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Power Management System

电源管理系统(PMS)的目标是增强电力系统的安全性和可靠性。该系统采用计算机和网络技术来提高工厂电气系统的安全性、可靠性、可操作性和可维护性。

设计目的

设计的目标是实现以下目标:

 

  • 人员安全

  • 规范合规性

  • 可靠性

  • 操作性

  • 低维护

 

设计规范

设计将符合相关的 IEC 标准、国家和地方法规。

通过加强监测、联锁、集散控制和保护,提高电气系统安全可靠性。

应通过为操作员提供工厂电气系统安全可靠(无差错)操作的协助来增强工厂可操作性。必要时提供自动功能,有助于更快地恢复。 PMS 包括自动和手动生成报告的功能,以减少操作员的工作量。

应通过整理维护数据(来自基于状态的监测系统和历史工厂数据)并提供适当的数据分析和维护记录管理工具来增强工厂电气系统的可维护性。

PMS 包括执行离线工程分析的特性和功能,以根据工厂数据(在线、历史、故障和干扰数据)预测电气系统性能。工程分析工具用于通过微调电气系统控制和保护设定点来进一步提高电气系统的可靠性,并有助于未来电气系统的扩展和升级。 PMS 还提供对智能电子设备 (IED) 的工程访问,以获取设置、配置和其他非操作数据(例如故障记录)。

减载和负载阻断系统作为整个发电和配电系统的一部分提供,并将抑制电机启动和/或消除潜在的过量负载,以避免电力系统失去稳定性和崩溃。减载和负载闭锁系统的关闭不应引起任何运行负载跳闸等干扰。减载系统输入将包括断路器状态和功率流。它将被配置为响应:

 

  • 快速变化,例如电气跳闸或发电机跳闸。

  • 如果需要,低频超出预设持续时间

  • 如果需要,逐渐加载至/超过最大发电能力。渐进减载适用于燃气轮机发电机 (CTG),旨在确保电厂负荷不会导致可用发电能力过载。在系统稳定性需要的情况下,减载将扩展到适当的水平。

 

发生减载事件后,会阻止适当的自动切换和电机重启,以防止系统过载。

机组恢复后,需手动将电力系统恢复到正常状态。通过自动减载而跳闸的负载以及通过负载闭锁系统闭锁的负载应需要在 PMS HMI 上进行手动复位操作。 PMS 将为 PCS 提供有关发出/移除的阻塞信号以及可用的备用发电容量的信息,以协助此过程。

减载控制器和系统架构是双冗余的。任何冗余组件的故障或维护中断不应导致任何功能损失或性能下降。

减载是在独立的 PLC 中实现的,并向断路器提供硬连线跳闸信号。在详细工程阶段开发了详细的减载和负载阻断系统。

快速动作减载

在失去一台或多台CTG或发生其他意外情况后,如果该行为将导致运行负荷超过发电量,则应根据负荷削减优先级表立即削减足够的负荷,以确保剩余机组的继续运行。减载决策还应考虑其余 CTG 的分级加载能力。

从事故发生到断路器分闸的时间(包括断路器分闸时间)应执行不超过200毫秒的快速脱载。如果稳定性分析需要更快的减载操作(<200 ms)以防止电气系统崩溃,则减载系统的设计应满足此要求。

减载/减载

PMS 应跳闸负载馈线以避免发电系统的级联故障。在下列情况下应启动减载:

 

  • 发电机突然断电,导致线路中剩余发电机过载。

 

负载是根据设定的优先级自动预先选择的。优先负载列表的更改只能由授权操作员进行。

所有可卸负载的千瓦负载均通过来自相应高压配电柜的硬连线千瓦信号进行监控。

PMS 电源故障不应关闭电源系统或禁止 PCS 的控制。

任何单个系统组件(包括 IED、以太网交换机、协议转换器、电缆等)的故障均不应导致与多个 IED 的通信丢失。

安全程序、访问控制、防火墙均符合项目信息技术标准和程序。

开发性能、可扩展性和测试要求并将其纳入 PMS 规范、图纸和文档中。

减载

如果在线发电机跳闸导致其余发电机过载,将实施减载。

该软件将执行以下功能:

