浅析火电厂电气综合自动化系统

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1、浅析火电厂电气综合自动化系统　　摘要：火电厂实际生产过程中涉及到的电气部分非常多，而且在各个生产环节都有所分布。电气综合自动化系统是火电厂电气部分统一管理的核心，PEBB概念的提出，使得自动化系统从集成度、性能以及成本等方面有了明确的发展方向。本文对火电厂电气综合自动化系统进行了阐述。关键词：火电厂电气综合自动化系统中图分类号：F407文献标识码：A一、火电厂自动化的实际意义目前，火电厂发电机组的容量不断增加而参数也随之提高，火电自动化的程度也随之提高，优势是伴随着DCS分散控制系统的出现和广泛应用，其凭借着强大的功能为机组提供了更加

2、安全、可靠、经济的运行环境。但是因为参与保护的火电参数也随着机组容量而不断复杂起来，发生机组或者设备误动和拒动的几率也就不断增加，因此在火电自动化的过程中应对保护意识进行提高，并采取必要的措施对保护系统进行完善，从而提高可靠性减少直至消除DCS系统失灵和火电系统误动、拒动是具有十分重要的现实意义的。二、火电厂电气综合自动化系统的设计原则9整个火电厂电气综合自动化系统建立在分散控制系统（DCS）基础之上，同时又联接起了多个机组的DCS系统，采用全微机、分散、分布、分层的电气综合自动化系统技术，实现了整个火电厂为一体的数据集中和控制系统平

3、台统一的控制方案，以此来满足集中管理和分散控制的要求。火电厂的电气综合自动化系统基于横向来进行划分，能够将其分为NCS（网控自动化系统）和ECS（机组电气自动化系统）两大类。ECS系统以机组为单位来进行划分，可以通过DCS平台来直接进行实现，每个机组都要有一套独立的ECS（机组电气自动化系统）。不再单独地设立一套电气自动化系统，减少系统维护管理人员的劳动强度，也大幅度降低了系统数据交换及自动化孤岛的瓶颈，有效地实现了炉、电、机三者之间的数据共享。而NCS系统的划分完全区别于ECS，它是以电厂为单位来进行划分的，各台机组的DCS系统通过

4、NCS系统来进行连接。通过NCS系统来控制火电厂出力情况，经济地分配火电厂内的机组负荷，同时，还可以保护和监控升压站电气系统和公用电气系统，延长设备使用寿命，降低维修费用，有效地实现设备寿命管理、状态检修管理、设备管理。9整个火电厂的电气综合自动化系统基于纵向来进行划分，可以分为中央控制层和间隔层两层。间隔层通过RS485总线、CAN-BUS总线之类的现场总线网来联接各智能微机保护监控单元，同时还要直接联系火电厂的一次设备，如电动机、变压器、开关等。而中央控制层则分别设置了MMI站和中央处理单元。整个火电厂电气综合自动化系统的核心部位

5、就是DPU（中央处理单元），它可以向上与MMI站进行联接，联接的手段就是通过冗余的以太网；他也可以向下实现间隔层和中央控制层的信息交换，交换的渠道就是RS485网或CAN。与此同时，DPU（中央处理单元）内置的算法为图形组态算法，能够有效地进行一系列的逻辑控制，如五防闭锁和顺序控制。而整个火电厂电气综合自动化系统系统的人机界面就是MMI站，它可以提供操作界面，也可以实时地显示图形界面和数据。三、火电厂电气综合自动化系统设计1、分布式控制设计硬件管理器在系统中所起的主要作用就是控制并实时监控通信接口以及功率模块的运行情况，实现信息以及功

6、率两种信号的成功传输。为了能够进一步的提高硬件管理器的适用性及其性能，本文硬件管理器的设计是基于相臂原理进行的。基于相臂的硬件管理器与应用管理器之间实时通信所传递的控制变量信息是：占空比、同步信号、状态信号、相臂电压及电流，二者通讯时所需要的带宽可以通过公式CB=Kd*fsw*Nx*NHM，其中Kd是采样周期与传输时间的比率，fsw是采样频率，Nx是传输数据的表示位数，NHM是系统中硬件管理器的个数。2、基于相臂的硬件管理器设计9基于相臂设计硬件管理器的主要考虑因素就是既要保证系统运行过程中的灵活性，同时也要使得系统进行控制与通信的过

7、程更为简化。本文所设计基于相臂的硬件管理器其结构组成为：1个双向的光线通信接口，主要是接受应用管理器的驱动信息，同时向上层反馈运行状态；可以测量电压以及电流的传感器；4个被隔离开的IGBT门级驱动，主要对主功率管驱动，还可以辅助功率管；2个用于转换传感器模拟信号的A/D转换器，把这些信号转换成系统可以识别的数字信号。干扰是电路设计过程中非常重要的研究内容，我们不仅仅要研究干扰是如何形成的，还要研究干扰的影响途径是什么。对于PEBB模块而言，最容易受到干扰的部分就是控制芯片，也就是DSP与PLD。实际设计印刷电路板时，一定要将最易受干扰

8、的控制芯片尽可能的远离主要干扰源，如变压器、开关管等。3、应用管理器设计实现应用管理器DSP对硬件管理器的控制是通过中断服务程序来执行的，一旦测量到SYNC中信号量变大，那么DSP就开始执行中断操作。当中断服务程序开始执