发电厂电气部分论文水轮发电机 论文

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发电厂电气部分论文水轮发电机 论文
发电厂 DCS 系统电气应用分析
[摘 要]DCS 系统在发电厂发电机组控制中的应用已有十多年的历史了，而且 正在越来越多地得到应用。DCS 系统是过程控制专家们借用计算机局域网研究 成果，把局域网变成一个实时性，可靠性要求很高的网络型控制系统，运用于 过程控制领域。本文就 DCS 在发电厂电气的应用做了简单的分析。 [关键词]DCS 系统；发电厂；应用分析 0.引言 随着电子信息技术和网络技术的发展，DCS 在电力生产中得到了广泛的应 用，尤其 300 MW 及以上容量机组的热工控制已全面采用 DCS 控制系统，逐步形 成了数据采集 DAS、模拟量控制 MCS、顺序控制 SCS、燃烧器管理 BMS4 大系统， 在汽机、锅炉等热力设备的顺序控制、数据采集以及炉膛安全监控等方面取得 了成功的经验，提高了电厂自动化水平和机组运行的安全性、经济性。与之相 比，采用一对一硬手操方式的电气控制已显落后，电气控制纳入 DCS。目前国 内有许多大型发电厂已实施并积累了很多运行经验。 1.电气 DCS 系统的实现 发电厂电气 DCS 系统主要是用来监控发电厂各电气设备的运行参数，对运 行状态进行集中监视和控制，采用分层分布式结构。 1.1 控制部分 主控机是由计算机、CRT 和外围设备组成，一般安装在发电厂的主控室内， CRT 能显示系统运行状态、设备参数和各种操作指导等，并可同时和单独地提
供报告和画面显示，当模拟量越限时，显示并打印报警信息，包括越限对象名 称、编号、越限参数值以及越限时间，并能累计越限次数。 现场控制级主要由 PLC 和各种检测装置组成，PLC 实现对各电气设备的控 制以及与上位机的通信，把采集的信息实时反馈给上位机：电机控制装置主要 由大功率接触器、断路器及显示板组成，其控制电路由 PLC 控制，实现电机正 反转，从而控制流量、压力、温度等，并可显示各参数值。 1.2 通信部分 主控级网络操作单元与现场监控单元之间的通信采用主从工作方式，网络 操作单元是主站，现场监控单元是从站。通信由网络操作单元发起，只能进行 主站与任一台从站之间的通信，两台从站之间不能直接通信，若要通信需要从 主站中转，现场监控单元采用 PC 总线接插板技术，内部配有一块 RS-485 通信卡， 主要完成物理层和数据链路层的任务。 为适应发电厂的工作环境， 通信卡中使用了电源隔离、光电隔离等抗干扰技术，能有效防止外界的干扰， 提高系统工作的稳定性。 1.3