 

  • 使用发电机可用功率确定在线发电厂的最大功率能力。

  • 根据测量的负载(KW)连续计算甩负荷要求。要卸载的总负载必须将剩余发电机的负载减少到可设定的值 - 例如95%。在某些情况下,应用减少负载而不是减载。

  • 上述计算结果应实时显示在 PMS HMI 上,以不同的颜色显示如果发电机将跳闸将受到脱落或负载减少的用电设备。

  • 当母线断开且其中一根母线断电时,减载也将启动。 PMS 不适用于分离总线操作。

  • 如果发电机跳闸,则立即启动减载要求;负载减少已启动,可能需要很短的时间才能实现。如果由于通信链路故障而在短时间内没有实现负载减少,则 PMS 将继续删除列表中的下一个消费者。一旦达到功率可设置值,序列必须停止并从该点重新启动,以防第二台发电机发生故障。

 

控制功能

PMS提供以下控制功能

 

  • 发电机千瓦负载按等百分比或基本负载分配;

  • 发电机 kVAr 负载按等百分比或基本负载分配;

  • 减载

  • 减轻负荷

  • 防止大型高压电机在旋转储备不足时启动

  • 负载增加限制

  • 高负载和低负载条件的建议,以便操作员可以调节设备(例如启动/停止发电机或减少负载);

  • 重要的发电机顺序启动、同步以及与变压器并联

 

PMS 将通过向涡轮机调速器发出升高/降低命令来调整频率。

电压将由 AVR 控制。 PMS 将通过向 AVR 发出升高/降低命令来调整电压设置。

发电机千瓦负载分配

有功功率负载分配由 PMS 完成,方法是测量设备提供的有功功率 (kW),并根据需要调整速度以实现相等的负载分配或基本负载。

发电机 kVAr 负载分配

无功功率共享由 PMS 完成,方法是测量设备提供的无功功率 (kVAR),并根据需要调整电压,以实现相等的无功负载共享或保持基本负载 (kW) 机组的无功功率恒定如果11KV发电机跳闸导致发电机容量短暂下降,PMS将根据运行千瓦和棚优先级重新计算电力系统容量并跳闸足够的负载。

发电机逐渐过载会向操作员站发出警报。如果逐渐发生过载并且持续时间与过载百分比成反比,则发出过载警报。

PMS 根据并联发电机的数量以及从涡轮机 UCP 接收到的各个发电机的容量来计算可用功率。使用来自高压配电盘的信号测量每个用电设备吸收的负载,并将其相加得出负载消耗。

如果旋转储备,即可用功率与消耗功率之间的差值低于预设值,则禁止大型电机的启动。

对于大型电机启动,除了旋转备用标准外,在启动负载之前还应运行最少数量的发电机。

状态和报警功能

PMS获取各种网络参数的状态,例如:

 

  • 所有相关断路器的状态(断开、闭合、跳闸)(来自配电盘的无电压触点)

  • 燃气轮机可用功率(4-20mA信号)来自相关 UCP

  • 发电机 kW、kVAR 和电流

  • 消费者千瓦

  • 配电盘电压

 

警报可指示 PMS 控制的电力系统可能出现的问题。警报在问题发生期间一直有效,并传输至 ICSS。

操作模式

系统有自动和手动两种操作模式,可通过 HMI 进行选择。

 

  • 自动模式下,自动提供自动启动顺序;

  • 在手动模式下,操作员手动控制并执行所有操作。

 

功能及基础设施

应提供以下功能:

 

  • 主电源停电时发电机自动/顺序启动并联。

  • 用于测试目的的发电机手动启动和并联。

 

为每个基本发电机提供以下设施:

 

  • 发电机启动、停止及紧急停止按钮

  • 发电机状态指示

  • 发电机多功能显示表(kW、kVAr等)

  • 发电机自动同步器

  • 手动/自动操作选择

  • 电源电压和频率指示

  • 发电机手动速度和电压调节(包括电动电位器)

