城市生活垃圾焚烧发电厂微机综合自动化系统及继电保护.docx
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城市生活垃圾焚烧发电厂微机综合自动化系统及继电保护
兴义城市生活垃圾焚烧发电厂
微机综合自动化系统及继电保护
技术规范书
*****研究院
二○一三年四月
1.总则
1.1本技术规范书适用于兴义城市生活垃圾焚烧发电厂1x12MW＋1×6MW机组配套汽轮发电机组工程的电力综合自动化系统及继电保护的订货招标。
1.2本规范书提出的是最低限度的要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范文件，供方应保证提供符合本规范书和最新工业标准的优质产品。
1.3在签订技术协议后，需方有权提出因规范标准和规程发生变化后而产生的一些补充要求，具体问题由需方和供方协商而定。
1.4如果供方没有以书面形式对本规范书的条件提出异议，那么需方可认为供方提供的产品完全满足本规范书的要求。
1.5要求提供设备的制造厂应获得ISO9001资格认证书，或具备等同的质量资格认证证书。
必须制造过与本工程相似额定值的设备，这些设备已在与规范规定的相等或更严格的工作条件下成功地运行三年或更长的时间。
1.6制造厂必须具有产品型号证书，引进技术制造产品必须有有效的技术转让证书。
必须具有电力部颁发的生产许可证和型式试验报告及鉴定合格证书。
1.7本规范书作为合同的附件，与合同具有同等的法律效力。
1.8本设备技术规范书未尽事宜，由供需双方协商确定。
2.标准
电力综合自动化系统及继电保护应满足以下相关标准。
所有标准都会被修订，使用标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
《电站电气部分集中控制设备及系统通用技术条件》（GB/T11920-2008）
《电力系统二次电路用控制及继电保护屏（柜、台）通用技术条件》（JB/T5777.2-2002）
《电气继电器第22-1部分：
量度继电器和保护装置的电气骚扰试验1MHz脉冲群抗扰度试验》（GB/T14598.13-2008）
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）
《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》（GB50171-2012）
《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T14285-2006）
《发电机变压器组保护装置通用技术条件》（DL/T671-2010）
《继电保护设备信息接口配套标准》（DL/T667-1999）
《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》（DL/T5136-2012）
《继电保护和安全自动装置通用技术条件》（DL/T478-2010）
3.设备运行环境条件
3.1设备安装环境：
户内
地面海拔高度：
<2000米
3.2周围空气温度
厂址属暖温带大陆性半干旱季风气候，四季分明，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季秋高气爽，冬季寒冷干燥。
兴义市气象与水文参数如下：
（1）气温（℃）
年平均气温：
16.2
极端最高气温：
34.7
极端最低气温：
-3.1
最热月平均气温：
22.4
最冷月平均气温：
7.1
（2）气压（hpa）
多年平均气压870.0
（3）湿度（%）
多年平均相对湿度85
（4）降水量（mm）
多年年平均降水量1511.7
多年年最大降水量
多年年最小降水量
多年最大1d降水量
（5）雷暴日数
多年平均雷暴日数（d）77.4
（6）风速
多年平均风速2.6m/s
最大风速：
（7）风向
全年主导风向SSE-S。
