1 引言
在火力发电厂中,为保证工作母线电压的正常,通常使用备用电源自动投入(以下简称BZT)装置。该装置就是当母线失去电压或工作电源开关跳闸后,使备用电源迅速投入,保证母线电压正常的自动装置,它分为快切换和慢切换两种。具体用哪一种与开关的固有动作时间和母线残压衰减幅值有关。如果BZT动作太快,工作变压器和备用变压器短时并列运行,有可能产生很大的环流,对变压器产生冲击;或者母线残压过高和备用电源叠加使母线过电压,损坏工作母线上的转动设备。如果BZT动作太慢,母线上的电动机重新启动,由于不同辅机的加速特性不同,可能危及机组的安全运行。
随着现代控制技术的发展,DCS的软硬件可靠性和响应速度大大提高,同时电气量控制逐步纳入DCS已成为大量火电机组DCS改造的迫切需要。鉴于BZT的重要性,以前的BZT功能均由专用装置来实现,通过不断的摸索、积累和完善,北京和利时系统工程股份有限公司在某200MW机组DCS改造中用独具特色的回路控制板完全实现了BZT功能。
2 功能实现
2.1 BZT实现的平台
火电厂厂用电源BZT装置,一般是常规继电器搭接,有时拒动或误动。为了满足电气回路的可靠性、快速性,这次改造采用了和利时公司型号为 MACS I的分布式控制系统的快速回路控制板实现逻辑控制。
回路控制板是一套具有独立快速运算功能的模板,包括HS2F43A功能板、HS2T44A调理板和 HS2T302A端子板。该板提供10路开关量输入、6路开关量输出、6路模拟量输入、4路模拟量输出,共26路I/O,最小控制运算和通道扫描周期25ms,一块板可支持—页功能块组态,80个板级数据库点,所支持的主要功能模块有:四则运算:加、减、乘、除、开方;逻辑运算:与、或、非;控制运算:PID调节、伺服放大、组合伺放、定时器、计数器、操作器、一阶滞后、二阶滞后。
2.2 BZT逻辑
火电厂的厂用系统电源开关的固有动作时间在 200ms左右,加上继电器固有动作时间,母线残压向量和备用电源之间恰好最大,因此我们采用慢切换BZT,延时时间整定在1s以上。BZT动作需满足下面几个条件:
① 任何原因工作母线失压 工作母线电压由接在AB、BC两相上的电压继电器1YJ、2YJ监视。当1YJ、2YJ接点同时闭合时,表示母线低电压。IYJ、 2YJ接点串联防止某一相PT断线。
② 备用电源有电压 备用电源上的电压继电器 3YJ接点闭合,表示备用电源有电压。防止BZT动作时备用电源没有电压。
③ PT断线或检修闭锁BZT。
④ BZT装置只作一次,防止母线故障时加剧故障程序利用延时返回的继电器保证BZT只动作一次。
下面以6kV厂用电系统BZT为例,说明它在DCS中的实现过程。BZT全部逻辑由一页功能块完成,设方案页运算周期为25ms,用到的功能块有:滞后滞位定时器、RS触发器。接入的I/O测点包括:
DI:工作母线电压1YJ、2YJ,备用母线电压3YJ,PT断线闭锁,工作电源开关合、分闸位置。
DO:工备电源联锁开关BK,BZT动作,跳工作分支。

图1为逻辑原理图,正常情况下,BK投入、备用母线有电压3YJ、PT断线闭锁、工作电源开关合位。故障情况下,工作母线电压1YJ、2YJ降低,经滞后滞位定时器tl延时后跳开工作分支,工作分支分闸位置为1,RS触发器在定时器t2内为1,此时 BZT动作合备用电源。定时器tl的整定时间为1s,母线低电压时BZT延时1s动作,防止对电动机造成冲击。定时器t2整定时间为750ms,保证BZT合闸脉冲为短脉冲并且只合一次。
把BZT逻辑全部放在回路控制板上运算,利用其快速运算的特点,可以比较精确的整定各定时器时间常数,达到快速响应的目的。另外,回路控制板具有独立运算能力,不完全依赖于主控单元 (DPU),这样即使现场控制站的DPU全部失去, BZT逻辑仍能继续执行,进一步提高了BZT的可靠性。
3 结语
经过现场的多次试验和机组的实际运行情况证明:在DCS中用回路控制板完全实现BZT功能是可行的,它不仅提高了设备电源的可靠性,同时减少了对设备的维护工作量,得到电厂运行、维护人员的普遍欢迎。