  • 发电机断路器分闸和合闸按钮及相关状态灯

 

为所有 CB 提供以下设施。

 

  • 模拟表示(在 HMI 上)

  • 打开&关闭按钮和相关状态灯

  • 手动/自动同步选择开关

  • 同步命令(同步并关闭相关CB)

  • 配有双 V& 的同步仪F 显示器和指示灯

  • 同步选择开关

 

发电机自动启动顺序的基本细节

在母线死机的情况下执行必要的发电机自动启动。应通过考虑与可为基本配电盘供电的电源相关的所有断路器的状态来确定此条件。如果所有发电机断路器、所有变压器断路器以及紧急配电盘的链路均断开,则母线断电。

基本配电盘上的 PMS 面板检测到的“死总线”状况应产生输出信号来驱动所需的启动空气阀,前提是发电机“准备启动”。

然后 PMS 将按以下顺序发送:

 

  • 向三台发电机发出同时启动命令,等待每台机器达到就绪状态;

  • 基本总机平局断路器的关闭命令;

  • 上午序列中第一台柴油机断路器的闭合命令。

 

其余柴油发电机组将按照选定的顺序自动同步并合上配电盘。如果所有柴油机均不可用或无法启动,则在时间到期后向 ICSS 发出警报。

事件日志和趋势

PMS 使用 Windows 应用程序来顺序记录事件并为其添加时间戳。如果应用程序在线,则事件将在事件发生时显示。

数字输入状态的每次变化都会被记录并带有时间戳。

所有模拟输入、模拟输出和数字输入均以 1 秒的间隔进行记录,以用于趋势分析。

事件记录器将有足够的内存来记录过去 7 天并回放预定义的参数子集。

可以将带时间戳的事件与趋势值合并在一起并将其导出以供进一步分析。

人机接口

 

人机界面(HMI)应由视觉显示单元(VDU)和必要的显示软件组成。 VDU HMI 软件提供关键功能,通过用户友好的界面促进配电系统和涡轮机械设备的操作。

HMI监控发电系统电压、频率、负荷、旋转备用、馈线状态、信号器系统警报、涡轮机和驱动设备参数,计算性能系数,报告设备运行状态,存储数据,并提供一整套分析工具。

 

无论显示哪个屏幕,都会显示故障状况的全时指示。如果出现四个以上的警报,工厂操作员应被引导到警报汇总屏幕以获得完整的顺序列表。

屏幕显示至少应包含以下内容。

 

  • 单线图示

  • 甩负荷优先级表

  • 总结行动

  • 发电机断路器状态

  • 馈线断路器状态

  • 带熔断器的真空接触器装配状态

  • 历史趋势展示

  • 实时条形图

  • 离散事件日志

  • 警报夏日

  • 程序常量

 

一条线图

单线图屏幕应提供发电和配电系统的简要视图。单线图应显示

 

  • 实时发电机运行数据

  • 发电机计算值和监测值

  • 断路器状态(打开、关闭或跳闸)

 

历史趋势显示屏

历史数据监控的目的是提供某种类型和格式的信息,以便在涡轮机械和相关设备的操作、维护和优化领域做出明智的决策。历史数据监控包括下列组。可用的历史组应包括:

 

  • 每小时日志 - 数据应尽早以一小时为间隔读取并存储,并提供一个                   每个月的数据库。该日志应包括“经过时间”功能,无论设备是否正在运行,都会记录数据。

  • 2 分钟日志 - 1 个月的每日文件,每 2 分钟采集一次数据点。

 

面板要求

PMS 机架安装在独立式地板安装板中,可从前部接入,如果需要,还可从后部接入,多个 800x 800x 2100mm(宽 x 深 x 高),包括 100mm 底座或同等产品。橱柜颜色应为 RAL 7035,底座颜色应为黑色/深灰色。电缆入口将从底部进入。 PE 和仪表接地的接地棒应按照文件提供在面板内部

内部接线

内部布线采用多股、阻燃、无卤电缆进行。

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