DCS邏輯實現發電廠380V廠用電BZT

余亞林 王忠海

（1.廣州粵能電力科技開發有限公司，廣州 510080；2.南海發電一廠有限公司，廣東，佛山 528211）

南海發電一廠水煤漿技改工程電氣專業改造設計中，將凈化變、公用變、＃1 綜合變、#2 綜合變、#2低廠變等5 臺低壓廠用變壓器的電氣硬接線操作回路取消，改由DCS 進行操作，上述5 臺變壓器所接帶的380V 段的BZT 回路按照設計保持原有BZT 二次回路不變，BZT 聯鎖開關BK 則集中放置在＃2 機電子間的電氣輔助屏。按照此設計，在正常運行時進行380V段工作電源和備用電源之間的切換時，運行人員將不得不在DCS 界面操作開關的同時，還得去電子間操作BK 開關，這樣的設計不方便運行操作、不利于運行監視、增加了誤操作的幾率。

為了解決上述問題，我們設想利用DCS 邏輯來實現380V 廠用電BZT，用DCS 組態邏輯來取代傳統電氣二次回路。這樣，首先是要根據傳統BZT 的功能來設計出DCS 邏輯回路，然后通過試驗驗證邏輯的正確性和完整性，最后投入實際運行。

1 BZT 電氣二次回路說明

以＃2 低廠變為例，其電氣一次接線圖如圖1所示，BZT 二次回路圖如圖2所示。傳統BZT 電氣二次回路可以實現的功能歸納如下。

圖1 #2 低廠變工作電源及備用電源一次接線圖

圖2 #2 低廠變BZT 二次回路圖

1）任何原因高壓側開關跳閘時，聯跳低壓側工作電源開關，BZT 出口動作于聯動合閘低備變高壓側開關和對應的380V 備用電源開關。

2）380V 工作段母線電壓低于整定值且備用電源有壓時，經過延時1.5s 將工作電源開關跳閘，BZT 出口。

3）任何原因380V 工作電源開關跳閘時，BZT 出口。

4）BZT 出口備用電源開關合閘成功時，如果備用分支過流動作，后加速0s 跳閘備用電源開關。

5）BSJ 時間繼電器用來保證BZT 出口動作一次，延時返回時間≥0.8s。

6）380V 工作段PT 輔助接點YH 在PT 刀閘合上時閉合，PT 刀閘拉開時斷開。

7）380V 工作段失壓信號取自380V 工作段PT 的AB相和BC 相兩個低電壓信號的串連，備用電源有壓的信號取自低備變6kV 側PT 的AC 線電壓。

8）BZT 回路帶有低電壓聯跳工作電源開關壓板和高壓側開關聯跳低壓側開關壓板。

2 DCS 設計方案

從DCS 系統邏輯實現BZT 的原理圖（見圖3）可以看出，邏輯回路可以實現原有電氣硬接線回路的所有功能，BK 開關、兩個聯鎖壓板均在DCS 界面上操作。

圖3 DCS 邏輯組態實現BZT 原理圖

設計邏輯功能稍作改進的部分是：

1）原有回路失壓信號取自380V 工作段PT 的AB 相和BC 相兩個低電壓信號的串連，而邏輯回路只取380V 工作段PT 的AC 線電壓，為了防止PT電壓回路斷線，加進PT 電壓回路斷線信號。

2）為防止出口工作電源開關跳位接點誤動，加進工作分支無流檢測。

3）按照先行BZT 邏輯的設計習慣，取消PT 輔助接點YH。

3 設計方案試驗

設計方案試驗時的基本運行工況為：啟備變帶6KV ΙΙA、ΙΙB 段運行；＃2 低廠變運行；380V 工作ΙΙA 段由工作電源開關3431 供電，3430 備用，380V 工作ΙΙB 段由備用電源接帶；DCS 系統380V 工作ΙΙA 段BK 開關投入；380V 工作ΙΙA 段低電壓聯跳3431 開關壓板和高壓側6343 開關聯跳低壓側3431 開關壓板投入，低電壓延時整定為1.2s（加上邏輯頁面的執行周期約等于1.5s）。

在DCS 邏輯里設立臨時的SOE 信號采集回路，便于計算BZT 邏輯的動作時間，信號采集點分別為：①低電壓出口；②跳3431；③3431 分位；④BZT出口；⑤合3430；⑥3430 合位；⑦BSJ 返回。

試驗項目如下：

1）DCS 邏輯頁面的執行周期設為200ms。在基本運行工況下，退出380V 工作ΙΙA 段低電壓聯跳3431 開關壓板，手動斷開6343 開關，觀察3431 開關和3430 開關動作情況并記錄動作時間。

2）將DCS 邏輯頁面的執行周期設為100ms，重復上述試驗步驟。

3）DCS 邏輯頁面的執行周期設為200ms。在基本運行工況下，取下380V 工作段ΙΙA 段PT 二次側的A 相保險，此時斷線閉鎖動作，BZT 邏輯閉鎖起動；再取下C 相保險，斷線閉鎖解除，低電壓延時起動，觀察3431 開關和3430 開關的動作情況并記錄動作時間。

