基本控制级：
是单一项目的控制手段，该级接受功能控制级指令或运行人员手动操作指令，其输出指令主要控制如下设备：
·电动机
·电动门
·执行机构 57 ·电磁阀
·风机
·电加热器
4.3.6.2.4 DCS的可靠性措施：
（1）重要控制回路的过程控制器1：1冗余；
（2）通讯总线1：1冗余；
（3）人机接口冗余；
（4）系统的自诊断功能；
（5）DCS满足下列总的故障原则：
（a）单一故障不会导致整个系统失败，
（b）单一故障仅解列部分自动控制系统，
（c）DCS故障解列时被控设备保持故障前状态或安全状态。
4.3.6.2.5 DCS技术指标：
（a）DCS可用率：99.9％，
（b）系统精度：输入信号：0.1％（高电平）；0.2％（低电平）；输出信号：0.25％；
（c）SOE分辨率：1ms；
（d）抗干扰能力：共模电压：250V；
共模抑制比：90dB；
串模电压：60V，50Hz；
串模抑制比：60dB；
（e）系统实时性和响应速度：
CRT画面对键盘操作指令的响应时间：一般画面不大于1S，复杂的模拟图画面不大于2S；
CRT上的数据刷新周期为1S； 58 从键盘发出操作指令到通道板输出和返回信号从通道板输入至CRT显示的总时间为2.5S（不包括执行器动作时间）；
控制器的工作周期：模拟量控制不大于0.25S；
开关量控制不大于0.1S；
（f）系统裕量：
控制器最忙时CPU负荷率不大于60％；
操作员站最忙时CPU负荷率不大于40％；
内部存贮器占有容量不大于50％；
外部存贮器占有容量不大于40％；
I/O模件的裕量：10～15％；
系统机柜插件槽裕量：10～15％；
电源负荷裕量：30～40％；
通讯总线的负荷率不大于30～40％。
4.3.6.3 热工自动化功能
本期机组热工自动化主要由热工检测监视系统、自动调节系统、顺序控制系统及保护和报警系统等组成。其功能分述如下：
4.3.6.3.1 热工检测监视系统：
它包括DCS的DAS和汽机TSI。
（1）DAS收集各种数据，对生产过程中的输入输出数据进行监视、显示、报警、记录和操作指导，并与控制系统及其它仪表和控制设备构成一个完整的协调一致的管理和控制中心。
DAS的主要功能有：
① 系统工况显示：
·单点显示；
·成组显示；