（8）地震烈度
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）抗震区域划分，兴义地区属六度地震区，地震分组为第三组，场地划分为I1类，属抗震有利地段，地震加速度值0.05g，设计地震特征周期值0.35s。
3.3其它使用条件
系统额定频率：
50Hz
电源：
交流电源供电电压：
三相四线380/220V
直流电源供电电压：
220V
二次系统应具有耐受电磁干扰的性能
4.工程概况
兴义市位于贵州省西南隅，处与滇、桂、黔3省（区）毗邻地带。
地处东经104°32′~105º11′，北纬24°38′~25°23′之间，南北长83.6km，东西宽66.3km，面积2911.1km2。
东与安龙县接壤，南隔南盘江与广西自治区隆林、西林两县相望，西与云南省罗平、富源两县隔黄泥河为邻，北与盘县特区和普安、兴仁两县相依，均有公路可达。
兴义城市生活垃圾焚烧发电厂电厂规划规模：
3×300t/d垃圾焚烧炉，配1×12MW+1×6MW凝汽式汽轮发电机组。
一期工程建设2×300t/d焚烧锅炉，配1×12MW凝汽式汽轮发电机组。
电厂厂用电按炉分段并设备用段。
详见电气附图。
工程建设规模：
序号
名称
规模
备注
1
10kV联络线
2回
送电线路
2
10kV市电电源进线
1回
市电电源线路
3
发电机12MW
1台
10.5kV
4
10.5/0.4kV1#、2#厂变2000kVA
2台
5
10.5/0.4kV0#厂变2000kVA
1台
6
10.5/0.69kV1#、2#引风机变500kVA
2台
5.微机综合自动化系统构成及总的要求
5.1微机综合自动化系统总的要求
5.1.1电厂单设主控楼，电气主控室与热工控制室共用，实现机炉电一体化控制。
电气控制采用分散控制系统（DCS），与机炉DCS为同一控制系统，采用先进的计算机网络通讯和控制技术，实现机炉电一体化控制。
电气DCS可实现对一次设备的保护监视、测量、控制、报警、开关状态、记录和远方信息交换等主要功能。
在综保间布置的设备有：
线路保护柜、发电机保护柜、励磁调节柜、电度表柜、安全自动解列柜以及系统远动测量通信设备等。
本电厂采用微机保护与计算机监控系统相结合实现电厂的综合自动化功能，系统应采用成熟先进的全分布、开放式结构设计，按间隔划分、单元化设计、分布式处理。
5.1.2微机综合自动化系统应易于组态，易于使用，易于扩展。
5.1.3微机综合自动化系统的设计应采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。
系统内任一模件发生故障，均不应影响整个系统的工作。
冗余配置的部分应具有双机自动切换功能，切换时间≤10S。
5.1.4系统的参数、报警和自诊断功能应高度集中在计算机上显示和在打印机上打印。
5.1.5微机综合自动化系统应具有与GPS的同步接口，实现系统自动对时。
（GPS全厂设一套由DCS厂家提供，非本次招标内容。
）
5.1.6整个微机综合自动化系统的可利用率至少应为99.9%。
5.1.7微机综合自动化系统应采用有效措施，以防止各类计算机病毒的侵害和微机综合自动化系统内各存储器的数据丢失。
5.1.810kV线路保护及测控、发电机保护与测控、高周切机装置、同期装置、10kV线路低周减载装置、公用测控装置、电度计量等集中组屏安装于综保室内，两回线路保护、测控装置分别组屏。
10kV厂用变压器、10kV母联、10kV市电线路的保护及测控等综合保护单元就地安装在10kV开关柜上、380V电源备用电源自投装置安装380V开关柜上。
5.1.9监控系统必须具有与兴义地调和电厂DCS系统的接口，同时具有对后台监控设备的接口，并可在线选择各种通讯规约；远方及当地控制操作相互闭锁，具有防误操作功能。
与主站接口必须具有双模，双数接收与传输功能。
监控系统必须满足接入系统设计中规定的调度通信要求。
