[发明专利]大型调相机DCS控制一键启停系统及方法

权利要求书

1.大型调相机DCS控制一键启停系统，其特征是：通过DCS监控系统把调相机本体及辅助系统及调相机电气系统结合在一起，主要包括调相机本体，励磁系统、升压变、起动系统、冷却系统、油系统以及监控、电气系统和保护系统；调相机DCS通讯网络分为两层，最上层是上位机操作级网络，主要用来构成操作层及服务器与操作员站之间的数据交换和通讯结构；一键启停系统的主服务器，系统所有的组态、信息都存储在里面；服务器通过以太网连接操作网络，又可以通过模件与过程数据网络相连；下层是过程数据网络层，是由各个控制站组成；过程控制站是实现物理位置相对分散、控制功能相对分散的主要硬件设备，两台调相机组的控制站分别为本体、油系统、励磁系统、冷却水及公用系统；

所述调相机一键启停系统包括一键启动和一键停止两个功能组；调相机一键启停系统的控制分级为机组控制级、功能组控制级、功能子组控制级和设备控制级；

所述公用系统包括化学水、电气公用系统；

所述DCS监控系统设置中的控制器、电源、通讯卡件是冗余的，调相机DCS系统的I/O点也要实现了冗余；I/O的冗余模式主要有双重化冗余、三重化冗余；调相机本体系统、调相机油系统、闭式循环水系统重要的系统的I/O的冗余模式是三重化冗余；

所述I/O的冗余模式，一种方式是单传感器或单变送器接入双I/O模块，通过底座或转接端子板；另一种方式是用双传感器或双变送器分别接入双I/O模块，此时传感器也冗余了；

所述调相机监控系统DCS在硬件上满足电网无功电压控制AVC快速处理能力，要求DPU运算周期，小于20ms；而且调相机监控系统在控制策略上满足电网系统不同的需求，做到电压和无功控制模式的切换；在换流站的主控制室内实现对调相机组的监视和控制，其基本功能包括：数据采集、模拟量控制、顺序控制、电气控制功能、调相机组及设备保护功能；调相机自启停总体设计是分三级：主程控级、功能组控制级、功能子组控制级；每级都应设有程控手自动切换按钮，程控切为自动时，本程控由上级程控调用；

所述调相机电气系统包括调相机组保护屏、机组励磁系统、机组变频启动系统SFC、同期装置、故障录波；系统参数均纳入调相机监控系统DCS内监控；并且调相机监控系统能够与换流站监控系统信息联动；

所述机组控制级制定启动和停止的主程序，按程序顺序分别调用执行所需要的功能组；机组控制级是启停控制的管理中心，它根据系统和设备的运行情况，向底层功能组、功能子组发出启动和退出的指令，保证调相机的安全运行；

所述功能组控制级按工艺流程划分, 如化学水系统、冷却水系统、油系统以及电气系统；

所述功能子组控制级是以调相机辅机为核心,组合与之运行关联的阀门、挡板、泵附属设备，就构成了顺序控制的最小系统；

各个子组控制级接受上一级指令后再向子组里的各个设备控制级发送指令；下级控制级向上一级控制级发送反馈信号，报告完成或超时和故障的状态；

所述调相机一键启停系统的一键启动主程序在同一步序中可以同时执行冷却水系统、盘车系统及油系统的子组，在符合工艺要求下，减少操作等待时间；然后按照工艺步序先后执行SFC拖动及惰走、同期装置、AVC的子组程序；一键停止主程序先后完成执行AVC控制，解列和主励停机和盘车系统子组程序；

所述调相机一键启停系统的启动的主程序，具体包含以下内容：

（1）主程序启动允许，无设备跳闸信号；无报警信号；无电气故障报警信号；励磁系统允许；变频启动系统允许；控制设备在远方；继电保护系统准备就绪；调相机定子线圈/铁芯温度无报警；调相机空冷器冷/热风区无报警；调相机轴瓦/油温度无报警；同期选定高压断路器分闸位置；同期选定高压断路器合闸允许；主变压器准备就绪；盘车装置准备就绪；

（2）主程序条件都满足后执行第一步，启动调相机的油系统和冷却水系统；当顶轴油泵、润滑油泵、盘车运行一定时间，如果冷却水流量和压力，润滑油压力，顶轴油母管压力全部满足要求后，停加热器，盘车装置启动；如果以上条件满足则进入下一个步序，否则退出程控；

（3）第二步是调相机盘车一定时间后，停止盘车装置；判据是盘车停止与调相机转速为零；条件满足后执行下一步，否则退出程序；

（4）第三步在调相机转速到零后，分中性点隔离开关，此时主SFC系统隔离开关合闸、主SFC启机，否则程控退出；

（5）在调相机转速到达500rpm/m后，停高压顶轴油泵，否则超时报警，退出顺控流程；

（6）第五步是在调相机转速达到3150r/min后，发出退出SFC拖动，调相机进入惰转状态；停止SFC并分开输入断路器，接收到输入断路器已分信号即可分系统隔离开关，再合中性点隔离开关，否则事故停机；

（7）第六步当调相机处于惰走降速过程；在较短的堕转过程中，要依次完成SFC系统退出、励磁系统切换、调相机机端升压、同期点捕捉、并网开关合闸；如果同期装置没有捕捉到同期点并，这时调相机转速已经降低，并网失败；这时程控系统中快速再次启动SFC的使调相机转速升到105%额定转速，重新捕捉并网的过程；

（8）最后是高压断路器闭合，同期合闸并网，整个启动主程序结束；

（9）主程序执行机组级程控，控制流程设计智能合理，将所有可能发生的故障预先编制应急响应；整个程控过程不设任何“断点”就能满足调相机启动要求，而不需要运行人员干预。