CN107976980B - 大型调相机dcs控制一键启停系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于调相机机组热工控制技术领域，尤其涉及一种大型调相机DCS控制一键启停系统及方法，具体是一种大型调相机自动启停的方法。本发明系统是通过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。本发明DCS具有与第三方控制系统双向冗余通讯功能，降低运维成本，提高调相机自动化水平。实现调相机的一键启停，可有效降低运行人员的劳动强度，实现调相机少人值班或无人值守。与换流站监控系统之间的互联，可实现无功的协调控制，保证电网安全经济高质运行。

Description

大型调相机DCS控制一键启停系统及方法

技术领域

本发明属于调相机机组热工控制技术领域，尤其涉及一种大型调相机DCS控制一键启停系统及方法，具体是一种大型调相机自动启停的方法。

背景技术

电网运行经验表明，已建成的±500kV交直流特高压电网联合运行存在耦合的问题，直流系统发生故障时会对交流系统产生较大的瞬时冲击功率，进而引发交流系统的电压稳定问题。为了实现远距离大容量特高压输电，在直流特高压长距离大容量的电能输送过程中，需要大量的无功功率支撑，尤其是在各种扰动发生时导致的电压波动过程中，动态的无功支撑更为重要。

调相机，可以快速向系统发出或吸收大容量无功功率，并利用自身的机械和电磁特性保证大电网电压的稳定。国家电网公司直流特高压大型调相机工程正由初步设想走向全面实施， 按照规划，将在“十三五”期间在我国已建或在建直流特高压工程中加装40余台300MVar级大型容量调相机组，这是世界上首次在特高压电网大规模配套建设大容量调相机。通过首批调相机工程建设实践，统一技术标准，统一建管模式，统一集约化运维，引领调相机技术发展。落实我国能源战略措施、实现远距离大容量输电的最有力措施。

通过前期调研调相机逻辑相关资料表明，现有的国内电站的DCS系统设计不能满足调相机机组的要求，极少能满足一键启停按钮后不须运行人员做任何干预手段程度，多采用断点控制方式，每个断点的执行均需人为确认才能开始。而调相机的启动、并网和运行方式与火电机组及燃机并不相同，也没有类似的案例可以提供借鉴。因此，大型调相机自动启停的方法为保证调相机机组主、辅机设备的启停过程中严格遵守运行规程，减少运行人员的误操作，增强主、辅机设备启停及运行的全程自动化水平。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种大型调相机DCS控制一键启停系统及方法，其目的是通过现有DCS系统，降低运行人员的劳动强度，提高机组运行的安全性和经济性。

本发明实现上述发明目的，是通过采用以下技术方案实现的：

大型调相机DCS控制一键启停系统，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；控制范围包括励磁系统、变频启动系统、冷却系统、油系统及其他辅助系统。

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；所述机组级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。

所述调相机一键启停系统的停止主程序，与启动主程序顺序相反，首先通过DCS系统发至励磁系统的无功归零的指令把调相机无功负荷降到0，然后再依次断开高压断路器和灭磁开关；如果需要在低速阶段快速停机，那么需要投入制动装置；DCS系统发出制动装置急停的指令到该装置；具体操作步骤包括：

（1）停止主程序第一步当停机主程序触发后，通过励磁系统把调相机无功降到零。如果以上条件满足则进入下一个步序，否则退出；

（2）第二步是调相机无功降到零后，分并网开关。判断是否解列，下一步是主励磁停机，机端电压降低至5%额定电压以下后，灭磁开关跳闸；

（3）解列后调相机处于惰走状态，机组惰转至500rpm/min联启顶轴油泵；

（4）第四步是在顶轴油泵启动后，转速下降过程判断是否预选了制动停机，如果预选了制动停机的话，再判断调相机转速是否小于30rpm/min时投入机械制动装置，把转速降到零，否则需要等待调相机自己惰走到零转速；调相机监视仪表发出零转速信号后联启盘车装置；

（5）第五步是调相机在完全静止后计时一定时间，停止调相机的辅助系统，高顶油泵停止、然后润滑油泵停止、冷却水泵停止，除雾风机停止、空冷岛风机停止；投入加热器，主流程结束。

