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【摘要】随着全球经济的一体化进程的不断加快,世界经济步入了新知识经济时代,越来越多的高新科学技术应用于社会各个领域,而电气自动化控制系统,作为当今时代应用最广泛的技术已逐渐被世人所关注。本文从多个方面对电气自动控制系统进行分析。
【关键词】电气自动化 控制系统 设计思想
中图分类号:F407文献标识码: A
一 前言
自从我国加入WTO后,电气自动化系统在日常生活中的应用越加广泛,所以要对电气自动化系统的设计做出分析和研究,才能发挥出创新精神,努力使电气自动化系统符合实际生产的需求,推动我国经济的不断发展。
二 电气综合自动化系统的功能
根据单元机组的运行和电气控制的特点.应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为:
1.发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。
2.发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控崩。
3.发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作.控制方式切换,增磁、减磁操作。E SS(电力系统稳定器)的投退。
4.220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网.
5.6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。
6.380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。
7.高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。
8.柴油发电机组和保安电源控制和操作。
9.直流系统和LPS系统的监视。
对于发变组保护等主保护和安全自动装置.因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度.可能增加相当大的费用,故可以保留。但是它们与DCS问要口求接。控制采用硬接线,利用通讯方式传输自动装置信息。并可以通过DCS进行事故追忆。
三 电气自动化控制系统的设计思想
第一,集中监控方式,这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高。系统设计容易。由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进^监控。伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂。查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂造成误操作的可能性。
第二,电气自动化控制系统的远程监控。远程监控在实际运行过程中具有安装简单,维护成本不高、扩展性好,实时传输数据的性能好等特点。然而,因为Lon works与CAN总线等通讯速度较慢,无法与电气部分的通讯量进行匹配,直接造成此种监控形式只适合一些小型设备系统的监控,对大型设备的电气自动化系统的构建无法应用。
第三,电气自动化控制系统的现场总线监控。目前,对于以太网,现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外.还可以减少大量的隔离设备、端子柜、加卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接。可以节省大量控制电缆。节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任—装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
四 电气自动化控制体统的功能
控制回路是为了保证主回路线路运行的稳定与安全,能够实现某项控制功能
的若干个电子组件的组合的电气设备之一。这种设备要有以下功能:
1.自动控制功能。对于电气自动化控制系统,当设备出了故障时,需要开关自动切断电路以保障安全,使得具有自动控制功能的电气操作设备成为必要设备。
2.保护功能。电气设备在运行过程中会时常发生不可预知的故障,电压或电流以及功率等会超过设备与线路允许工作的范围与限度,这就需要一套能够检测这些故障信号并对设备和线路进行自动处理的保护设备。
3.监视功能。对于控制系统中最重要的自变量电是肉眼看不见的,一台机器设备是否带电或断电,从外表看无法分辨,这就需要借助传感器的各项功能,设置各种视听信号,对整个系统的实时变化做出监控。
4.測量功能。视听信号只能定性地表明各设备的工作状态,具体的电气设备的工作情况还需专业设备测量出线路的各种参数(如电压、电流、功率和频率的大小等)。
五 电气自动化控制应用
电气自动化控制的应用涉及到各行各业, 以电厂发电系统为例, 对电气自动化控制系统应用加以阐明。
1.数据采集和计算机处理系统
计算机处理系统主要是指以计算机为基础的处理系统,通常由输入、输出、处理三部分组成。在电厂系统中的应用主要包括参数输入、参数显示、性能计算、报表打印、异常报警、事故序列记录等,通过对数据的一系统操作可以达到对电厂电气部分的控制。
2.汽机电液调节系统
在没有出现电液调节系统之前,我国的汽机控制大多都采用液压控制系统,随着技术的不断进步,对设备、电气元件以及电液转换器可靠性也不断加强。并且,高压抗燃油伺服机构的使用,使得电调系统能够和汽机配套设备较好的协调,这就达到了对转速、电功率、调节级后压力等的控制。由盘车开始对汽轮发电机组进行控制,依次经过冲转,暖机,升速,阀切换,并网,带初负荷,加负荷,直到正常发电。汽机电液调节系统主要参与电网的一次调频,并且可以通过电网的调度去改变负荷。这样不仅保证了机组的运行安全,而且延长了机组的寿命,此外,还在机组稳态运行的前提下,提高了机组的经济性。
3.汽机旁路系统
为了解决汽轮机空载流量与锅炉最低负荷不一致的矛盾,同时为了保护再热器回收工质,中间再热式机组应设置旁路系统。其中,旁路控制系统由高/低压旁路温度调节系统和高/ 低压旁路压力调节系统组成,各个旁路上都有截止阀,这些个旁路阀门执行器就是由电气自动化控制系统控制,阀门的开度就是根据系统运行中的力矩及速度大小来确定,并以此来选择电动还是电液执行器。
六 探讨电气自动化控制系统的发展趋势
0Pc技术的出现,IEc61131的颁布,以及Micr09曲的Windows平台的广泛应用,使得未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。IEc6113I已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc客户机服务器体系结构、以太网引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和r I.平台的融和。电子商务的普及将加速着这—过程。因特尔技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面栅设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。
七 结束语
通过以上的分析,我们可以看出,电气自动化系统给我们的生活和企业的生产带来的影响,在经济全球化的今天,我们更要大力发展这种高新技术,才能够占领更多市场份额。
参考文献
[1] 史锦春 论电气自动化控制系统的设计思想 商情—2011年8期 第75页
[2] 许文彬 论电气自动化控制系统的设计思想 中小企业管理与科技—2013年17期 第54页
[3] 周艳惠 电气自动化控制系统的设计 中国新技术新产品—2014年21期 第63页
[4] 郑兰奎 论电气自动化控制系统的设计思想 科技致富向导—2013年6期 第34页
【关键词】电气自动化 控制系统 设计思想
中图分类号:F407文献标识码: A
一 前言
自从我国加入WTO后,电气自动化系统在日常生活中的应用越加广泛,所以要对电气自动化系统的设计做出分析和研究,才能发挥出创新精神,努力使电气自动化系统符合实际生产的需求,推动我国经济的不断发展。
二 电气综合自动化系统的功能
根据单元机组的运行和电气控制的特点.应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为:
1.发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。
2.发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控崩。
3.发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作.控制方式切换,增磁、减磁操作。E SS(电力系统稳定器)的投退。
4.220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网.