4）將DCS 邏輯頁面的執行周期設為100ms，重復上述試驗步驟。

為保證邏輯的正確性及是滿足正常運行要求，設計方案試驗的檢驗標準如下：

1）通過上述試驗項目的動作情況判別邏輯的正確性。

2）通過邏輯的動作情況來檢查邏輯的完整性和合理性。

3）通過所記錄的動作時間來分析DCS 頁面執行時間對BZT 邏輯的影響。

4 試驗結果分析

上述試驗項目組織試驗完成后，通過SOE 采集到的時間數據（詳見表1數據）表明：試驗過程中邏輯動作準確。當DCS 邏輯頁面的執行周期設為100ms 時，高聯低聯鎖試驗從跳3431指令信號到3430合位信號時間差為0.747ms，低電壓聯鎖試驗從跳3431 指令信號到3430合位信號時間差為0.715ms，低電壓開始到BZT完成的時間為2.036s。當DCS 邏輯頁面的執行周期設為200ms 時，高聯低聯鎖試驗從跳3431 指令信號到3430 合位信號時間差為0.922ms，低電壓聯鎖試驗從跳3431 指令信號到3430 合位信號時間差為0.976ms，低電壓開始到BZT 完成的時間為2.346s。

表1 DCS 邏輯實現380V 廠用電BZT 試驗項目及數據

根據傳統二次回路對BZT 裝置的要求如下：

1）只有當工作電源開關斷開以后，備用電源才能投入。本BZT 回路采用工作電源開關的分位接點來啟動合閘備用電源開關，滿足要求。

2）工作母線不論何種原因失壓時，BZT 都應動作。本BZT 回路采用母線AC 線電壓和斷線信號來共同判別母線是否失壓，滿足要求。

3）BZT 裝置只允許投入一次。本邏輯回路采用延時返回（時間整定為2s）的Timer 模塊（TD_Off模式）來保證BZT 只動作一次。

4）備用電源自動投入的動作時間，應使負荷停電的時間盡可能短為原則，以 1～1.5s 為宜。DCS邏輯實現BZT 時，除開關的動作時間之外，還需要執行兩個邏輯頁面，當頁面執行時間設為100ms 時，BZT 的動作時間要增加200ms 左右；當頁面執行時間設為200ms 時，BZT 的動作時間要增加400ms 左右，但整個切換時間均不超過1s。本邏輯滿足要求。

5）當備用電源無壓時，BZT 不應動作。本邏輯設有備用電源有壓判別，滿足此要求。

6）如備用電源投于故障設備，應加速動作跳閘。本邏輯設有后加速回路。

5 方案的實際應用

通過本次試驗及數據分析，DCS 實現380V 工作ΙΙA 段廠用電BZT 邏輯回路邏輯完整、動作正確，能夠滿足設備系統安全運行和正常操作維護的要求，具備投入條件。

在DCS 邏輯實現380V 廠用電的試驗報告得到發電廠總工批準之后， 380V 工作ΙΙA 段廠用電BZT采用DCS 邏輯實現并投入正式運行，380V 工作ΙΙB段廠用電BZT 采用DCS 邏輯實現并試驗合格后投入正式運行；380V 除塵段采用邏輯實現380V 廠用電BZT，經試驗合格后投入正式運行。

通過投運后半年的時間觀察，DCS 邏輯BZT 回路共動作7 次，6 次成功，1 次失敗，具體動作情況如表2所示。失敗的原因是因為電壓變送器的電源取自本身380V 工作電源的緣故，經過改進，問題已經得到了解決。

序號 動作地點 1 380V 除塵A 段 2 380V 除塵B 段 3 380V 除塵A 段 4 380V 除塵A 段 5 380V 除塵B 段 6 380V 工作ⅡA 段 7 380V 工作ⅡB 段 動作原因 動作結果6kV 工作電源失壓 成功 6kV 工作電源失壓 成功 380V 工作開關誤跳 失敗 除塵變高壓側開關跳閘 成功 除塵變高壓側開關跳閘 成功 6kV 工作電源失壓 成功 6kV 工作電源失壓 成功

6 結論

用DCS 邏輯來實現380V 廠用電BZT，用功能模塊來取代繼電器，用組態來實現傳統電氣二次回路的功能，是一次大膽有益的嘗試，通過分析傳統BZT 回路的功能，設計邏輯BZT 回路，現場做試驗分析動作過程，加深了對DCS 邏輯功能的了解，對DCS 控制系統的應用范圍有了新的認識，對DCS 控制系統在應用在電氣控制回路中的利弊有了較為全面的認識。

[1] 黃其勵主編.電力工程師手冊(第一版)[M].北京:中國電力出版社,2002.

[2] 焦海東，曹明芳，孫建勛.關于電氣控制進入DCS 系統的幾項改進措施[J].電氣技術,2007(5).

[3] 潘俊生,鄒水華.DCS 在火電廠電氣系統中的應用及其存在問題的探討[J].廣東電力,2005(10).

[4] 叢丹,陳東陽.發電廠廠用電氣綜合自動化技術簡述[J].煤,2009(3).

[5] 李華東,劉長明.發電廠廠用電電氣綜合自動化技術發展綜述[J].電氣應用,2008(1).