大型调相机DCS控制一键启停方法，包括以下步骤：

第一步：辅机的顺序控制；包括以下系统：除盐水处理及闭式加药系统、加热系统，冷却水系统，润滑油系统，顶轴油系统以及空冷岛系统；使冷却水压力和流量、润滑油压力、顶轴油压力、满足正常启动要求；

第二步：静止变频启动SFC；当第一步辅机顺控启动备妥后，停止盘车后，启动励磁系统，然后启动SFC系统，调相机转速达到3150时DCS发出退出SFC拖动，调相机进入惰转状态。

第三步：停机惰走，启动同期装置；当机端电压和频率达到同期要求范围内闭合断路器；同期并网前没有原动力支撑，一直处于惰走降速过程，同期装置捕捉并网点；在较短的堕转过程中，要依次完成SFC系统退出、启动励磁和主励磁的切换、调相机机端升压、同期点捕捉、并网开关合闸；

第四步：调相机并网后的无功调节AVC；与换流站监控系统实现快速通信，实现快速无功调节，通过改变调相机的无功给定值来改变机端电压和输出无功功率，保证调相机稳态运行时有较大无功调节裕度；

在执行一键启停指令时，程序智能执行调相机启动和停止的全过程；

在执行一键启停指令时，调相机监控系统要协调完成对励磁系统和变频启动装置及主回路断路器的控制，实现启动励磁和主励磁的切换及同期并网。

所述无功调节AVC，通过改变调相机的无功给定值来改变机端电压和输出无功功率，保证调相机稳态运行时有较大无功调节裕度；具体操作步骤包括：

（1）从换流站采集的实时运行数据，无功目标值或设定的电压控制曲线，对调相机无功/电压进行在线闭环控制；

（2）设计了两个回路无功/电压可以无扰的切换，当选择无功目标值调节回路时，接受换流站的无功目标值指令与调相机的无功功率，两者比较计算后，DCS向发调相机的励磁系统发送增减磁信号以调节调相机的无功，达到主站控制目标，实现调相机的无功自动控制；

（3）当选择系统电压为目标值时，也是通过励磁系统来维持系统电压的稳定。

本发明的优点及有益效果是：

（1）通过现有DCS监控系统，把调相机本体及辅助系统及调相机电气系统都纳入在一起，并且DCS具有与第三方控制系统双向冗余通讯功能，例如换流站监控系统、电网调度远动网关机、远程诊断监控系统、电气安稳系统等，实现换流站的主控制室内实现对调相机组的监视和控制。降低了运维成本，提高了调相机自动化水平。

（2）实现调相机的一键启停，可有效降低运行人员的劳动强度，实现调相机少人值班或无人值守。

（3）与换流站监控系统之间的互联，可实现无功的协调控制，保证电网安全经济高质运行。

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细的说明，但不受本实施例所限。

附图说明

图1是本发明调相机DCS系统网络配置图；

图2是本发明调相机一键启停结构框图；

图3是本发明调相机顺序启动流程图；

图4是本发明调相机顺序停止流程图；

图5是本发明中AVC控制SAMA图。

具体实施方式

本发明是一种大型调相机DCS控制一键启停系统及方法，如图1所示，图1是本发明调相机DCS系统网络配置图。从硬件配置方面，本发明大型调相机DCS控制一键启停系统是通过现有的DCS监控系统，把调相机本体及辅助系统及调相机电气系统都结合在一起，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等组成。

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。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，公用系统包括化学水、电气公用系统等。

本发明虽是通过现有的DCS监控系统实现的，但是要求DCS监控系统设置中的控制器、电源、通讯卡件严格上是必须冗余的，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。

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，可通过专用底座或专用转接端子板；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；本发明调相机DCS系统采用后一种冗余方式，虽然成本增加了一些，但可靠性显著提高，冗余是非常必要的。

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、故障录波等；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具备与换流站监控系统信息联动功能。

