核电柴油机应急系统方案Word文档格式.docx
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压水堆核电站核岛电气设计和建造规则
EJ/T625-2004
核电厂备用电源用柴油发电机组准则
IEEE387-1995
核电站备用电源用柴油发电机组标准准则
ISO9001
质量管理体系要求
ISO3046-2002
往复式内燃机－性能
ISO8528
往复式内燃机－交流发电机组
IEC60060
高压试验技术
IEC60185
电流互感器
IEC60186
电压互感器
IEC62271-200
额定电压1KV以上52KV以下的交流金属封闭开关设备和控制设备
IEC60068-2004
环境试验
IEC60439-1
低压开关柜和控制柜组件的型式试验
IEC60947-2007
IEC60255
电气继电器
3.使用环境
⏹电气间室内温度:
5～35℃
⏹相对湿度:
0％～70％
4.电源条件
交流电源:
380V和220V;
直流电源:
220V、110V和48V;
5.电气设备分级
电气设备分级如下:
设备名称
安全级
抗震等级
IK等级
质保等级
防护等级
速度控制柜
N1E
NC
IK05
QA1
IP31
发电机控制柜
就地控制柜
电压互感器柜
6.方案概述
6.1控制系统功能描述
6.1.1LEAP（柴油发电机组控制系统）的主要功能如下:
Ø
柴油机保护和监测；
发电机保护和监测
柴油机的启动和停止的顺序控制；
手动和自动同期；
功率计算和功率控制；
柴油机转速控制；
发电机励磁，调压及无功测量；
就地/远程控制和监测、以及与电厂控制系统PLC（DCS/OVATION）实现数据传输；
6.1.2HVP（高压测量柜）的主要功能如下:
三相电压采集及为监测、保护、励磁和同期功能模块提供电压信号;
6.1.3发电机组监测与显示系统
采用一套15寸触摸屏，其布置在LEAP控制柜门上。
它通过安装在LEAP柜内的以太网接口与LEAPPLC相连接。
供给PLC及HMI的AC230V电源由安装在LEAP中的UPS提供。
该HMI允许操作者实时、在线监测柴油机及发电机的运行工况，同时可为操作或维护人员进行系统故障诊断提供数据及状态显示支持。
6.2柴油发电机组综合控制系统方框图
以下是柴油机发电机组综合控制系统的内部功能方框图:
图1柴油发电机组综合控制系统图
6.3LEAP（柴油发电机组控制系统）控制柜设备组成介绍
6.3.1LEAP概述:
控制柜采用3mm厚钢材组成。
柜体将按照工业控制柜通行标准制造。
总体尺寸:
3200（宽）x800（深）x2000（高）
底座：
100mm,使整体高度变为2100mm
开门方式:
前后开门
进线方式:
底部进线
颜色:
待定
IP等级:
IP31
IK等级:
IK05
工作温度:
0-40度
工作湿度:
0-95%无冷凝
6.3.2LEAP低压控制柜门上安装的主要设备:
1）指针示仪表；
2）柴油机转速表；
3）高温水进机压力表；
4）润滑油进口压力表；
5）有功功率表；
6）功率因数表；
7）励磁电流表；
8）励磁电压表；
9）双电压（母排/发电机）;
10）双频率（母排/发电机）;
11）同期装置:
LED指示灯;
同期表；
12）多功能数字指示表:
适用于3相3线不平衡系统；
发电机电气参数显示，包瞬时值和计量值与PLC采用Modbus的数据采集
13）控制模式开关
控制面板关闭/手动/就地/远程（带钥匙）
同步模式关/手动/自动[人机界面]（带钥匙）
励磁关/开
14）控制开关模块:
转速减小/增加
功率减小/增加
电压减小/增加
功率因数减小/增加
同期装置OFF/发电机/市电1/市电2
检查同步越控关闭/开启（带钥匙）
15）指示灯断路器开/关
16）按钮柴油机启动停止
17）按钮断路器合闸分闸
18）急停按钮
19）蜂鸣报警器
20）发电机综合保护继电器（SEL-300G）:
扩展I/O板；
b、输入/输出：
SEL-300G自带6输入，8输出＋扩展板上的8输入，12输出；
c、220VDC供电；
d、面板安装；
e、保护功能：
87，51V，32，810/U，27/59，40，59N，46，24，60；
f、通过Modbus与PLC通讯
g、保护端子和插头供继电器测试用
6.3.3柜内主要设备
1）PLC系统:
AB或西门子PLC系统
DC24V电源；
ModBus模块:
与多功能指示器和保护继电器相接；
2）非网管型交换机
3）转速开关模块1，其功能如下:
超速停机保护数字量输出；
发动机运行数字量输出；
模拟量输出给转速表/PLC监测；
可进行多级转速开关输出（门限20%/30%80%）;
4）转速开关模块2，其功能如下:
模拟量输出给PLC监测；
5）电子急停模块，其功能如下:
用于超速*2，紧急停机及电气保护；
每个通道电锁存继电器；
故障继电器断开；