5.1.10监控系统需能够与直流屏、直流接地选线装置、UPS装置、全电子式电能表、高压柜综合控制装置、小电流接地选线装置、变压器温控装置、智能仪表、变频器等通过RS-485口连接，采集数据；并能与发电机励磁装置（每机一套）通过RS-485口连接，实现数据采集及遥控功能。
10kV母线和380V母线电压、电流送到综保室公用测量柜采样后进入监控系统。
监控系统另设X路AI、X路DI采样接口，供用户选择。
现场通讯采集系统应留有足够的扩展接口供用户选用。
5.1.11微机应具备抗电磁干扰的功能。
5.1.12微机保护及监控装置采用中文汉化显示。
5.1.13用于合闸、跳闸连锁及五防的重要控制信号，必须采用硬接线，而不可通过数据通讯总线发送。
5.1.14额定技术参数
（1）控制及保护电源电压：
直流220V
（2）交流电压输入：
100V
（3）交流电流输入：
5A
（4）交流额定输入频率：
50Hz
（5）变送器输出：
4~20mA
（6）屏柜尺寸及颜色：
800X600X2260（宽X深X高），颜色甲方指定。
5.2监控系统功能
微机综合自动化系统应能实现对全厂电气主设备的监视、控制、测量、保护等，能够稳定可靠地接受电力系统调度端的调度管理命令，并实现遥测、遥信等功能。
5.2.1数据采集：
（1）微机综合自动化系统应能对机组和电网二次侧交流信号（电流、电压、脉冲电度等）进行采集，并计算相关的电压、电流、频率、有功功率、无功功率及有功、无功电度等。
（2）微机综合自动化系统应能实现数据采集和处理功能，其范围包括模拟量、开关量。
采集的模拟量需进行相应转换、滤波、精度校验及数据库更新等，按设置的限值对模拟量进行死区判别和越限报警，其报警信息应包括报警条文，参数值及报警时间等。
（3）开关量的采集包括断路器、隔离开关及接地刀的位置信号、继电保护和安全自动装置的动作及报警信号运行监视信号等。
开关量采集方式为无源接点输入，主要开关信号应为双接点输入。
5.2.2运行监测和报警
对全厂电气设备的工况参数进行巡回检测、定时打印、越限报警、发信号并显示记录。
对需要越限报警的电气量、非电气量等进行越限比较。
当实时值超过设定值上限或低于设定值下限时，进行报警处理；越限的实时值恢复正常时，进行提示记录；越限值及复限值可在线整定。
5.2.3事件顺序记录
监控系统对全厂主要设备的状态、主要设备的继电保护动作状态以及事故和故障信号等各种开关量进行监视，对其状态的变化进行顺序记录，事件检出的分辨率为1ms。
事故发生或正常操作导致开关量发生变化时，按动作顺序并带年、月、日、时、分、秒、毫秒的标志进行记录。
5.2.4事故追忆记录
计算机监控系统始终存储事故发生前5秒和事故发生后15秒的主要参数和数据采集值。
包括：
（1）高压线路和母线的三相电压、三相电流和频率；发电机定子三相电压、三相电流及转子电压、电流等。
（2）
（3）相关量记录：
当线路或发电机发生事故时，监控系统同时记录其它各相关元件的对应数值。
（4）
5.2.5控制和操作
（1）微机综合自动化系统根据预定的原则和运行人员输入的命令，进行各断路器、隔离开关分合闸操作，所有操作具备防误动、闭锁等功能。
（2）微机综合自动化系统能对操作过程进行校核和监视，并进行操作记录。
（3）控制包括：
断路器分/合控制等
（4）远方/就地方式切换开关设在配电装置处。
（5）通过液晶显示器（LCD）对电气设备运行参数和设备状态进行监视，画面调用采用键盘和鼠标。
显示的主要画面至少如下：
1）电气主接线图
2）厂用电原理接线图
3）直流及UPS系统图
4）各机组及全厂发电容量曲线图
5）各类趋势曲线，包括实际负荷曲线、模拟量变化曲线等
6）重要模拟量棒形图
7）成组报警画面，相关报警画面
8）运行操作记录统计一览表
9）事故及故障统计一览表
10）继电保护整定值一览表
11）事故追忆记录报告或曲线
12）事故顺序记录的当前和历史报告
13）机、炉主要参数画面
5.2.6人机接口
（1）输入手段：