调相机监控系统DCS在硬件上应满足电网无功电压控制(AVC)快速处理能力，要求DPU运算周期，不应大于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能够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等。主要系统包括调相机本体，励磁系统、升压变、起动系统、冷却系统、油系统以及监控和保护系统等组成。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、故障录波等系统。

本发明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。因此自如切换才能提高调相机程控使用的实用性与安全性。

控制范围：励磁系统、变频启动系统、冷却系统、油系统及其他辅助系统。

本发明大型调相机DCS控制一键启停方法，包括以下步骤：

第一步：辅机的顺序控制。包括以下系统：除盐水处理及闭式加药系统、加热系统，冷却水系统，润滑油系统，顶轴油系统，空冷岛系统。使冷却水压力和流量、润滑油压力、顶轴油压力、满足正常启动要求。

第二步：静止变频启动SFC。当第一步辅机顺控启动备妥后，停止盘车后，启动励磁系统，然后启动SFC系统，调相机转速达到3150时DCS发出退出SFC拖动，调相机进入惰转状态。

第三步：停机惰走，启动同期装置。当机端电压和频率达到同期要求范围内闭合断路器。同期并网前没有原动力支撑，一直处于惰走降速过程，同期装置捕捉并网点。在较短的堕转过程中，要依次完成SFC系统退出、启动励磁和主励磁的切换、调相机机端升压、同期点捕捉、并网开关合闸。

第四步：调相机并网后的无功调节AVC。与换流站监控系统实现快速通信，实现快速无功调节，通过改变调相机的无功给定值来改变机端电压和输出无功功率，保证调相机稳态运行时有较大无功调节裕度。

在执行一键启停指令时，不需要断点，不需要运行人员判断去干预，程序智能执行调相机启动和停止的全过程。

在执行一键启停指令时，调相机监控系统要协调完成对励磁系统和变频启动装置及主回路断路器的控制，实现启动励磁和主励磁的切换及同期并网。

如图2所示，图2是本发明调相机一键启停结构框图。表示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。

大型调相机DCS控制一键启停系统及方法包括一键启动和一键停止两个功能组。

所述机组级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、电气系统等等。

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。

如图2所示，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。

如图3所示，图3是本发明调相机顺序启动流程图。是调相机启动的主程序，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。这时程控系统设计了快速再次启动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。

如图4所示，图4是本发明调相机顺序停止流程图。与启动主程序顺序相反，需要注意的是，首先通过DCS系统发至励磁系统的无功归零的指令把调相机无功负荷降到0，然后再依次断开高压断路器和灭磁开关。如果需要在低速阶段快速停机，那么需要投入制动装置。DCS系统发出制动装置急停的指令到该装置。

具体操作步骤包括：

（1）停止主程序第一步当停机主程序触发后，通过励磁系统把调相机无功降到零。如果以上条件满足则进入下一个步序，否则退出。

（2）第二步是调相机无功降到零后，分并网开关。判断是否解列，下一步是主励磁停机，机端电压降低至5%额定电压以下后，灭磁开关跳闸。

（3）解列后调相机处于惰走状态，机组惰转至500rpm/min联启顶轴油泵。

（4）第四步是在顶轴油泵启动后，转速下降过程判断是否预选了制动停机，如果预选了制动停机的话，再判断调相机转速是否小于30rpm/min时投入机械制动装置，把转速降到零，否则需要等待调相机自己惰走到零转速。调相机监视仪表发出零转速信号后联启盘车装置。

（5）第五步是调相机在完全静止后计时一定时间，停止调相机的辅助系统，高顶油泵停止、然后润滑油泵停止、冷却水泵停止，除雾风机停止、空冷岛风机停止；投入加热器。主流程结束。

如图5所示，图5是本发明中AVC控制SAMA图。具体是调相机并网后的无功调节（AVC）。通过改变调相机的无功给定值来改变机端电压和输出无功功率，保证调相机稳态运行时有较大无功调节裕度。

