NZ6000 电厂电气综合自动化监控管理系统(ECMS)

系统简介 :

火电厂是一个大型、复杂、快速而又相当精密的控制对象，火电厂许多电气设备的响应速度都是以毫秒级单位来计算的，对于火电厂运行可靠性要求，用一个“高”字很难概括。目前，电厂电气自动化监控管理系统主要有四大内容：数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、报警系统解决方案保护系统(APS)。

NZ6000电厂电气综合自动化监控管理系统是专用于发电厂网络监控系统（NCS）、厂用电自动化系统（PECS）和发电厂电气综合自动化系统（发电厂电气自动化的全面解决方案、ECS发展方向）等所有的发、配、输、用电监控、保护和测控自动化产品，提供了各个容量等级的电厂电气自动化的完整解决方案。该系统采用具有高可靠性的大型实时监控软件平台，利用基于TCP/IP的以太网通信技术来实现基于保护测控智能装置的分层分布式综合自动化功能，并对DCS系统完全开放，实现与DCS系统的全面接口，从而将发电厂电气自动化系统完全融入DCS系统，彻底实现发电厂的机、炉、电监控一体化，大大提高了发电厂运行的自动化程度，该技术是发电厂自动化监控技术的发展趋势。

系统接线:

     火电厂的电气部分分为：厂用电部分、上网部分和发变机组。

厂用电按供电电压分为高压厂用电和低压厂用电，其中高压厂用电以6kV最为常见。而低压厂用电又包括了交流厂用电和直流厂用电。当负荷容量大于200kW时，一般接入高压厂用电系统，对厂用电负荷的供电方式主要是由它在运行中的重要性来决定的。

对高压厂用电的接线设计应遵循如下原则：

（1）各机组的高压厂用电系统应相对独立，防止某一台机组的厂用电母线故障时，不致影响其他机组的正常运行。同时，由于事故被限制在一个较小的范围，也便于事故处理，并使机组在短时内恢复运行。

（2）高压厂用电系统应设有启动/备用电源，该电源的设置方式根据机组容量的大小和它在系统中的重要性而异，但必须是可靠的，以满足机组在启动和停运过程中的供电要求。

（3）各高压厂用电系统的布置应留有充分的扩充余地，当规划容量能够预测时，在高压公用系统的容量上应考虑足够的裕度，以免在扩建时造成不必要的重复性浪费。

（4）由于大多数电厂均是一次设计分期建设，所以应充分考虑在这种施工情况下的高压厂用电系运行方式。尤其是对公用负荷的供电，既要能保证已建成机组的运行，也要考虑到在建机组建成后便于过渡。应尽量减少在数台机组连续施工过程中多次停电改变接线和更换设备的机率。

一般小型电厂中，机炉的数量是不对应的，故在小容量机组的设计中，高压厂用母线应按炉分段，而随着机组容量的加大，基本上是按机组分段。

高压厂用母线分两段的接线方式

a:采用双绕组变压器 b:采用分裂变压器

高压厂用母线的故障几率极小，所以无论大小机组，绝大部分的高压厂用电系统都采用单母线接线。 

根据不同容量机组的厂用电接线方式和电气控制特点的不同，对厂用电部分的保护监控的方案设计是不同的。

在工程的应用中，可以将发电机变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入DCS监控，即从升压站（不包括升压站）至电厂侧的所有主厂房内电气系统均纳入DCS监控，主要系统归纳为：

发变组系统；

发电机励磁系统；

高压厂用电源系统（包括厂用电源正常切换）；

低压厂用电源系统；

高压启/备变电源系统；

柴油发电机组和保安电源（仅监视）；

直流系统和CPS系统（仅监视）；

自动同期系统（ASS）；

自动电压调整装置（AVR）；

厂用电快切系统。

电气主要保护安全自动装置因要求DCS实现其功能目前尚有一定的难度，并且要增加相当大的费用，原则上不要求通过DCS实现其功能，仍保留其装置，但它们与DCS之间要有硬接口或通讯接口。现时采用的主要方式是硬接口和通讯接口相配合的方式，一些与DCS联系密切的控制仍由硬接线方式来实现，其余量采用通讯方式连接到DCS系统，减少了大量DCS电气硬件，取消了部分二次电缆，节省了电缆投资，可靠性高，提高了升电气专业的运行水平和管理水平。