借助于标准键盘和鼠标，运行人员和查询生产过程的状况或征询操作指导意见，使有关参数、条文通过画面显示或打印出来，可发出断路器跳、合闸等控制命令，并可设置和修改各项给定值和限制。
（2）屏幕显示器：
能自动或运行人员召唤实时显示厂内各主系统的运行状态、主变设备的操作动态过程、事故和故障的内容以及有关参数和画面，事故报警画面具有最高优先权，它可覆盖显示在其它画面的报警区内。
屏幕显示器具有多窗口及动态显示功能，能实现图形的建立、扩充、增/删、漫游、放大、缩小、平移等。
（3）打印机进行实时报警打印，以及报表召唤打印。
5.2.7运行管理指导
（1）自动统计主要设备的运行小时数、动作次数、事故和故障次数等数据，建立设备运行档案，为合理安排设备的运行和维护提供依据。
其内容包括：
（但可不限于此）
1）发电机开机、停机次数、运行小时数、停机备用小时数、检修小时数、电动机启动次数以及运行小时数等。
2）发电机出口断路器及其它机电设备正常及故障情况下动作次数，以及有关技术性能指标记录。
3）退出运行的主要电气设备、装置、器具或回路名称及退出时间记录。
4）建立历史数据库。
存档备案。
5）趋势记录和分析。
6）存贮继电保护整定值。
7）其它。
（2）运行指导：
根据监控系统所存储信息以及实时采集的信息，正常操作或发生事故时，能自动或由运行人员召唤提出操作治安到意见。
其内容包括：
（但可不限于此）
1）对被选定操作的隔离开关、接地刀闸，能立即调出一幅与本开关操作联锁有关的接线图和逻辑状态表达式。
当条件满足时，给出允许操作标志；若不满足时，则指出闭锁原因。
2）根据运行经验及专家意见，列出了常见事故、故障对策表，当发生事故或故障时，可根据监控系统采集到的保护动作、相关设备位置状态及运行参数等信息，确认事故性质，给出相应处理意见，并推出相应画面，为运行人员及时处理事故提供方便。
3）根据需要，提供编制运行和检修操作票的指导，编辑，打印典型操作票。
也可以建立标准操作库，以闭锁错误操作。
5.2.8远动功能
综保厂家应配合接入系统厂家实现远动功能，综保厂家应预留相应的接口，外部设备由接入系统厂家提供。
（1）应采用双通道向兴义地调发送遥测、遥信信息，接收召唤请求。
并可进行通道切换，可记录切换操作。
（2）微机综合自动化系统所采集的远动信息应满足系统调度端对信息内容、精度、实时性和可靠性的要求。
（3）微机综合自动化系统应具备远动装置的全部功能，远动信息、主要技术要求、信息传输方式和通道应符合调度自动化设计技术规程（DL/T5003-2005、DL/T5002-2005）。
满足电网调度实时性、安全性、可靠性和实用化要求。
通讯规约及接口应满足兴义地调主站的要求，具体由用户提供。
5.2.9“五防闭锁”功能
通过程序逻辑使微机综合自动化系统具有常规的电气“五防闭锁”功能，即防止误操作断路器；防止带负荷拉合刀闸；防止带电挂接地线；防止带地线送电；防止误入带电间隔。
应具有计算机模拟开关对位功能，按业主要求主接线图中的开关编号进行编程，能打印出合格的典型操作票，所有闭锁均有防止走“空程序”功能。
5.2.10语音报警功能
微机综合自动化系统应有语音报警功能，语音应采用普通话、女声，并且对事故和故障采用不同频率的音响。
语音报警系统具有扩充能力，用户可以根据自己的需要添加或修改报警信息。
5.2.11发电机指挥信号功能
微机综合自动化系统应具有发电机指挥信号功能，即在电气控制室操作某些设备前，通过软件功能使得此信号在机炉控制系统的LCD上显示出来，提醒机炉值班员注意。
同理，在机炉控制系统操作某些设备前，通过软件功能使得此信号在微机综合自动化系统的LCD上显示出来，提醒电气值班员注意。
5.2.12顺控功能
低压备用电源与工作电源之间的正常切换、暗备用工作变压器之间的正常切换、市电电源与工作电源的切换等均采用顺序切换，卖方编制切换程序，防止非同期并列事故发生。
5.2.13同期功能
微机综合自动化系统应能按同期装置的要求来完成包括发电机同期、线路同期在内的各种设备的同期工作。