复位信号通过PLC输出；
6）主分闸急停继电器，其功能如下:
驱动停止电磁阀；
分断主断路器；
向调速器发停车信号；
传输信号给PLC;
可被任何一个电子急停模块触发；
可被PLC输出信号触发（PLC的紧急停机）;
故障时继电器断开；
7）数字式发电机功率管理及柴油机转速控制器:
海茵茨曼DGM-02控制器
使用于3相3线不平衡系统
24VDC供电电源
柴油机转速控制
输出控制RE2231执行
发电机负荷控制
发电机自动同步
有功功率和功率因数4－20mA输出信号
8）转速传感器切换继电器
为柴油机转速信号使用；
转速信号2选1送DGM;
9）执行器驱动转换模块；
将DGM的0-20mA的信号转换为0－1A的信号以适应2231执行器
10）励磁控制系统安装盘:
基于巴斯勒DES200数字式励磁调节器；
在预装接线板上完成
24V直流控制电压，在额定32V/63V/125V电压等级输入时额定输出15ADC
包括双调节器
冗余的DES200之间能够自动跟踪
当主通道AVR失效时会自动切换到备用AVR
电压检测丢失时会自动切换到FCR模式（手动励磁电流控制）
可在AVR各种运行模式下及AVR之间转换
4种运行模式、自动电压调节、励磁电流调节、无功控制、功率因数控制保护功能：
磁场过电压保护、磁场过电流保护、旋转二级管故障检测、发电机低电压保护、发电机过电压保护、检测丢失；
AVR看门狗
限制功能：
励磁限制、定子电流限制、伏赫比限制；
11）现场总线节点1:
总线耦合器
12x2通道热电偶输入单元
用于排气和涡轮增压器温度监测
12）现场总线节点2:
10x2通道mA信号输入
用于柴油机转速和压力监测
用于从DGM采集来的发电机组功率和功率因数
1x2通道mA信号输出
用于功率控制设定
13）现场总线节点3:
总线耦合器
8×
2通道热电阻输入
用于柴油机温度监测
用于发电机绕组和轴承稳定监测
14）现场总线节点4:
10×
2通道数字输入
2通道继电器输出
用于OvationDCS系统/PLS接口
15）现场总线节点5:
40×
用于柴油机辅助系统控制和监测
16）其它低压电气元件;
7.系统主要功能介绍
7.1柴油机启动和停止
在通常情况下，柴油机启动会由PLC控制并允许多次启动尝试。
尝试启动的次数、启动时间和其它细节可通过柴油机的人机界面HMI调整。
在本地控制模式下，柴油机启动通过按位于LEAP上的启动按钮实现。
在远程控制模式下，柴油机启动将由客户的OvationDCS系统/PLS系统启动，或由于电网失电后自动启动。
该柴油机配备两个转速传感器。
这两个独立的转速信号将通过一个切换继电器与HeinzmannDGM单元相连。
这些继电器由PLC输出控制，并且在每次启动柴油机时，PLC会控制切换继电器切换至另一转速传感器，这样就使两个转速传感器能够交替工作。
柴油机停机控制将视当前是由本地还是远程控制模式决定。
当发电机和主供电并网运行时，柴油机只有在发电机所带的负荷全部卸掉、解列后才允许停机。
负载控制是海茵茨曼DGM单元的一个功能。
另一方面，控制模式中的“本地手动操作模式”允许操作者在PLC无法运行的情况下手动启动柴油机。
这种模式仅用于紧急情况。
只有在电子急停模块起效时才能激活该模式。
该模式下将由操作者负责确保柴油机的辅助设备处于正常的启动/停止状态。
按下启动按钮后将直接驱动柴油机的启动电机，按下停机按钮后将停机电磁阀得电。
只有当机械调速器起效时才允许本地手动模式操作。
如果PLC正常运行时，这种模式将被禁止。
7.2急停保护
下面的紧急停车通道将由电锁存继电器提供（闭合正常）：
超速－由调速器和转速开关模块驱动；
紧急停车－由本地和远程紧急停车按钮控制
电气保护－由开关保护继电器驱动；
所有其它的关机条件都需要通过PLC的模拟量监测（如：
润滑油压力、润滑油温度、缸套水温，发电机定子绕组温度、发电机轴承温度）。
任何急停条件都会使主分闸急停继电器失电。
当PLC监测到急停条件时会输出开关量信号（紧急停车）使主分闸急停继电器执行急停操作。
主分闸继电器将通过向海茵茨曼DGM，停机启动活塞电磁阀及紧急停车吹油电磁阀发停车信号来实现紧急停机。
同时主分闸急停继电器将向主断路器发一个分闸命令并且通过PLC/HMI发出报警。
7.3手动同步
在发电机断路器及两个主电网断路器之间可实现手动同步。
LEAP中的开关将负责选择那个主电网断路器进行同步。
此开关的操作将确保正确的母线电压接入到LEAP中的设备上。
发电机的频率和电压调整将通过LEAP上的开关手动操作。
当同步时，根据同步表指示，按下合闸按钮将发出合闸信号以闭合相应的断路器。
同步检查是同步表内置功能。
7.4自动同步
在发电机断路器及两个主电网断路器之间可实现自动同步。
发电机断路器的同步在发电机机组测试
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