电气自动化仪表论文

论电气自动化控制系统的设计思想 【论文关键词】：电气自动化；控制系统；设计思想；系统功能 【论文摘要】：文章通过介绍电气综合自动化系统的功能，讨论了目前电气自动化控制系统的设计思想（以发电厂为例子），展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。设各智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能，通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域，基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。 一、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、励磁变压器保护控制。 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，PSS(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间要口求接，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。 二、电气自动化控制系统的设计思想 1．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。但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入监控，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而造成误操作的可能性。 2．远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建 3．现场总线监控方式 目前，对于以太网(Ethernet)、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、I/0卡件、模拟量变送器等，而

1 彭志炜 香港大学特邀学术报告 电力系统电压稳定 52 钱进 全国能源与动力工程学科暨热能与动力工程专业教学研讨会 热能与动力工程 93 朱兵 全国能源与动力工程学科暨热能与动力工程专业教学研讨会 热能与动力工程 94 郝正航 全国高等学校电力系统及其自动化专业第十九届学术年会 电力系统及其自动化 105 黄明琪 中国自动化学会、中国仪器仪表学术年会（西南地区） 自动化 106 钱进 全国能源与动力工程学科热工基础课程教学基本要求研讨会 热能与动力工程 117 陈进军 第2届全国信息获取与处理学术会议 信息获取与处理学术 88 李捍东 全国嵌入式系统学术研讨会 嵌入式系统 89 邱国跃 全国电气工程及其自动化学科建设研讨会 电气工程及其自动化 910 李捍东 中国西南自动化学术年会 自动化 1011 黄明琪 中国西南自动化学术年会 自动化 1012 李民族 第21届全国电气工程及其自动化学术年会 电气工程及其自动化 1113 唐晓玲 第21届全国电气工程及其自动化学术年会 电气工程及其自动化 1114 李民族 第5届国际电力电子与驱动控制会议 电力电子与驱动控制 815 文方 中国自动化学会、中国仪器仪表学术年会（西南地区） 自动化 816 黄明琪 中国自动化学会、中国仪器仪表学术年会（西南地区） 自动化 817 谢宗安 中国自动化学会、中国仪器仪表学术年会（西南地区） 自动化 818 李捍东 中国自动化学会、中国仪器仪表学术年会（西南地区） 自动化 819 刘敏 Proceedings of 2006 China International conference on Electricity Distribution 电力系统及其自动化 1020 赵菁 Proceedings of 2006 China International conference on Electricity Distribution 电力系统及其自动化 1021 黄明琪 2006年中国自动化学会理事会 自动化 1122 李泽滔 2006年中国自动化学会理事会 自动化 1123 黄明琪 2006年中国自动化学会第四届中国企业自动化与信息化建设论坛暨学术会议 企业自动化与信息化建设 1124 李泽滔 2006年中国自动化学会第四届中国企业自动化与信息化建设论坛暨学术会议 企业自动化与信息化建设 1125 黄明琪 2006年中国自动化学会工作会议 自动化 11

摘要：电气自动化在水电站中的应用主要体现在水电站的自动化方面，本文在此基础上阐述了水电站自动化的作用和内容，并进一步分析了设备选型及自动化设计。　　关键词：电气自动化 水电站 应用　　一、引言　　随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展，电气自动化在水电站中也得到了广泛应用，这又主要体现在水电站的自动化方面。水电站的自动化是实现水轮发电机组自动化的关键部分，是利用计算对整个水电生产过程监控的“耳目”“手脚”，它担负自动监测机组和辅助设备的状态，发出拟定的报警信号、执行自动操作任务。水电站自动化的程度取决于电站的规模，电站的型式及主要机电设备的性能。　　水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视，能够在无人(或少人)直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志，同时，自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。水电站自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。　　二、水电站自动化的内容　　水电站自动化的内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说，水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视几个方面。　　(一)完成对水轮发电机组运行方式的自动控制　　一方面，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化，使得上述各项操作按设定的程序自动完成；另一方面，自动维持水轮发电机组的经济运行，根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数，在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外，在工作机组发生事故或电力系统频率降低时，可自动起动并投入备用机组；系统频率过高时，则可自动切除部分机组。　　(二)完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视　　如对发电机定子和转子回路各电量的监视，对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视，对机组润滑和冷却系统工作的监视，对机组调速系统工作的监视等。出现不正常工作状态或发生事故时。迅速而自动地采取相应的保护措施，如发出信号或紧急停机。　　(三)完成对辅助设备的自动控制　　包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制，并发生事故时自动地投入备用的辅助设备。　　(四)完成对主要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、监视和保护。　　(五)完成对水工建筑物运行工况的控制和监视　　如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否堵塞的监视，上下游水位的测量监视，引水压力管的保护(指引水式电站)等。中心

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