5.6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。
6.380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。
7.高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。
8.柴油发电机组和保安电源控制和操作。
9.直流系统和LPS系统的监视。
对于发变组保护等主保护和安全自动装置.因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度.可能增加相当大的费用,故可以保留。但是它们与DCS问要口求接。控制采用硬接线,利用通讯方式传输自动装置信息。并可以通过DCS进行事故追忆。
三 电气自动化控制系统的设计思想
第一,集中监控方式,这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高。系统设计容易。由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进^监控。伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂。查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂造成误操作的可能性。
第二,电气自动化控制系统的远程监控。远程监控在实际运行过程中具有安装简单,维护成本不高、扩展性好,实时传输数据的性能好等特点。然而,因为Lon works与CAN总线等通讯速度较慢,无法与电气部分的通讯量进行匹配,直接造成此种监控形式只适合一些小型设备系统的监控,对大型设备的电气自动化系统的构建无法应用。
第三,电气自动化控制系统的现场总线监控。目前,对于以太网,现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外.还可以减少大量的隔离设备、端子柜、加卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接。可以节省大量控制电缆。节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任—装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
四 电气自动化控制体统的功能
控制回路是为了保证主回路线路运行的稳定与安全,能够实现某项控制功能
的若干个电子组件的组合的电气设备之一。这种设备要有以下功能:
1.自动控制功能。对于电气自动化控制系统,当设备出了故障时,需要开关自动切断电路以保障安全,使得具有自动控制功能的电气操作设备成为必要设备。
2.保护功能。电气设备在运行过程中会时常发生不可预知的故障,电压或电流以及功率等会超过设备与线路允许工作的范围与限度,这就需要一套能够检测这些故障信号并对设备和线路进行自动处理的保护设备。
3.监视功能。对于控制系统中最重要的自变量电是肉眼看不见的,一台机器设备是否带电或断电,从外表看无法分辨,这就需要借助传感器的各项功能,设置各种视听信号,对整个系统的实时变化做出监控。
4.測量功能。视听信号只能定性地表明各设备的工作状态,具体的电气设备的工作情况还需专业设备测量出线路的各种参数(如电压、电流、功率和频率的大小等)。
五 电气自动化控制应用
电气自动化控制的应用涉及到各行各业, 以电厂发电系统为例, 对电气自动化控制系统应用加以阐明。
1.数据采集和计算机处理系统
计算机处理系统主要是指以计算机为基础的处理系统,通常由输入、输出、处理三部分组成。在电厂系统中的应用主要包括参数输入、参数显示、性能计算、报表打印、异常报警、事故序列记录等,通过对数据的一系统操作可以达到对电厂电气部分的控制。
2.汽机电液调节系统
在没有出现电液调节系统之前,我国的汽机控制大多都采用液压控制系统,随着技术的不断进步,对设备、电气元件以及电液转换器可靠性也不断加强。并且,高压抗燃油伺服机构的使用,使得电调系统能够和汽机配套设备较好的协调,这就达到了对转速、电功率、调节级后压力等的控制。由盘车开始对汽轮发电机组进行控制,依次经过冲转,暖机,升速,阀切换,并网,带初负荷,加负荷,直到正常发电。汽机电液调节系统主要参与电网的一次调频,并且可以通过电网的调度去改变负荷。这样不仅保证了机组的运行安全,而且延长了机组的寿命,此外,还在机组稳态运行的前提下,提高了机组的经济性。
3.汽机旁路系统
为了解决汽轮机空载流量与锅炉最低负荷不一致的矛盾,同时为了保护再热器回收工质,中间再热式机组应设置旁路系统。其中,旁路控制系统由高/低压旁路温度调节系统和高/ 低压旁路压力调节系统组成,各个旁路上都有截止阀,这些个旁路阀门执行器就是由电气自动化控制系统控制,阀门的开度就是根据系统运行中的力矩及速度大小来确定,并以此来选择电动还是电液执行器。
六 探讨电气自动化控制系统的发展趋势
0Pc技术的出现,IEc61131的颁布,以及Micr09曲的Windows平台的广泛应用,使得未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。IEc6113I已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc客户机服务器体系结构、以太网引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和r I.平台的融和。电子商务的普及将加速着这—过程。因特尔技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面栅设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。
七 结束语
通过以上的分析,我们可以看出,电气自动化系统给我们的生活和企业的生产带来的影响,在经济全球化的今天,我们更要大力发展这种高新技术,才能够占领更多市场份额。
参考文献
[1] 史锦春 论电气自动化控制系统的设计思想 商情—2011年8期 第75页
[2] 许文彬 论电气自动化控制系统的设计思想 中小企业管理与科技—2013年17期 第54页
[3] 周艳惠 电气自动化控制系统的设计 中国新技术新产品—2014年21期 第63页
[4] 郑兰奎 论电气自动化控制系统的设计思想 科技致富向导—2013年6期 第34页