电气监控系统与 DCS 的连接方式 电气监控系统与 DCS 的连接主要有硬接线方式和现场总线连接方式。两种 方式各有优缺点，而运用硬接线和现场总线相结合的方式，使系统抗干扰能力 增强，减少了平时检修维护量，提高了安全可靠性，减小了投资成本。 1.4 后台机系统 该系统包括 DCS 系统和电气工作站，DCS 系统对电气设备进行控制，通过 通信管理层获得所需的其它信息，送至电气工作站。电气工作站是以工控机为 主机接受来自通信管理装置上的信息，并进行处理分析来完成监控功能。
2.电厂 DCS 功能优势分析 目前大机组的仪控系统大多选用 DCS 系统。 DCS 系统在发电厂发电机组控制中的应用已有十多年的历史了，而且正在 越来越多地得到应用。DCS 系统是过程控制专家们借用计算机局域网研究成果， 把局域网变成一个实时性，可靠性要求很高的网络型控制系统，运用于过程控 制领域。这样的控制系统给我们带来以下一些好处： (1)故障分散是推出 DCS 系统的最大理由，DCS 系统就是要解决集中控制系 统致命的弱点一故障集中。 故障分散的理由是 DCS 系统采用了大量的微处理器， 各个微处理器承担一个范围较小的(地域上)控制任务，某个微处理器故障不会 影响整个系统的正常工作。 (2)缩小控制室尺寸或控制表盘的长度。 (3)大量缩减控制系统所需的电缆。 (41 大量减少控制系统所需的备品备件种类及数量。 (5)减少工艺生产的运行对仪表控制设备厂商的依赖， 减少仪控人员培训所 需的费用。 (6)提供了控制系统构成的灵活性，具有组态便利和可扩展性。 (7)实现过程实时参数和历史数据的管理提供性能计算， 设备寿命计算等功 能。这是传统的仪表控制系统所望尘莫及的。 DCS 系统是否确实给我们带来了这些好处呢? 2.1 关于故障分散 大多数 DCS 生产厂商现阶段所提供的系统在实际应用中并非象我们想象的 那么故障分散。由 DCS 系统控制的发电厂单元发电机组，因为 DCS 系统的某些
故障而被迫停运的事情时有发生。这与传统的仪表控制系统相比后者似乎要优 于前者。所以 DCS 系统的构成越接近传统的仪表控制系统，即微处理器或多功 能控制器所承担的控制任务从地域上越分散，越能做到故障分散。 2.2 关于控制室的尺寸和表盘长度 这一点所有的 DCS 系统都能做到大大缩小。不过与传统的仪表控制系统相 比，电子室的尺寸和设备相对增加了。 2.3 关于节约电缆 由于 DCS 系统所采用的设备器件在现阶段来说仍然是比较娇贵。需要防尘 和空调，REMOTEI／O 还不能大量使用。因此。DCS 系统的主要设备都需要安置 在条件比较好的电子室，大量的

现场信号仍然需用电缆接到电子室。与传统的 仪表控制系统相比，电缆有所缩减，但效益有限。 2.4 关于减少备品备件的种类和数量 备品备件的种类和数量有所减少。并且需要与之打交道的仪表控制设备制 造厂商也有所减少。 2.5 关于减少机组运行对仪表控制设备制造厂商的依赖 由于 DCS 系统在应用技术方面还不能尽如人意，因此，在机组运行时，尤 其在机组试行期间，DCS 生产厂家的专家服务似乎成了必不可少。使得培训所 需花费也有所增加。 2.6 关于控制系统构成的灵活性，组态的便捷性和系统的可扩展性 大多数 DCS 系统的组态也是比较方便的。不过多数系统在在线组态功能方 面尚有许多工作可做，好多系统为离线组态。在工程师站编程，然后编译，再 下载。有些系统这一过程比较费时，在调试期间这一问题尤其突出。
2.7 关于 DCS 系统提供的一些独特的控制功能 由于 DCS 系统可提供历史数据和实时数据的管理，性能计算等功能，把过 程控制推向一个新的更高层次的领域。 3.小结 综上所述，DCS 系统解决了现代化大生产中过程控制传统的仪表控制系统 难以胜任的问题，而相对计算机集中控制来说故障还是分散的。在许多方面有 其独特的优点。是传统的仪表控制系统和计算机集中控制系统所无法比拟的。 但是现阶段的 DCS 系统在应用中仍然有一些重要的问题需要解决。随着网络技 术的不断发展和网络可靠性的不断提高，同时电气设备的控制、保护等设备在 不断的发展，这样电气监控管理系统的外部条件越来越成熟。将实现发电厂电 气部分的综合自动化，实现全场的信息资源的共享，使整个电力系统的自动化 水平跃上个新台阶，提高了生产的安全性、可靠性，提高了产业的竞争力。 [参考文献] [1]王金全， 方志华， 仲未央， 工业控制系统的现状与展望， 中国电力， 2007， (1)：114－115. [2]陈小飚，火电厂控制系统分散化的现状及趋势，浙江电力，2006，(4)： 96-97. [3]卓乐友，电力工程电气设计 200 例北京：中国电力出版社，2005. [4]蒙宁海， 火电厂厂用电系统监控方案的探讨， 广西电力， 2003， 43-50 2：

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