具体操作步骤包括：

（1）从换流站采集的实时运行数据，无功目标值或设定的电压控制曲线，对调相机无功/电压进行在线闭环控制。

（2）设计了两个回路无功/电压可以无扰的切换，当选择无功目标值调节回路时，接受换流站的无功目标值指令与调相机的无功功率，两者比较计算后，DCS向发调相机的励磁系统发送增减磁信号以调节调相机的无功，达到主站控制目标，实现调相机的无功自动控制。

（3）当选择系统电压为目标值时，也是通过励磁系统来维持系统电压的稳定。

Claims (4)

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。

2.根据权利要求1所述的大型调相机DCS控制一键启停系统，其特征是：所述调相机一键启停系统的停止主程序，与启动主程序顺序相反，首先通过DCS系统发至励磁系统的无功归零的指令把调相机无功负荷降到0，然后再依次断开高压断路器和灭磁开关；如果需要在低速阶段快速停机，那么需要投入制动装置；DCS系统发出制动装置急停的指令到该装置；具体操作步骤包括：

（1）停止主程序第一步当停机主程序触发后，通过励磁系统把调相机无功降到零；如果以上条件满足则进入下一个步序，否则退出；

（2）第二步是调相机无功降到零后，分并网开关；判断是否解列，下一步是主励磁停机，机端电压降低至5%额定电压以下后，灭磁开关跳闸；

（3）解列后调相机处于惰走状态，机组惰转至500rpm/min联启顶轴油泵；

（4）第四步是在顶轴油泵启动后，转速下降过程判断是否预选了制动停机，如果预选了制动停机的话，再判断调相机转速是否小于30rpm/min时投入机械制动装置，把转速降到零，否则需要等待调相机自己惰走到零转速；调相机监视仪表发出零转速信号后联启盘车装置；

（5）第五步是调相机在完全静止后计时一定时间，停止调相机的辅助系统，高顶油泵停止、然后润滑油泵停止、冷却水泵停止，除雾风机停止、空冷岛风机停止；投入加热器，主流程结束。

3.大型调相机DCS控制一键启停方法，其特征是：包括以下步骤：

第一步：辅机的顺序控制；包括以下系统：除盐水处理及闭式加药系统、加热系统，冷却水系统，润滑油系统，顶轴油系统以及空冷岛系统；使冷却水压力和流量、润滑油压力、顶轴油压力、满足正常启动要求；

第二步：静止变频启动SFC；当第一步辅机顺控启动备妥后，停止盘车后，启动励磁系统，然后启动SFC系统，调相机转速达到3150时DCS发出退出SFC拖动，调相机进入惰转状态；

第三步：停机惰走，启动同期装置；当机端电压和频率达到同期要求范围内闭合断路器；同期并网前没有原动力支撑，一直处于惰走降速过程，同期装置捕捉并网点；在较短的堕转过程中，要依次完成SFC系统退出、启动励磁和主励磁的切换、调相机机端升压、同期点捕捉、并网开关合闸；

第四步：调相机并网后的无功调节AVC；与换流站监控系统实现快速通信，实现快速无功调节，通过改变调相机的无功给定值来改变机端电压和输出无功功率，保证调相机稳态运行时有较大无功调节裕度；

在执行一键启停指令时，程序智能执行调相机启动和停止的全过程；

在执行一键启停指令时，调相机监控系统要协调完成对励磁系统和变频启动装置及主回路断路器的控制，实现启动励磁和主励磁的切换及同期并网。

4.根据权利要求3所述的大型调相机DCS控制一键启停方法，其特征是：所述无功调节AVC，通过改变调相机的无功给定值来改变机端电压和输出无功功率，保证调相机稳态运行时有较大无功调节裕度；具体操作步骤包括：

（1）从换流站采集的实时运行数据，无功目标值或设定的电压控制曲线，对调相机无功/电压进行在线闭环控制；

（2）设计了两个回路无功/电压可以无扰的切换，当选择无功目标值调节回路时，接受换流站的无功目标值指令与调相机的无功功率，两者比较计算后，DCS向发调相机的励磁系统发送增减磁信号以调节调相机的无功，达到主站控制目标，实现调相机的无功自动控制；

（3）当选择系统电压为目标值时，也是通过励磁系统来维持系统电压的稳定。

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