保留的保护和自动专用装置主要有：

发变组保护装置；

故障录波装置。

主厂房外辅助系统的电气系统如输煤、化水、制氢、电除尘等暂时不纳入DCS系统中。

系统组网方案

NZ6000 ECMS是我公司开发的专门适用于火电厂厂用电的电气自动化监控管理系统。该系统通过计算机网络将厂用电电气部分的保护测控终端组成分层分布式的综合自动化系统。该系统不仅实现了厂用电的综合自动化，而且可以通过不同方式与DCS系统交换数据，向DCS系统完全开放，使NZ6000电气自动化监控管理系统的功能成为DCS系统的一部分，从而实现了火电厂的机、炉、电监控一体化。 

根据客户的不同需求，我们采用以下几种解决方案。

方案一

如果用户希望将所有厂用电源、厂变的控制权由ECMS实现，这样可以节省DCS的硬接线，甚至可以省略DCS系统中的ECS系统，这样可以大大节省DCS的系统费用，这时推荐采用如下解决方案一。

在机组集控室设置ECMS操作员站，不与DCS通信；发电机－变压器组、高低压厂用电源等电气设备的监视、控制和管理在ECMS实现；电动机的控制由DCS实现；电动机的监测管理信息进入ECMS。

此方案采用双机双网、双冗余配置，根据不同应用场合和需求也可采用单机单网方式，系统网络结构图如下所示：

方案二

如果用户仅希望ECMS作为一个监测管理系统，所有设备的控制均由DCS系统实现，则可以采用本方案。

在机组集控室或根据电厂要求设置ECMS监视管理站，不与DCS通信；发电机－变压器组、高低压厂用电源等电气设备和电动机的监视和管理在ECMS实现，控制采用硬接线在DCS中实现。

此方案网络结构可与方案一相同，也可以间隔层装置采用单网，通讯服务器非冗余配置，系统网络结构图如下所示：

方案三

如用户希望ECMS与DCS实现通信，此时，DCS只保留必要的硬接线，其余信号由ECMS通过通信方式送入DCS，此时可以采用如下结构，ECMS有多种方式实现与DCS的通信，包括以太网、串口等，可由用户选择。系统网络结构图如下所示：

系统配置

NZ6000 ECMS系统分为三层网络，分别为站控层、通讯层、间隔层。

站控层包括监控操作员站、工程师站、转发工作站、不间断电源等，此外可选配与其它系统通信的通信单元，如五防工作站、视频工作站、Web服务工作站等；

通讯层包括MGLJ系列通讯服务器，工业以太网交换机、光纤收发器、(超五类)屏蔽双绞线、光纤等。通讯服务器主要负责与保护测控装置、电能采集装置、直流系统、UPS等智能装置通信，负责规约及通信方式的转换；

间隔层包含所有保护、测控装置及其它智能装置。高压厂用电综合保护装置通过双100M以太网直接与站控层实现联接，其它装置通过通讯服务器转换成100M以太网与站控层实现通讯。

保护测控单元包括：

NZ800系列发电机成套保护；

NZ800系列变压器成套保护；

NZ800系列线路(成套)、厂用分支、母线分段保护测控装置；

NZ800系列电动机保护测控装置；

NZ800系列电容器保护测控装置；

NZ800系列电抗器保护测控装置；

NZ800系列测控装置；

NZ800系列电压切换装置；

NZ800备用电源快速切换装置；

NZ800系列备用电源自投装置

NZ800微机准同期装置；

GZDW系列智能直流电源系统等。