同期点设置在线路、发电机、母联开关处，共6处，详附图-02电气主接线及保护配置图。
5.2.14统计和制表打印
统计表格由以下种类：
操作记录统计表，对运行人员在控制室内进行的所有操作项目及每次操作时间作记录，以便于事故分析；事件顺序记录表格；事故和故障统计表；越限异位报警报表；电量分时计度报表（至少可分为四个时段）；时、日、月运行参数累计报表（单台机、总合加等）；设备运行状态报表；继电保护定值表；对正常生产运行定期打印记录，其中包括交接班记录、日报、月报、年报打印；厂内生产各项经济指标。
5.2.15故障自诊断和自恢复功能
微机综合自动化系统具有对系统的硬件、软件工作进行监视和保护的功能，能及时测出故障部位，切除故障模块并在人机界面上给出指示，以便运行人员迅速更换并恢复系统，检测结果可打印记录。
如电源消失，通讯故障，串口故障检测，网络接口故障检测，I/O模块自检与互检，计算机内存自检，各功能模块自恢复（软、硬件看门狗），双机系统故障检测与自动切换等。
微机综合自动化系统每一级都具备自恢复功能，即当微机综合自动化系统出现程序死锁和失控时，能自动恢复到原来状态。
微机综合自动化系统还可以在线运行诊断软件。
当发生程序死锁或失控时，能自动启动冗余系统或发出冗余切换请求，并具备自恢复功能。
5.2.16其它辅助功能
（1）监控系统备品备件管理：
配合监控系统自诊断功能，在显示出故障模件位置、性质的同时可指出备品库里是否存有备用模件及放置位置等，以缩短局部平均停运时间。
（2）程序开发及运行人员培训：
计算机监控系统可允许通过程序开发终端，借助于本系统，进行功能再开发、增修画面等工作，而不影响在线主机运行。
（3）与保护装置的接口
与各间隔层保护装置通过以太网或串行口方式通讯，保证用户所需信息能够采集到监控系统。
（4）与发电机励磁系统的接口
微机综合自动化系统应具备与发电机励磁装置的接口，比如励磁电压调节、励磁电流调节、励磁系统开关量接口等，以及励磁电流、励磁电压等模拟量接口等，开关量按30个DI、20个DO考虑，模拟量按5个DI、5个DO考虑。
（5）与DCS系统的接口
微机综合自动化系统应具备与热工DCS系统的接口，提供约定的通讯协议，现场调试、不得以任何理由拒绝建立通讯、确保与DCS系统无障碍通讯。
5.3综合自动化信息量
5.3.1发电机（一台12MW，二期增加一台6MW）
遥控量：
发电机母线侧断路器分、合闸。
发电机励磁调节器增磁、减磁、增速、减速、起励、灭磁等。
发电机励磁开关起励、合闸、跳闸。
遥测量：
3U，3I，Uab，Ubc，Uca，P，Q，COSφ，f，Wh，Varh
遥信量：
发电机差动保护动作、差动回路断线、转子一点接地、转子两点接地保护、定子单相接地、复合电压过流保护动作、控制回路断线、断路器位置、手车位置、弹簧未储能信号、装置故障、装置失电
远动信号：
发电机电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、断路器位置、事故跳闸
5.3.210kV输电线路（两回）
遥控量：
断路器分、合闸。
遥测量：
3U，3I，f，P，Q，COSφ，Wh，Varh
遥信量：
保护动作、后备保护动作、单相接地、低周低压解列动作、过负荷、弹簧未储能信号、控制回路断线、断路器位置、手车位置、装置失电、装置故障及重合闸动作信号。
5.3.310kV市电电源线路（一回）
遥控量：
遥测量：
3U，3I，f，P，Q，COSφ，Wh，Varh
遥信量：
手车位置，控制回路断线，保护动作，装置故障，线路失压。
5.3.410kV母联（1回）
遥控量：
开关分、合闸。
遥测量：
Ia，Ic，P，Q
遥信量：
断路器分闸位置、合闸位置、手车位置，弹簧未储能。
5.3.510kV1#，2#厂用变压器，10kV0#厂用变压器（共3回）
遥控量：
高压和低压开关分、合闸。
遥测量：
Ia，Ic，P，Q，Wh，Varh
遥信量：
保护动作，装置故障，断路器分、合闸位置，手车位置，控制回路断线，弹簧未储能。
5.3.610kV1#，2#引风机变压器（2回）
遥控量：
高压开关分、合闸。
遥测量：
Ia，Ic，P，Q
遥信量：
保护动作，装置故障，断路器分、合闸位置，手车位置，控制回路断线，弹簧未储能。
5.3.7380V备自投
遥信量：
380V厂用电进线开关及备用电源进线开关的分、合闸位置，BZT动作信号。
5.3.8公用部分
遥测量：
380V各段厂用电电压Uab，Ubc
10kV0段、I段、II段母线电压Ua，Ub，Uc，Uab，Ubc，Uac，3U0
直流电源电压、UPS电源电压
遥信量：
全站事故总信号
全站预告总信号
UPS屏：
交流电源失电、开关位置信号
直流屏：
直流屏交流失电
电池熔丝断
电源进线电压异常
电池电压异常
控制母线电压异常
模块故障
直流检测装置动作等
5.3.9通讯信息采集部分
按通讯网络图配置通讯网络，采集各层、各间隔的信息。
5.4继电保护
继电保护装置全部采用微机型，并应符合“继电保护和安全自动装置技术规程”和“电力装置的继电保护和自动装置设计规范”。
5.4.1发电机保护
1）发电机纵联差动保护
2）定子绕组接地保护
3）复合电压启动的过电流保护
4）定子绕组过负荷保护
5）励磁回路一点及两点接地保护
6）失磁保护
7）低频低压解列及高频切机保护
8）其它保护：
热工保护（DCS系统、DEH系统保护动作联跳）、励磁系统故障、励磁开关联跳。
5.4.210kV输电线路保护
根据接入系统设计10kV输电线路要求：
垃圾发电厂2回10kV线路接入系统，在2回接入系统线路的两侧分别各配置1套常规微机型线路保护测控装置。
保护配置如下：
110kV郑屯变10kV侧：
电流速断、过流、检无压三相一次重合闸；垃圾焚烧发电厂侧：
电流速断、过流、检同期三相一次重合闸。
更为详细的要求详见业主提供的《黔西南州兴义市鸿大环保电力有限公司兴义城市生活垃圾焚烧发电厂1×12MW一期工程接入系统设计（收口版）》及其评审意见。
5.4.310kV市电电源进线保护
1）速断
2）过流
3）单相接地
5.4.410kV1#，2#厂用变压器，10kV0#厂用变压器
1）纵联差动保护
2）电流速断
3）相间短路
4）接地保护
5）过电流保护
6）过负荷保护
5.4.510kV1#，2#引风机变压器
1）电流速断
2）相间短路
3）接地保护
4）过电流保护
5）过负荷保护
5.4.610kV母联保护
充电保护
保护动作应有保持信号，并向监控系统传送数据。
保护装置有自检功能，出现异常时闭锁保护动作，并发出告警信号；保护装置控制电源为直流220V、5A；PT：
100V。
一般配（过流保护，跳母联断路器。
过负荷发信号。
）
5.4.710kV母线保护
不单设母线保护，由发电机和线路的后备保护来实现。
5.5自动装置
5.5.1备用电源自动投入装置
380V工作电源（380VI、II段）与备用电源（380V0段）之间采用明备用。
5.5.2同期装置
采用微机自动准同期装置，同期点有5处，备用3处，按8个同期点考虑。
5.5.3试验电源柜
配一套试验电源柜。
5.6主要技术指标
5.6.1系统功能主要指标
1）系统可用率超过99.9%
2）系统时钟误差＜±5毫秒
3）CPU平均负荷率：
正常状态下＜30%
事故状态下＜50%
4）网络正常平均负荷＜25%，在告警状态下10s内＜40%
5）人机工作站存储器的存储容量满足两年的运行要求，且不大于总容量的60%。
6）数据精度：
测量量7为有效数字，脉冲电度14位有效数字
7）准确率：
遥信变位响应率100%，遥控正确率100%
8）模拟量测量误差：
电流电压＜±0.2%，有、无功功率及有、无功电度量测量误差≤±0.5%，频率≤±0.02Hz
9）时间检测、记
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